WO2022085118A1

WO2022085118A1 - 電源装置

Info

Publication number: WO2022085118A1
Application number: PCT/JP2020/039566
Authority: WO
Inventors: 涼大島; 康一津野; 智夫井上
Original assignee: 本田技研工業株式会社
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2022-04-28
Also published as: CN116195176A; US20230223848A1

Abstract

電源装置は、ＤＣＤＣコンバータの消費電力が第一電力未満である場合に、ＤＣＤＣコンバータの出力電圧が所定の目標電圧よりも大きくなるようにＤＣＤＣコンバータを制御する。電源装置は、消費電力が第一電力よりも大きな第二電力を超えている場合に、出力電圧が目標電圧よりも小さくなるようにＤＣＤＣコンバータを制御する。

Description

電源装置

　本発明は電源装置に関する。

　ＤＣ－ＤＣコンバータは、あるＤＣ（直流）の入力電圧を、要求される一定の直流の出力電圧に変換する変換回路である（特許文献１）。要求される出力電圧は、ＤＣ－ＤＣコンバータの後段に接続されるインバータなどによって定められる。

特開２０１３－１９２３８３号公報

　一般に、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電圧は一定値に制御される。また、出力電圧は、後段に接続されるインバータの入力許容電圧（耐圧）以下でなければならない。インバータに接続された負荷が急激に減少すると、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電圧が急上昇してしまう。出力電圧の急上昇を考慮して、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電圧は、インバータの耐圧よりも低く設定されなければならない。その一方で、負荷が急激に増加すると、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電圧が急低下してしまう。したがって、出力電圧の急上昇の対策としては、出力電圧の目標値は低いほうが好ましいが、出力電圧の急低下の対策としては、出力電圧の目標値は高いほうが好ましい。つまり、負荷に応じて適切な目標電圧が異なっている。そこで、本発明は、負荷に応じて目標電圧を可変制御することを目的とする。

　本発明によれば、たとえば、
　直流電源から供給される第一直流電圧を変換して第二直流電圧を生成するＤＣＤＣコンバータと、
　前記ＤＣＤＣコンバータから前記第二直流電圧を供給され、交流電流および交流電圧を出力するインバータと、
　前記第二直流電圧が目標電圧となるように前記ＤＣＤＣコンバータを制御するコントローラと、を有し、
　前記コントローラは、
　　　前記ＤＣＤＣコンバータの消費電力を演算する電力演算手段を有し、
　前記コントローラは、
　　　前記消費電力が第一電力未満である場合に、前記ＤＣＤＣコンバータから出力される前記第二直流電圧が前記目標電圧よりも大きくなるように前記ＤＣＤＣコンバータを制御し、
　　　前記消費電力が第一電力よりも大きな第二電力を超えている場合に、前記ＤＣＤＣコンバータから出力される前記第二直流電圧が前記目標電圧よりも小さくなるように前記ＤＣＤＣコンバータを制御する、電源装置が提供される。

　本発明によれば、負荷に応じて目標電圧が可変制御される。

　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
電源装置を示すブロック図。ＣＰＵにより実現される機能を示すブロック図。ＣＰＵにより実現される機能を示すブロック図。ＣＰＵにより実行される制御方法を示すフローチャート。

　以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

　＜電源装置＞
　図１は電源装置１を示している。電源装置１は、直流電源１０、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０、および、インバータ３０を有している。直流電源１０は、バッテリーまたはエンジン駆動発電機などである。ここでは、バッテリータイプの直流電源１０が採用されているものと仮定されている。ＤＣ－ＤＣコンバータ２０は、直流電源１０から供給される直流の入力電圧Ｖｄｃ＿ｉｎを、直流の出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔに変換してインバータ３０へ出力する。インバータ３０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０から供給される出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔを交流の出力電圧Ｖａｃ＿ｏｕｔに変換して負荷４０に供給する。

　●直流電源
　直流電源１０において、バッテリーセル１１はバッテリー電圧Ｖｂａｔを出力する。電圧検知回路１２は、バッテリー電圧Ｖｂａｔを検知し、検知結果をＣＰＵ１８に出力する。電流検知回路１３は、バッテリーセル１１からＤＣ－ＤＣコンバータ２０へ流れるバッテリー電流Ｉｂａｔを検知して、検知結果をＣＰＵ１８に出力する。ＣＰＵ１８はメモリ１９に記憶されている制御プログラムを実行するプロセッサ回路である。ＣＰＵ１８は、バッテリー電圧Ｖｂａｔの検知結果と、バッテリー電流Ｉｂａｔの検知結果とを通信回路１７を介してＤＣ－ＤＣコンバータ２０へ送信する。

　●ＤＣ－ＤＣコンバータ
　ＤＣ－ＤＣコンバータ２０において電流検知回路２３は直流電源１０からの入力電流Ｉｄｃ＿ｉｎを検知し、検知結果をＣＰＵ２８のＡＤポートへ出力する回路である。ＡＤポートはアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器を含むポートである。電流検知回路２３は、たとえば、シャント抵抗器（電流検知用の抵抗器）を含む。電圧検知回路２２ａは、直流電源１０からの入力電圧Ｖｄｃ＿ｉｎを検知し、検知結果をＣＰＵ２８へ出力する回路である。電圧検知回路２２ａは、たとえば、入力電圧Ｖｄｃ＿ｉｎを、入力電圧Ｖｄｃ＿ｉｎに比例した検知電圧に変換する複数の分圧抵抗器を含む。変換回路２５は、入力電圧Ｖｄｃ＿ｉｎを出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔに変換する回路である。変換回路２５は、ＣＰＵ２８から出力される電圧指令値Ｖｒｅｆに基づき、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔを目標電圧Ｖｔａｒへ制御する。よって、電圧指令値Ｖｒｅｆは、目標電圧Ｖｔａｒを示す指令値である。なお、電圧指令値Ｖｒｅｆは、目標電圧Ｖｔａｒに応じてパルス幅を調整されるＰＷＭ波（パルス状の駆動信号）により実現されてもよい。このような駆動信号はスイッチング回路を構成する四つのスイッチング素子のそれぞれに個別に供給される。

　変換回路２５は、スイッチング回路（例：四つの電界効果トランジスタによるフルブリッジ回路）、トランス、整流回路（例：ブリッジダイオード）、および、平滑回路（例：電解コンデンサ）などを含むスイッチングコンバータであってもよい。

　ＣＰＵ２８は、メモリ２９に記憶されている制御プログラムにしたがって様々な処理を実行する。たとえば、ＣＰＵ２８は、入力電圧Ｖｄｃ＿ｉｎの検知結果と出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔの検知結果とに基づきＤＣ－ＤＣコンバータ２０における消費電力Ｐｉｎを求め、消費電力Ｐｉに基づき目標電圧Ｖｔａｒの一次的な補正値αを演算してもよい。さらに、ＣＰＵ２８は、バッテリー電圧Ｖｂａｔの検知結果と、バッテリー電流Ｉｂａｔの検知結果と、インバータ３０から送信される交流の出力電圧Ｖａｃ＿ｏｕｔの検知結果と、交流の出力電流Ｉａｃ＿ｏｕｔの検知結果とに基づき全体効率を演算してもよい。全体効率とは、直流電源１０、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０およびインバータ３０の全体での効率Ｅｆをいう。
Ｅｆ＝（Ｖａｃ＿ｏｕｔ×Ｉａｃ＿ｏｕｔ）／（Ｖｂａｔ×Ｉｂａｔ）　・・・（１）
　ＣＰＵ２８は効率Ｅｆが改善するように、目標電圧Ｖｔａｒを決定または更新する。なお、ＣＰＵ２８は、通信回路２７ｂを介してインバータ３０から交流の出力電圧Ｖａｃ＿ｏｕｔの検知結果と、交流の出力電流Ｉａｃ＿ｏｕｔの検知結果とを受信する。電圧検知回路２２ｂは、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔを検知し、検知結果を変換回路２５へフィードバックする。これにより、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔは、電圧指令値Ｖｒｅｆに対応した目標電圧Ｖｔａｒに近づくように制御される。

　ＣＰＵ２８、メモリ２９および通信回路２７ａ、２７ｂはコントローラを形成している。なお、ＣＰＵ２８、メモリ２９および通信回路２７ａ、２７ｂに動作電圧を供給する補助電源は図示が省略されている。このような補助電源は、入力電圧Ｖｄｃ＿ｉｎを変換して、動作電圧を生成する。補助電源は、たとえば、高圧レギュレータ、三端子レギュレータおよび絶縁電源などにより構成されてもよい。

　●インバータ３０
　インバータ３０において変換回路３５は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０からの出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔを交流の出力電圧Ｖａｃ＿ｏｕｔに変換する回路である。変換回路３５は、複数のスイッチング素子により形成されたブリッジ回路などを含む。電圧検知回路３２は出力電圧Ｖａｃ＿ｏｕｔを検知し、検知結果をＣＰＵ３８に出力する。電流検知回路３３は出力電流Ｉａｃ＿ｏｕｔを検知し、検知結果をＣＰＵ３８に出力する。ＣＰＵ３８は、メモリ３９に記憶されている制御プログラムにしたがって、インバータ３０を制御する。ＣＰＵ３８は交流の出力電圧Ｖａｃ＿ｏｕｔの検知結果と、交流の出力電流Ｉａｃ＿ｏｕｔの検知結果とを、通信回路３７を介して、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０へ送信する。

　［ＣＰＵの機能］
　図２は電圧指令値Ｖｒｅｆの決定に関与する機能を示している。ＣＰＵ２８は制御プログラムを実行することで、以下で説明される機能を実現する。ここで、以下で説明される機能の一部またはすべてがＡＳＩＣ（特定用途集積回路）やＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）などのハードウエア回路により実装されてもよい。また、ＣＰＵ２８は、一つまたは複数のプロセッサ回路により構成されてもよい。このように各機能は論理回路により実現されてもよいし、プログラムモジュールにより実現されてもよい。

　電力演算部２０１は、入力電圧Ｖｄｃ＿ｉｎと入力電流Ｉｄｃ＿ｉｎとに基づきＤＣ－ＤＣコンバータ２０の消費電力Ｐｉｎを演算する。たとえば、電力演算部２０１は、入力電圧Ｖｄｃ＿ｉｎと入力電流Ｉｄｃ＿ｉｎとを乗算することでＤＣ－ＤＣコンバータ２０の消費電力Ｐｉｎを演算する（Ｐｉｎ＝Ｖｄｃ＿ｉｎ×Ｉｄｃ＿ｉｎ）。補正値決定部２０２は、消費電力Ｐｉｎに応じて目標電圧Ｖｔａｒの補正値Ｘを決定する。ここでは、新しい目標電圧Ｖｔａｒは、メモリ２９に保持されている古い目標電圧Ｖｔａｒ'と補正値Ｘとの和として表現されてもよい（Ｖｔａｒ＝Ｖｔａｒ'＋Ｘ）。

　たとえば、電源装置１の定格電力が１５００Ｗであり、かつ、消費電力Ｐｉｎが第一電力Ｐ１（例：Ｐ１＝５００Ｗ）未満である場合、これから負荷４０が増加することが予想される。一般に、ユーザーは定格電力に近い消費電力の負荷４０を使用することがあるからである。そこで、補正値決定部２０２は、消費電力Ｐｉｎが第一電力Ｐ１未満である場合、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔが現在の目標電圧Ｖｔａｒよりも＋αだけ高くなるように、補正値Ｘを決定する（Ｘ＝＋α）。出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔを事前に高めておくことで、電源装置１は、負荷４０の急激な増加に対して良好に追従できるようになる。たとえば、目標電圧Ｖｔａｒが１８０Ｖであり、αが２０Ｖである場合、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔは２００Ｖに増加される。

　一方で、消費電力Ｐｉｎが第二電力Ｐ２（例：Ｐ２＝１０００Ｗ）を超えている場合、これから負荷４０が急激に減少することが予想される。負荷４０が急激に低下すると、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０の出力電流Ｉｄｃ＿ｏｕｔが急激に減少し、出力電圧Ｖａｃ＿ｏｕｔが急激に増加してしまう。出力電圧Ｖａｃ＿ｏｕｔが急激に増加してしまうと、出力電圧Ｖａｃ＿ｏｕｔがインバータ３０の耐圧を超えてしまう可能性がある。そこで、補正値決定部２０２は、消費電力Ｐｉｎが第一電力Ｐ２を超えている場合、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔが現在の目標電圧Ｖｔａｒよりも－βだけ低くなるように、補正値Ｘを決定する（Ｘ＝－β）。出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔを事前に低下させておくことで、電源装置１は、負荷４０の急激な減少に対して良好に追従できるようになる。たとえば、目標電圧Ｖｔａｒが１８０Ｖであり、βが１５Ｖである場合、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔは１６５Ｖに低下する。このように、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔを低下させることで、インバータ３０の耐圧に対してマージンが確保されるようになる。

　指令値決定部２０３は、メモリ２９から目標電圧Ｖｔａｒを読み出し、補正値決定部２０２から取得した補正値Ｘを加算して和を求め、和に対応した電圧指令値Ｖｒｅｆを決定し、電圧指令値Ｖｒｅｆを変換回路２５に設定する。

　図３は電源装置１の全体での効率を改善する機能を示している。すでに説明されたように、ＣＰＵ２８は制御プログラムを実行することで、以下で説明される機能を実現する。消費電力Ｐｉｎに応じて出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔが補正または調整された後で、ＣＰＵ２８は、バッテリー電圧Ｖｂａｔの検知結果とバッテリー電流Ｉｂａｔの検知結果とを直流電源１０から取得するともに、出力電圧Ｖａｃ＿ｏｕｔの検知結果と出力電流Ｉａｃ＿ｏｕｔの検知結果とをインバータ３０から取得して、効率演算部２１１に入力する。効率演算部２１１は、（１）式に基づき、効率Ｅｆを演算する。ここでは、現在の効率ＥｆはＥｆ＿ｎｅｗと表記される。前回の演算により求められてメモリ２９に保持されている前回の効率ＥｆはＥｆ＿ｏｌｄと表記される。効率判定部２１２は、現在の効率Ｅｆ＿ｎｅｗが前回の効率Ｅｆ＿ｏｌｄ以上であるかどうかを判定し、判定結果を目標電圧決定部２１３に出力する。

　目標電圧決定部２１３は、判定結果に基づき新たな目標電圧Ｖｔａｒを決定する。たとえば、現在の効率Ｅｆ＿ｎｅｗが前回の効率Ｅｆ＿ｏｌｄ以上である場合、目標電圧決定部２１３は、目標電圧Ｖｔａｒを増加させる。たとえば、目標電圧決定部２１３は、目標電圧Ｖｔａｒに所定値Ｙを加算し、加算結果をメモリ２９に記憶する。一方、現在の効率Ｅｆ＿ｎｅｗが前回の効率Ｅｆ＿ｏｌｄ未満である場合、目標電圧決定部２１３は、目標電圧Ｖｔａｒを減少させる。たとえば、目標電圧決定部２１３は、目標電圧Ｖｔａｒから所定値Ｙを減算して、減算結果をメモリ２９に記憶する。その後、効率更新部２１４は、現在の効率Ｅｆ＿ｎｅｗで前回の効率Ｅｆ＿ｏｌｄを上書きすることで、メモリ２９に記憶されている前回の効率Ｅｆ＿ｏｌｄを更新する。

　＜フローチャート＞
　図４はＣＰＵ２８が制御プログラムにしたがって実行する一連の処理を示している。

　ステップＳ４０１でＣＰＵ２８は目標電圧Ｖｔａｒに初期値Ｖｔａｒ＿ｉｎｉを設定する。初期値Ｖｔａｒ＿ｉｎｉは、電源装置１の設計で定められた値であり、メモリ２９のＲＯＭ領域に記憶されている。目標電圧Ｖｔａｒはメモリ２９のＲＡＭ領域に変数として記憶される。

　ステップＳ４０２でＣＰＵ２８は前回効率Ｅｆ＿ｏｌｄに初期値Ｅｆ＿ｉｎｉを設定する。初期値Ｅｆ＿ｉｎｉは、電源装置１の設計で定められた値であり、メモリ２９のＲＯＭ領域に記憶されている。前回効率Ｅｆ＿ｏｌｄはメモリ２９のＲＡＭ領域に変数として記憶される。

　ステップＳ４０３でＣＰＵ２８はメモリ２９から読み出した目標電圧Ｖｔａｒに基づき電圧指令値Ｖｒｅｆを決定して変換回路２５へ出力する。これにより、変換回路２５は電圧変換処理を開始する。変換回路２５は、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔが、電圧指令値Ｖｒｅｆに対応した目標電圧Ｖｔａｒに近づくように、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔを制御する。

　ステップＳ４０４でＣＰＵ２８は出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔの検知結果に基づき、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔが目標電圧Ｖｔａｒに達したかどうかを判定する。なお、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔの検知結果は、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔを分圧回路により分圧された電圧（検知電圧）である。出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔが目標電圧Ｖｔａｒに達すると、ＣＰＵ２８はステップＳ４０５に進む。

　ステップＳ４０５でＣＰＵ２８はＤＣ－ＤＣコンバータ２０の消費電力Ｐｉｎを演算する。上述されたように、ＣＰＵ２８は、入力電圧Ｖｄｃ＿ｉｎと入力電流Ｉｄｃ＿ｉｎとを乗算することでＤＣ－ＤＣコンバータ２０の消費電力Ｐｉｎを演算してもよい。

　ステップＳ４０６でＣＰＵ２８は消費電力Ｐｉｎが所定値Ｐ１未満であるかどうかを判定する。つまり、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔの急激な増加が予想されるような消費電力Ｐｉｎであるかどうかが判定される。消費電力Ｐｉｎが所定値Ｐ１未満である場合、ＣＰＵ２８は、ステップＳ４０７に進む。ステップＳ４０７でＣＰＵ２８は、補正値Ｘに＋αを設定することで、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔを目標電圧Ｖｔａｒ＋αまで増加させる。一方、消費電力Ｐｉｎが所定値Ｐ１未満でない場合、ＣＰＵ２８は、ステップＳ４２０に進む。ステップＳ４２０でＣＰＵ２８は消費電力Ｐｉｎが所定値Ｐ２を超えているかどうかを判定する（Ｐ１＜Ｐ２）。つまり、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔの急激な減少が予想されるような消費電力Ｐｉｎであるかどうかが判定される。消費電力Ｐｉｎが所定値Ｐ２を超えている場合、ＣＰＵ２８は、ステップ４２１に進む。ステップＳ４２１でＣＰＵ２８は、補正値Ｘに－βを設定することで、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔを目標電圧Ｖｔａｒ－βまで減少させる。一方、消費電力Ｐｉｎが所定値Ｐ２を超えていない場合（Ｐ１≦Ｐｉｎ≦Ｐ２）、ＣＰＵ２８は、補正値Ｘにゼロを設定することで、出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔを目標電圧Ｖｔａｒに維持する。

　ステップＳ４０８でＣＰＵ２８は全体効率Ｅｆを演算する。ここでは、現在の効率Ｅｆ＿ｎｅｗが、バッテリー電圧Ｖｂａｔの検知結果と、バッテリー電流Ｉｂａｔの検知結果と、インバータ３０から送信される交流の出力電圧Ｖａｃ＿ｏｕｔの検知結果と、交流の出力電流Ｉａｃ＿ｏｕｔの検知結果とに基づき、演算される。なお、（１）式は一例にすぎず、（１）式を構成する四つの変数のうちのいずれかに対して何らかの係数が加算または乗算されてもよい。

　ステップＳ４０９でＣＰＵ２８は、現在の効率Ｅｆ＿ｎｅｗが、前回の効率Ｅｆ＿ｏｌｄ以上であるかを判定する。前回の効率Ｅｆ＿ｏｌｄはメモリ２９に記憶されている。現在の効率Ｅｆ＿ｎｅｗが前回の効率Ｅｆ＿ｏｌｄ以上である場合、ＣＰＵ２８は、ステップＳ４１０に進む。ステップＳ４１０でＣＰＵ２８は、現在の効率Ｅｆ＿ｎｅｗを前回の効率Ｅｆ＿ｏｌｄに上書きすることで、前回の効率Ｅｆ＿ｏｌｄを更新する。ステップＳ４１１でＣＰＵ２８は目標電圧Ｖｔａｒを増加させる。たとえば、ＣＰＵ２８は目標電圧Ｖｔａｒに所定値Ｙを加算してもよい。その後、ＣＰＵ２８は、ステップＳ４０４に戻る。

　一方、現在の効率Ｅｆ＿ｎｅｗが前回の効率Ｅｆ＿ｏｌｄ以上でない場合、ＣＰＵ２８は、ステップＳ４３０に進む。ステップＳ４３０でＣＰＵ２８は、現在の効率Ｅｆ＿ｎｅｗを前回の効率Ｅｆ＿ｏｌｄに上書きすることで、前回の効率Ｅｆ＿ｏｌｄを更新する。ステップＳ４３１でＣＰＵ２８は目標電圧Ｖｔａｒを減少させる。たとえば、ＣＰＵ２８は目標電圧Ｖｔａｒから所定値Ｙを減算してもよい。その後、ＣＰＵ２８は、ステップＳ４０４に戻る。

　＜まとめ＞
　［観点１］
　ＤＣＤＣコンバータ２０は、直流電源から供給される第一直流電圧を変換して第二直流電圧を生成するＤＣＤＣコンバータの一例である。インバータ３０は、ＤＣＤＣコンバータから第二直流電圧を供給され、交流電流および交流電圧を出力するインバータの一例である。ＣＰＵ２８は、第二直流電圧が目標電圧となるようにＤＣＤＣコンバータを制御するコントローラの一例である。ＣＰＵ２８は、ＤＣＤＣコンバータの消費電力を演算する電力演算手段を有してもよい。ＣＰＵ２８は、消費電力が第一電力未満である場合に、ＤＣＤＣコンバータから出力される第二直流電圧が目標電圧よりも大きくなるようにＤＣＤＣコンバータを制御してもよい。ＣＰＵ２８は、消費電力（例：Ｐｉｎ）が第一電力（例：Ｐ１）よりも大きな第二電力（例：Ｐ２）を超えている場合に、ＤＣＤＣコンバータから出力される第二直流電圧が目標電圧よりも小さくなるようにＤＣＤＣコンバータを制御してもよい。消費電力は負荷に応じて変化する。したがって、本実施例では、負荷に応じて目標電圧が可変制御されるようになる。このように消費電力に応じて出力電圧を制御することで、出力電圧の応答性能が改善される。たとえば、直流の出力電圧の瞬時低下および瞬時上昇が抑制されよう。その結果、インバータの出力電圧の瞬時変動も抑制されよう。

　［観点２］
　ＣＰＵ２８は、消費電力が第一電力未満である場合に、ＤＣＤＣコンバータから出力される第二直流電圧が目標電圧（例：Ｖｔａｒ）と所定値（例：α）との和となるようにＤＣＤＣコンバータを制御してもよい。ＣＰＵ２８は、消費電力が第二電力を超えている場合に、ＤＣＤＣコンバータから出力される第二直流電圧が目標電圧と所定値（例：β）との差となるようにＤＣＤＣコンバータを制御してもよい。たとえば、消費電力が５００Ｗ未満であれば目標電圧が２００Ｖに設定される。消費電力が５００Ｗ以上で、かつ、１０００Ｗ以下であれば目標電圧が１８０Ｖに設定される。消費電力が１０００Ｗを超えていれば、目標電圧が１６５Ｖに設定される。これらの数値は一例に過ぎない。また、一般に、負荷が急減すると、ＤＣＤＣコンバータからの出力電圧が急上昇するため、インバータには高耐圧のコンデンサーが必要であった。本実施例では、出力電圧が急上昇しうる状態では、事前に目標電圧が低く制御されている。そのため、インバータの入力耐圧を低減することが可能となる。

　［観点３］
　電圧検知回路２２ａは、直流電源からＤＣＤＣコンバータへ入力される第一直流電圧（例：Ｖｄｃ＿ｉｎ）を検知する電圧検知回路として機能する。電流検知回路２３は、直流電源からＤＣＤＣコンバータへ入力される入力直流電流（例：Ｖｄｃ＿ｉｎ）を検知する電流検知回路として機能する。電力演算手段（例：ＣＰＵ２８）は、電圧検知回路により検知された第一直流電圧の値と、電流検知回路により検知された入力直流電流の値とに基づきＤＣＤＣコンバータの消費電力（例：Ｐｉｎ）を演算してもよい。

　［観点４、９］
　ＣＰＵ２８は、直流電源、ＤＣＤＣコンバータおよびインバータの全体での効率（例：Ｅｆ）を演算する効率演算手段（例：効率演算部２１１）を有してもよい。ＣＰＵ２８は、効率に応じて目標電圧を設定する設定手段（例：効率判定部２１２、目標電圧決定部２１３）を有してもよい。これにより、効率が改善するように、目標電圧が調整されるようになる。一般には目標電圧は固定値に設定されるが、本実施例では効率が向上するように目標電圧が可変制御される。これにより、ＤＣ－ＤＣコンバータとインバータとを含む電源装置の全体効率が改善するであろう。このように、効率が改善されると、直流電源に含まれるバッテリーの電力供給可能時間が長くなるであろう。あるいは、直流電源に搭載されるエンジン駆動発電機の運転可能時間が長くなるであろう。効率が改善すると、電源装置１の放熱量が減少するため、冷却ファンを省略したり、冷却ファンの冷却性能を低下させたりすることが可能となる。これにより、静音化が達成されてもよい。

　［観点５］
　ＣＰＵ２８は、インバータが出力する交流電流の値と交流電圧の値をインバータから取得してもよい。さらに、ＣＰＵ２８は、直流電源の出力電圧の値と出力電流の値とを直流電源から取得してもよい。効率演算部２１１は、交流電流の値、交流電圧の値、出力電圧の値、および、出力電流の値に基づき、効率を演算するように構成されていてもよい。

　［観点６］
　（１）式が示すように、効率演算部２１１は、交流電流の値と交流電圧の値とを乗算して第一積を取得し、出力電圧の値と出力電流の値とを乗算して第二積を取得し、第一積を第二積で除算して効率を取得してもよい。

　［観点７］
　メモリ２９は、効率演算手段により求められた第一効率（例：Ｅｆ＿ｏｌｄ）を記憶する記憶手段として機能する。ＣＰＵ２８は、第一効率が求められた後に効率演算手段により求められた第二効率（例：Ｅｆ＿ｎｅｗ）が第一効率以上である場合、目標電圧を増加させてもよい。ＣＰＵ２８は、第二効率が第一効率以上でない場合、目標電圧を減少させてもよい。これにより、効率の高い動作状態が維持されるようになろう。

　［観点８］
　ＣＰＵ２８は、ＤＣＤＣコンバータの消費電力に基づく第二直流電圧の制御が実行された後に取得された交流電流の値、交流電圧の値、出力電圧の値、および、出力電流の値に基づき、効率を演算してもよい。

　発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

Claims

　直流電源から供給される第一直流電圧を変換して第二直流電圧を生成するＤＣＤＣコンバータと、
　前記ＤＣＤＣコンバータから前記第二直流電圧を供給され、交流電流および交流電圧を出力するインバータと、
　前記第二直流電圧が目標電圧となるように前記ＤＣＤＣコンバータを制御するコントローラと、を有し、
　前記コントローラは、
　　　前記ＤＣＤＣコンバータの消費電力を演算する電力演算手段を有し、
　前記コントローラは、
　　　前記消費電力が第一電力未満である場合に、前記ＤＣＤＣコンバータから出力される前記第二直流電圧が前記目標電圧よりも大きくなるように前記ＤＣＤＣコンバータを制御し、
　　　前記消費電力が第一電力よりも大きな第二電力を超えている場合に、前記ＤＣＤＣコンバータから出力される前記第二直流電圧が前記目標電圧よりも小さくなるように前記ＤＣＤＣコンバータを制御する、電源装置。
　請求項１に記載の電源装置であって、
　前記コントローラは、
　　　前記消費電力が前記第一電力未満である場合に、前記ＤＣＤＣコンバータから出力される前記第二直流電圧が前記目標電圧と所定値との和となるように前記ＤＣＤＣコンバータを制御し、
　　　前記消費電力が前記第二電力を超えている場合に、前記ＤＣＤＣコンバータから出力される前記第二直流電圧が前記目標電圧と前記所定値との差となるように前記ＤＣＤＣコンバータを制御する、電源装置。
　請求項１または２に記載の電源装置であって、
　前記直流電源から前記ＤＣＤＣコンバータへ入力される前記第一直流電圧を検知する電圧検知回路と、
　前記直流電源から前記ＤＣＤＣコンバータへ入力される入力直流電流を検知する電流検知回路と、をさらに有し、
　前記電力演算手段は、前記電圧検知回路により検知された前記第一直流電圧の値と、前記電流検知回路により検知された前記入力直流電流の値とに基づき前記ＤＣＤＣコンバータの消費電力を演算する、電源装置。
　請求項２または３に記載の電源装置であって、
　前記コントローラは、
　　　前記直流電源、前記ＤＣＤＣコンバータおよび前記インバータの全体での効率を演算する効率演算手段と、
　　　前記効率に応じて前記目標電圧を設定する設定手段と
を有する、電源装置。
　請求項４に記載の電源装置であって、
　前記効率演算手段は、前記インバータが出力する前記交流電流の値と前記交流電圧の値を前記インバータから取得し、前記直流電源の出力電圧の値と出力電流の値とを前記直流電源から取得し、前記交流電流の値、前記交流電圧の値、前記出力電圧の値、および、前記出力電流の値に基づき、前記効率を演算するように構成されている、電源装置。
　請求項５に記載の電源装置であって、
　前記効率演算手段は、
　前記交流電流の値と前記交流電圧の値とを乗算して第一積を取得し、
　前記出力電圧の値と前記出力電流の値とを乗算して第二積を取得し、
　前記第一積を前記第二積で除算して前記効率を取得する、電源装置。
　請求項５または６に記載の電源装置であって、
　前記効率演算手段により求められた第一効率を記憶する記憶手段をさらに有し、
　前記設定手段は、
　　　前記第一効率が求められた後に前記効率演算手段により求められた第二効率が前記第一効率以上である場合、前記目標電圧を増加させ、
　　　前記第二効率が前記第一効率以上でない場合、前記目標電圧を減少させる、電源装置。
　請求項５ないし７のいずれか一項に記載の電源装置であって、
　前記効率演算手段は、前記ＤＣＤＣコンバータの前記消費電力に基づく前記第二直流電圧の制御が実行された後に取得された前記交流電流の値、前記交流電圧の値、前記出力電圧の値、および、前記出力電流の値に基づき、前記効率を演算するように構成されている、電源装置。
　直流電源から供給される第一直流電圧を変換して第二直流電圧を生成するＤＣＤＣコンバータと、
　前記ＤＣＤＣコンバータから前記第二直流電圧を供給され、交流電流および交流電圧を出力するインバータと、
　前記第二直流電圧が目標電圧となるように前記ＤＣＤＣコンバータを制御するコントローラと、を有し、
　前記コントローラは、
　　　前記直流電源、前記ＤＣＤＣコンバータおよび前記インバータの全体での効率を演算する効率演算手段と、
　　　前記効率に応じて前記目標電圧を設定する設定手段と
を有する、電源装置。
　直流電源、ＤＣＤＣコンバータ、インバータおよびコントローラを有する電源装置においてコントローラにより実行される制御方法であって、
　前記ＤＣＤＣコンバータの消費電力を演算することと、
　前記消費電力が第一電力未満である場合に、前記ＤＣＤＣコンバータから出力される出力直流電圧が前記ＤＣＤＣコンバータに予め設定された目標電圧よりも大きくなるように前記ＤＣＤＣコンバータを制御することと、
　前記消費電力が第一電力よりも大きな第二電力を超えている場合に、前記ＤＣＤＣコンバータから出力される前記出力直流電圧が前記目標電圧よりも小さくなるように前記ＤＣＤＣコンバータを制御することと、を有する、制御方法。