本發(fā)明涉及控制dc/dc轉(zhuǎn)換器的dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制裝置及控制方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)有技術(shù)中存在有下述能夠雙向進(jìn)行電力傳輸?shù)膁c/dc轉(zhuǎn)換器,其對(duì)從電池等直流電源輸入的直流電力的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換,將轉(zhuǎn)換后的電力提供給電動(dòng)機(jī)從而進(jìn)行動(dòng)力動(dòng)作,并且將電動(dòng)機(jī)中發(fā)電得到的直流電力提供給直流電源從而進(jìn)行再生動(dòng)作。這種dc/dc轉(zhuǎn)換器用于混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)車(chē)等各種用途。
dc/dc轉(zhuǎn)換器與電動(dòng)機(jī)之間的電壓即輸出電壓由dc/dc轉(zhuǎn)換器控制,但由于目標(biāo)電壓的急劇變動(dòng)以及電動(dòng)機(jī)的負(fù)載變動(dòng)等各種各樣的原因,該輸出電壓會(huì)偏離目標(biāo)電壓。因此,針對(duì)這種目標(biāo)電壓與輸出電壓的偏差,提出了一種能夠通過(guò)調(diào)整輸出電壓反饋控制的增益來(lái)使輸出電壓高響應(yīng)地追蹤目標(biāo)電壓的dc/dc轉(zhuǎn)換器(例如,參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利特開(kāi)2011-193693號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
這里,在從直流電源輸入的直流電力的電壓即輸入電壓和目標(biāo)電壓的使用范圍較廣的用途中,根據(jù)該輸入電壓和目標(biāo)電壓的各電壓值,dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制操作量與輸出電壓的變化量會(huì)產(chǎn)生差異。
對(duì)此,專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的現(xiàn)有技術(shù)中采用的結(jié)構(gòu)考慮到了在使用了固定增益進(jìn)行控制的情況下,響應(yīng)性會(huì)隨著各個(gè)電壓條件而改變的情況。具體而言采用下述結(jié)構(gòu):為了在輸出電壓的控制中獲得同等的響應(yīng)性,準(zhǔn)備與各個(gè)電壓條件的每一個(gè)電壓條件相關(guān)聯(lián)的增益的映射,使用該增益映射來(lái)選擇增益。
然而,在dc/dc轉(zhuǎn)換器中,若電壓的使用范圍較廣,則需要大規(guī)模的存儲(chǔ)增益的存儲(chǔ)裝置。該情況下,在數(shù)字控制時(shí),會(huì)增大存儲(chǔ)介質(zhì)的負(fù)載,或需要增加存儲(chǔ)介質(zhì),在模擬控制時(shí),存在安裝面積增加這一問(wèn)題。
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而完成的,其目的在于獲得一種dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制裝置及控制方法,能夠在削減存儲(chǔ)介質(zhì)的同時(shí),對(duì)dc/dc轉(zhuǎn)換器進(jìn)行穩(wěn)定性和響應(yīng)性優(yōu)異的控制。
解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
本發(fā)明的dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制裝置是在下述dc/dc轉(zhuǎn)換器中,使用控制用運(yùn)算值,對(duì)多個(gè)開(kāi)關(guān)元件各自的導(dǎo)通和截止進(jìn)行切換控制的控制裝置,該dc/dc轉(zhuǎn)換器包括:功率轉(zhuǎn)換電路,該功率轉(zhuǎn)換電路具有一端連接至直流電源的電抗器、以及構(gòu)成為包含多個(gè)開(kāi)關(guān)元件且連接至電抗器的另一端的開(kāi)關(guān)電路,對(duì)從直流電源輸入的輸入電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換,并將轉(zhuǎn)換后的輸入電壓作為輸出電壓進(jìn)行輸出;低壓側(cè)電壓檢測(cè)器,該低壓側(cè)電壓檢測(cè)器檢測(cè)輸入電壓并進(jìn)行輸出;以及高壓側(cè)電壓檢測(cè)器,該高壓側(cè)電壓檢測(cè)器檢測(cè)輸出電壓并進(jìn)行輸出,所述dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制裝置包括:控制器,該控制器將目標(biāo)輸出電壓與從高壓側(cè)電壓檢測(cè)器輸出的輸出電壓的差電壓作為輸入,根據(jù)特定的控制方式運(yùn)算第1運(yùn)算值并進(jìn)行輸出;以及運(yùn)算器,該運(yùn)算器根據(jù)從控制器輸出的第1運(yùn)算值、以及從低壓側(cè)電壓檢測(cè)器輸出的輸入電壓,來(lái)運(yùn)算控制用運(yùn)算值。
本發(fā)明的dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制方法是在下述dc/dc轉(zhuǎn)換器中,使用控制用運(yùn)算值,對(duì)多個(gè)開(kāi)關(guān)元件各自的導(dǎo)通和截止進(jìn)行切換控制的控制方法,該dc/dc轉(zhuǎn)換器包括:功率轉(zhuǎn)換電路,該功率轉(zhuǎn)換電路具有一端連接至直流電源的電抗器、以及構(gòu)成為包含多個(gè)開(kāi)關(guān)元件且連接至電抗器的另一端的開(kāi)關(guān)電路,對(duì)從直流電源輸入的輸入電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換,并將轉(zhuǎn)換后的輸入電壓作為輸出電壓進(jìn)行輸出;低壓側(cè)電壓檢測(cè)器,該低壓側(cè)電壓檢測(cè)器檢測(cè)輸入電壓并進(jìn)行輸出;以及高壓側(cè)電壓檢測(cè)器,該高壓側(cè)電壓檢測(cè)器檢測(cè)輸出電壓并進(jìn)行輸出,所述dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制方法包括:將目標(biāo)輸出電壓與從高壓側(cè)電壓檢測(cè)器輸出的輸出電壓的差電壓作為輸入,根據(jù)特定的控制方式運(yùn)算第1運(yùn)算值的步驟;以及根據(jù)第1運(yùn)算值、以及從低壓側(cè)電壓檢測(cè)器輸出的輸入電壓,來(lái)運(yùn)算控制用運(yùn)算值的步驟。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠獲得一種dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制裝置及控制方法,能夠在削減存儲(chǔ)介質(zhì)的同時(shí),對(duì)dc/dc轉(zhuǎn)換器進(jìn)行穩(wěn)定性和響應(yīng)性優(yōu)異的控制。
附圖說(shuō)明
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的dc/dc轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖3a是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的功率轉(zhuǎn)換電路的傳輸特性的增益特性圖。
圖3b是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的功率轉(zhuǎn)換電路的傳輸特性的相位特性圖。
圖4a是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的功率轉(zhuǎn)換電路的傳輸特性的增益特性圖。
圖4b是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的功率轉(zhuǎn)換電路的傳輸特性的相位特性圖。
圖5a是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的增益標(biāo)準(zhǔn)化部和功率轉(zhuǎn)換電路的傳輸特性的增益特性圖。
圖5b是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的增益標(biāo)準(zhǔn)化部和功率轉(zhuǎn)換電路的傳輸特性的相位特性圖。
圖6是用于說(shuō)明使用pi控制作為本發(fā)明的實(shí)施方式1的第1控制器的控制方式時(shí)的設(shè)計(jì)方法的增益特性圖。
圖7a是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的諧振抑制部的效果的增益特性圖。
圖7b是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的諧振抑制部的效果的增益特性圖。
圖8是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式1的dc/dc轉(zhuǎn)換器的比較例的現(xiàn)有的dc/dc轉(zhuǎn)換器的電壓變化的電壓波形圖。
圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的dc/dc轉(zhuǎn)換器的電壓變化的電壓波形圖。
圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖12a是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作模式的說(shuō)明圖。
圖12b是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作模式的說(shuō)明圖。
圖12c是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作模式的說(shuō)明圖。
圖12d是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作模式的說(shuō)明圖。
圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作的說(shuō)明圖。
圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作的說(shuō)明圖。
圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作的說(shuō)明圖。
圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施方式
下面,使用附圖,根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式來(lái)說(shuō)明本發(fā)明所涉及的dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制裝置及控制方法。另外,在附圖的說(shuō)明中,對(duì)相同部分或相當(dāng)部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào),并省略重復(fù)說(shuō)明。
實(shí)施方式1.
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的dc/dc轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖1的dc/dc轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)包括:具有功率轉(zhuǎn)換電路10、低壓側(cè)電壓檢測(cè)器21、電流檢測(cè)器22及高壓側(cè)電壓檢測(cè)器23的dc/dc轉(zhuǎn)換器;以及dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制裝置30(以下,簡(jiǎn)稱(chēng)控制裝置30)。另外,圖1中,一并圖示出連接至功率轉(zhuǎn)換電路10的低壓側(cè)的電池1、以及連接至功率轉(zhuǎn)換電路10的高壓側(cè)的電動(dòng)機(jī)2。
功率轉(zhuǎn)換電路10是能夠在低壓側(cè)和高壓側(cè)之間進(jìn)行雙向的電力轉(zhuǎn)換的雙向型功率轉(zhuǎn)換電路。在功率轉(zhuǎn)換電路10的輸入側(cè)設(shè)置有相當(dāng)于低壓側(cè)的端子的端子t1和端子t2,在功率轉(zhuǎn)換電路10的輸出側(cè)設(shè)置有相當(dāng)于高壓側(cè)的端子的端子t3和端子t4。
功率轉(zhuǎn)換電路10將輸入至端子t1和端子t2之間的直流的輸入電壓vin升壓至輸入電壓vin以上的電壓,并將升壓后的輸出電壓vout輸出至端子t3和端子t4之間。
電池1是直流電源的一個(gè)示例,連接在端子t1和端子t2之間,電動(dòng)機(jī)2連接在端子t3和端子t4之間。
功率轉(zhuǎn)換電路10具有低壓側(cè)平滑電容器11、電抗器12、開(kāi)關(guān)電路13和高壓側(cè)平滑電容器14。開(kāi)關(guān)電路13構(gòu)成為包含有第1開(kāi)關(guān)元件131、與第1開(kāi)關(guān)元件131串聯(lián)連接的第2開(kāi)關(guān)元件132。
低壓側(cè)平滑電容器11起到對(duì)輸入電壓vin進(jìn)行平滑的作用,一端與端子t1相連接,另一端與端子t2相連接。端子t1和端子t3共通地相連接。另外,端子t1和端子t3也可以相互兼用。
電抗器12的一端與電池1相連接,另一端與開(kāi)關(guān)電路13相連接。具體而言,電抗器12起到積蓄能量的作用,一端與端子t2相連接,另一端與第1開(kāi)關(guān)元件131和第2開(kāi)關(guān)元件132的連接部c1相連接。
第1開(kāi)關(guān)元件131被控制為根據(jù)后述的柵極信號(hào)g1在導(dǎo)通和截止之間切換。
同樣地,第2開(kāi)關(guān)元件132被控制為根據(jù)后述的柵極信號(hào)g2在導(dǎo)通和截止之間切換。
另外,作為第1開(kāi)關(guān)元件131和第2開(kāi)關(guān)元件132,例如使用柵極信號(hào)為高電平時(shí)變?yōu)閷?dǎo)通的igbt(insulatedgatebipolartansistor:絕緣柵雙極型晶體管)和反向并聯(lián)二極管組合而成的器件。
第1開(kāi)關(guān)元件131的一端與連接部c1相連接,另一端與端子t1相連接。第2開(kāi)關(guān)元件132的一端與連接部c1相連接,另一端與端子t4相連接。
更詳細(xì)而言,第1開(kāi)關(guān)元件131的發(fā)射極端子與端子t1相連接,第2開(kāi)關(guān)元件132的集電極端子與端子t4相連接。第1開(kāi)關(guān)元件131的集電極端子和第2開(kāi)關(guān)元件132的發(fā)射極端子與連接部c1相連接。連接部c1經(jīng)由電抗器12連接至端子t2。
由此,功率轉(zhuǎn)換電路10具有一端連接至電池1的電抗器12、以及構(gòu)成為包含多個(gè)開(kāi)關(guān)元件131、132且連接至電抗器12的另一端的開(kāi)關(guān)電路13。此外,功率轉(zhuǎn)換電路10對(duì)從電池1輸入的輸入電壓vin進(jìn)行轉(zhuǎn)換,輸出轉(zhuǎn)換后的輸入電壓vin作為輸出電壓vout。
低壓側(cè)電壓檢測(cè)器21檢測(cè)低壓側(cè)平滑電容器11的端子間電壓作為輸入電壓vin,并將檢測(cè)到的輸入電壓vin輸出到控制裝置30。由此,低壓側(cè)電壓檢測(cè)器21檢測(cè)并輸出輸入電壓vin。
電流檢測(cè)器22檢測(cè)流過(guò)電抗器12的電流作為電抗器電流il,并將檢測(cè)到的電抗器電流il輸出到控制裝置30。由此,電流檢測(cè)器22檢測(cè)并輸出流過(guò)電抗器12的電抗器電流il。
高壓側(cè)電壓檢測(cè)器23檢測(cè)高壓側(cè)平滑電容器14的端子間電壓作為輸出電壓vout,并將檢測(cè)到的輸出電壓vout輸出到控制裝置30。由此,高壓側(cè)電壓檢測(cè)器23檢測(cè)并輸出輸出電壓vout。
控制裝置30對(duì)dc/dc轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)整體實(shí)施控制,例如通過(guò)構(gòu)成為執(zhí)行存儲(chǔ)器所存儲(chǔ)的程序的微機(jī)等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
控制裝置30使用后述的控制用運(yùn)算值,對(duì)第1開(kāi)關(guān)元件131和第2開(kāi)關(guān)元件132各自的導(dǎo)通和截止進(jìn)行切換控制。具體而言,控制裝置30根據(jù)低壓側(cè)電壓檢測(cè)器21、電流檢測(cè)器22和高壓側(cè)電壓檢測(cè)器23的各檢測(cè)值,生成第1開(kāi)關(guān)元件131的柵極信號(hào)g1、第2開(kāi)關(guān)元件132的柵極信號(hào)g2。
接著,參照?qǐng)D2對(duì)控制裝置30的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制裝置30的結(jié)構(gòu)圖。圖2的控制裝置30具有減法運(yùn)算器31、第1控制器32、運(yùn)算器33、三角波形生成器34、比較器35以及柵極信號(hào)輸出器36。
由外部確定的目標(biāo)輸出電壓vout*被輸入到控制裝置30。減法運(yùn)算器31對(duì)所輸入的目標(biāo)輸出電壓vout*與從高壓側(cè)電壓檢測(cè)器23輸入的輸出電壓vout的差即差電壓verr進(jìn)行運(yùn)算,并將運(yùn)算得到的差電壓verr輸出到第1控制器32。
第1控制器32將差電壓verr作為輸入,根據(jù)pi控制、p控制、pd控制或pid控制等特定的控制方式,對(duì)運(yùn)算值x2進(jìn)行運(yùn)算,并將運(yùn)算得到的運(yùn)算值x2輸出到運(yùn)算器33。
由此,第1控制器32將目標(biāo)輸出電壓vout*與從高壓側(cè)電壓檢測(cè)器23輸入的輸出電壓vout的差電壓verr作為輸入,根據(jù)特定的控制方式運(yùn)算出運(yùn)算值x2并進(jìn)行輸出。
另外,在本實(shí)施方式1中,舉例示出使用pi控制作為特定的控制方式的情況。該情況下,第1控制器32按照設(shè)定增益對(duì)差電壓verr進(jìn)行放大,并輸出放大后的差電壓verr作為運(yùn)算值x2。
運(yùn)算器33具有包含乘法運(yùn)算器331a和減法運(yùn)算器331b的諧振抑制部331、以及包含增益比較器332a和除法運(yùn)算器332b的增益標(biāo)準(zhǔn)化部332。
諧振抑制部331的乘法運(yùn)算器331a將從電流檢測(cè)器22輸入的電抗器電流il與衰減(damping)用的設(shè)定常數(shù)rdmp相乘,將該乘法運(yùn)算值輸出到減法運(yùn)算器331b。減法運(yùn)算器331b對(duì)從第1控制器32輸入的運(yùn)算值x2與從乘法運(yùn)算器331a輸入的乘法運(yùn)算值的差進(jìn)行運(yùn)算,并將該運(yùn)算值作為運(yùn)算值x輸出到增益標(biāo)準(zhǔn)化部332。
即,諧振抑制部331通過(guò)對(duì)所輸入的運(yùn)算值x2和電抗器電流il進(jìn)行下述式(1)的運(yùn)算處理,運(yùn)算出運(yùn)算值x,并將該運(yùn)算值x輸出到增益標(biāo)準(zhǔn)化部332。
數(shù)學(xué)式1
x=x2-il×rdmp(1)
另外,本實(shí)施方式1中,舉例示出將電抗器電流il與設(shè)定常數(shù)rdmp相乘的結(jié)構(gòu),但也可以采用不將電抗器電流il與設(shè)定常數(shù)rdmp相乘的結(jié)構(gòu)。該情況下,運(yùn)算值x是從第1控制器32輸出的運(yùn)算值x2與從電流檢測(cè)器22輸出的電抗器電流il的差。
增益標(biāo)準(zhǔn)化部332的增益比較器332a通過(guò)對(duì)從減法運(yùn)算器331b輸入的運(yùn)算值x和從低壓側(cè)電壓檢測(cè)器21輸入的輸入電壓vin進(jìn)行下述式(2)的運(yùn)算處理,運(yùn)算出運(yùn)算值g(x),并將該運(yùn)算值g(x)輸出到除法運(yùn)算器332b。
數(shù)學(xué)式2
g(x)=x+vin(2)
除法運(yùn)算器332b將從減法運(yùn)算器331b輸入的運(yùn)算值x除以從增益比較器332a輸入的運(yùn)算值g(x)后得到的值輸出作為控制用運(yùn)算值。另外,本實(shí)施方式1中,舉例示出輸出duty(占空比)作為控制用運(yùn)算值并將該duty輸入到比較器35的情況。
另外,在本實(shí)施方式1中,舉例示出控制裝置30具備諧振抑制部331的情況,但控制裝置30也可以不具備諧振抑制部331。該情況下,運(yùn)算值g(x)是從第1控制器32輸出的運(yùn)算值x2與從低壓側(cè)電壓檢測(cè)器21輸出的輸入電壓vin的和。并且,控制用運(yùn)算值是從第1控制器32輸出的運(yùn)算值x2除以該運(yùn)算值g(x)得到的值。
三角波形生成器34生成特定周期的三角波形,并將所生成的三角波形輸出到比較器35。比較器35通過(guò)將從增益標(biāo)準(zhǔn)化部332輸入的duty與從三角波形生成器34輸入的三角波形進(jìn)行比較,從而生成脈沖波形。另外,本實(shí)施方式1中,舉例示出使用三角波作為載波的情況,但也可以使用鋸齒波作為載波。
從比較器35輸出的脈沖波形在柵極信號(hào)輸出器36中一方面直接成為柵極信號(hào)g1,另一方面通過(guò)反相器361,成為與柵極信號(hào)g1具有互補(bǔ)關(guān)系的柵極信號(hào)g2。柵極信號(hào)輸出器36輸出這種柵極信號(hào)g1和柵極信號(hào)g2。
如上所述,控制裝置30通過(guò)進(jìn)行輸出電壓vout的反饋控制,來(lái)修正因電路的電阻分量引起的損耗、以及因柵極信號(hào)的信號(hào)延遲引起的實(shí)際的導(dǎo)通時(shí)間的誤差等從理想狀態(tài)發(fā)生的偏離,并改變duty。由此,在穩(wěn)定狀態(tài)下,通過(guò)使用pi控制或pid控制等作為第1控制器32的控制方式,能夠使輸出電壓vout追蹤目標(biāo)輸出電壓vout*。
接著,對(duì)duty由控制裝置30進(jìn)行了調(diào)整的情況下的輸出電壓vout和電抗器電流il的變化量進(jìn)行說(shuō)明。
在由控制裝置30運(yùn)算得到的duty直接反映到各開(kāi)關(guān)元件131、132的導(dǎo)通時(shí)間的理想狀態(tài)下,第1開(kāi)關(guān)元件131的導(dǎo)通比率為duty,第2開(kāi)關(guān)元件132的導(dǎo)通比率為(1-duty)。
這里,若將向電動(dòng)機(jī)2流動(dòng)的電流量設(shè)為io、高壓側(cè)平滑電容器14的靜電電容設(shè)為co、電抗器12的電感設(shè)為l,則功率轉(zhuǎn)換電路10的狀態(tài)平均化方程式可由下述式(3)來(lái)表示。
數(shù)學(xué)式3
另外,若利用從使用了微小變動(dòng)的平均值產(chǎn)生的變動(dòng)(線性化)來(lái)表示式(3),則得到下述式(4)。其中,在式(4)中,將標(biāo)注有波浪線(~)的參數(shù)設(shè)為微小變動(dòng)量,將標(biāo)注有橫杠(―)的參數(shù)設(shè)為狀態(tài)的平均值。
數(shù)學(xué)式4
若對(duì)式(4)的線性化后的狀態(tài)方程式進(jìn)行拉普拉斯變換,則相對(duì)于操作量duty的輸出電壓vout和電抗器電流il的傳遞函數(shù)成為下述式(5)和式(6)。其中,
數(shù)學(xué)式5
數(shù)學(xué)式6
由式(5)的傳遞函數(shù)可知,在通過(guò)對(duì)各開(kāi)關(guān)元件131、132的導(dǎo)通比率即duty進(jìn)行調(diào)整,從而由從電池1獲得的輸入電壓vin向電動(dòng)機(jī)2輸出任意的輸出電壓vout的情況下,根據(jù)輸入電壓vin、輸出電壓vout及duty的平均狀態(tài),duty變化量與vout變化量產(chǎn)生差。
接著,參照?qǐng)D3a和圖3b說(shuō)明輸入電壓vin的平均值不同的情況下的式(5)所示的功率轉(zhuǎn)換電路10的傳輸特性的不同。并且,參照?qǐng)D4a和圖4b說(shuō)明輸出電壓vout的平均值不同的情況下的式(5)所示的功率轉(zhuǎn)換電路10的傳輸特性的不同。
圖3a和圖4a是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的功率轉(zhuǎn)換電路10的傳輸特性的增益特性圖。圖3b和圖4b是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的功率轉(zhuǎn)換電路10的傳輸特性的相位特性圖。
另外,在圖3a和圖3b中,實(shí)線和虛線表示輸入電壓vin的平均值互不相同,圖3a中,圖示出分別與實(shí)線和虛線相對(duì)應(yīng)的增益線圖,圖3b中,圖示出分別與實(shí)線和虛線相對(duì)應(yīng)的相位線圖。并且,在圖4a和圖4b中,實(shí)線和虛線表示輸出電壓vout的平均值互不相同,圖4a中,圖示出分別與實(shí)線和虛線相對(duì)應(yīng)的增益線圖,圖4b中,圖示出分別與實(shí)線和虛線相對(duì)應(yīng)的相位線圖。
這里,考慮下述情況作為輸入電壓vin的平均值不同的具體示例,即:根據(jù)電池1的充電率的不同而使電池電壓變化,由此來(lái)施加各種值的輸入電壓vin。并且,考慮下述情況作為輸出電壓vout的平均值不同的具體例,即:將各種值的目標(biāo)輸出電壓vout*輸入到控制裝置30,以作為與電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的效率特性相對(duì)應(yīng)的最佳目標(biāo)輸出電壓vout*。
由此,在輸入電壓vin的平均值不同、且輸出電壓vout的平均值不同的情況下,相對(duì)于同一操作量duty(標(biāo)注有波浪線)變化的輸出電壓vout(標(biāo)注有波浪線)不同。此外,所得到的特性中,增益特性和相位特性不僅根據(jù)輸入電壓vin的平均值和輸出電壓vout的平均值而不同,還根據(jù)duty的平均值而不同,在功率轉(zhuǎn)換電路10的理想狀態(tài)下,duty、vout及vin可由式(7)的關(guān)系來(lái)表示。因此,在duty的平均值不同的情況下,成為與圖3a和圖4a相同的增益特性,成為與圖3b和圖4b相同的相位特性。
數(shù)學(xué)式7
接著,參照?qǐng)D5a和圖5b說(shuō)明通過(guò)將增益標(biāo)準(zhǔn)化部332的傳輸特性和功率轉(zhuǎn)換電路10的傳輸特性相乘而得到的增益標(biāo)準(zhǔn)化部332和功率轉(zhuǎn)換電路10的傳輸特性。
圖5a是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的增益標(biāo)準(zhǔn)化部332和功率轉(zhuǎn)換電路10的傳輸特性的增益特性圖。圖5b是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的增益標(biāo)準(zhǔn)化部332和功率轉(zhuǎn)換電路10的傳輸特性的相位特性圖。
通過(guò)將增益標(biāo)準(zhǔn)化部332的傳遞函數(shù)與式(5)所示的功率轉(zhuǎn)換電路10的傳遞函數(shù)相乘,得到相對(duì)于運(yùn)算值x的輸出電壓vout的傳遞函數(shù)。該情況下,相對(duì)于運(yùn)算值x的輸出電壓vout的傳遞函數(shù)如下述式(8)那樣,與該傳遞函數(shù)相對(duì)應(yīng)的增益特性圖和相位特性圖如圖5a和圖5b所示那樣。
數(shù)學(xué)式8
在不同的輸入電壓和不同的輸出電壓下,lc諧振頻率以下的增益在增益的峰值點(diǎn)處是均勻的。接著,參照?qǐng)D6說(shuō)明將增益標(biāo)準(zhǔn)化部332和功率轉(zhuǎn)換電路10的傳輸特性作為控制對(duì)象,使用pi控制作為第1控制器32的控制方式時(shí)的設(shè)計(jì)方法。圖6是用于說(shuō)明使用pi控制作為本發(fā)明的實(shí)施方式1的第1控制器32的控制方式時(shí)的設(shè)計(jì)方法的增益特性圖。
如圖6所示,由于諧振點(diǎn)以下的增益均勻,因此,第1控制器32的pi控制的拐點(diǎn)頻率被設(shè)定為控制對(duì)象的功率轉(zhuǎn)換電路10的諧振點(diǎn)以下的頻率。由此,通過(guò)設(shè)定拐點(diǎn)頻率,能夠確保穩(wěn)定性。并且,為了確保響應(yīng)性,將pi控制的拐點(diǎn)頻率設(shè)定為在能夠確保穩(wěn)定性的情況下盡可能高的頻率。
由此,控制裝置30構(gòu)成為具備增益標(biāo)準(zhǔn)化部332,以作為對(duì)原本的控制對(duì)象即功率轉(zhuǎn)換電路10進(jìn)行控制的控制裝置30的構(gòu)成要素。換言之,本實(shí)施方式1中,構(gòu)成為使用檢測(cè)得到的輸入電壓vin,來(lái)對(duì)第1控制器32運(yùn)算得到結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,因此,功率轉(zhuǎn)換電路10和增益標(biāo)準(zhǔn)化部332的合成傳輸特性在諧振頻率以下是相同的。
因此,在所有的輸入電壓和輸出電壓的條件下,第1控制器32使用相同的控制增益,能夠確保穩(wěn)定性和響應(yīng)性。
另外,在控制裝置30不具備作為本發(fā)明特征的增益標(biāo)準(zhǔn)化部332的情況下,在所有的輸入電壓和輸出電壓的條件下,為了確保穩(wěn)定性和響應(yīng)性,第1控制器32需要根據(jù)各電壓狀態(tài)來(lái)保有單獨(dú)的控制增益。
與此相對(duì),如本發(fā)明所示那樣,通過(guò)將控制裝置30構(gòu)成為具備增益標(biāo)準(zhǔn)化部332,從而無(wú)需根據(jù)輸入電壓和輸出電壓來(lái)保有各個(gè)控制增益,在數(shù)字控制中能夠削減存儲(chǔ)介質(zhì)。
此外,無(wú)需根據(jù)輸入電壓和輸出電壓設(shè)定最佳的控制增益,能夠削減最佳增益的設(shè)計(jì)工序。并且,無(wú)需根據(jù)輸入電壓和輸出電壓切換各個(gè)控制增益,因此,能夠削減控制增益切換時(shí)的動(dòng)作驗(yàn)證,且無(wú)需在該切換時(shí)設(shè)置時(shí)滯。
接著,參照?qǐng)D7a和圖7b說(shuō)明將控制裝置30構(gòu)成為具備諧振抑制部331的情況下的效果。圖7a和圖7b是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的諧振抑制部331的效果的增益特性圖。
另外,在圖7a中,實(shí)線表示相對(duì)于運(yùn)算值x的輸出電壓vout的傳輸特性所對(duì)應(yīng)的增益特性,虛線表示相對(duì)于運(yùn)算值x2的輸出電壓vout的傳輸特性所對(duì)應(yīng)的增益特性。并且,在圖7b中,實(shí)線表示與圖7a的實(shí)線相對(duì)應(yīng)的pi控制(1),虛線表示與圖7a的虛線相對(duì)應(yīng)的pi控制(2)。
由于表示相對(duì)于duty的il的傳遞函數(shù)的式(6)也同樣地成為在lc諧振點(diǎn)處具有增益的峰值點(diǎn)的傳輸特性,因此,通過(guò)利用諧振抑制部331對(duì)式(6)的特性進(jìn)行減法運(yùn)算,從而降低了lc諧振點(diǎn)處的增益的峰值。此時(shí),乘法器331a所使用的與電抗器電流il進(jìn)行乘法運(yùn)算的設(shè)定常數(shù)rdmp是根據(jù)電抗器電流il的穩(wěn)定性來(lái)設(shè)定的值。由此,能夠抑制增益諧振點(diǎn)處的峰值。
在第1控制器32中使用了pi控制的情況下,關(guān)于與不具備諧振抑制部331的情況相對(duì)應(yīng)的vout/x,如圖7b所示的pi控制(1)那樣設(shè)定拐點(diǎn)頻率。另一方面,關(guān)于與具備諧振抑制部331的情況相對(duì)應(yīng)的vout/x2,如圖7b所示的pi控制(2)那樣,能夠設(shè)定可快速進(jìn)行運(yùn)算的控制,其結(jié)果使得控制的響應(yīng)性變高。
接著,參照?qǐng)D8和圖9說(shuō)明本實(shí)施方式1的dc/dc轉(zhuǎn)換器的效果。圖8是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式1的dc/dc轉(zhuǎn)換器的比較例的現(xiàn)有的dc/dc轉(zhuǎn)換器的電壓變化的電壓波形圖。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的dc/dc轉(zhuǎn)換器的電壓變化的電壓波形圖。
另外,圖8和圖9所示的電壓波形圖示出條件(1)和條件(2)各條件下伴隨著目標(biāo)輸出電壓vout*(圖中,作為vout_ref進(jìn)行圖示)的階梯性變化的輸出電壓vout的追蹤波形。另外,在條件(1)和條件(2)下,輸入電壓vin的條件不同。
如圖8所示,在由不具備增益標(biāo)準(zhǔn)化部332的控制裝置控制的現(xiàn)有的dc/dc轉(zhuǎn)換器中,條件(1)的輸出電壓vout_(1)和條件(2)的輸出電壓vout_(2)各自追蹤到vout_ref的時(shí)間即響應(yīng)性產(chǎn)生差異。
另一方面,如圖9所示,在由本實(shí)施方式1中的控制裝置30控制的dc/dc轉(zhuǎn)換器中,條件(1)的輸出電壓vout_(1)和條件(2)的輸出電壓vout_(2)各自追蹤到vout_ref的時(shí)間即響應(yīng)性一致。
以上,根據(jù)本實(shí)施方式1,作為第1結(jié)構(gòu),構(gòu)成為:使用目標(biāo)輸出電壓vout*與從高壓側(cè)電壓檢測(cè)器輸出的輸出電壓vout的差電壓verr,根據(jù)特定的控制方式運(yùn)算第1運(yùn)算值x2,根據(jù)該第1運(yùn)算值x2和從低壓側(cè)電壓檢測(cè)器輸出的輸入電壓vin來(lái)運(yùn)算控制用運(yùn)算值。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu),能夠在削減存儲(chǔ)介質(zhì)的同時(shí),對(duì)dc/dc轉(zhuǎn)換器進(jìn)行穩(wěn)定性和響應(yīng)性優(yōu)異的控制。即,由于不需要具有增益映射,因此能夠削減控制裝置的存儲(chǔ)介質(zhì),并且,能夠不依賴于輸入電壓和輸出電壓的條件,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性和響應(yīng)性優(yōu)異的dc/dc轉(zhuǎn)換器。
此外,作為第2結(jié)構(gòu),構(gòu)成為:相對(duì)于上述第1結(jié)構(gòu),運(yùn)算第1運(yùn)算值x2與從低壓側(cè)電壓檢測(cè)器輸出的輸入電壓vin相加后的加法運(yùn)算值,并運(yùn)算第1運(yùn)算值x2除以加法運(yùn)算值后得到的值作為控制用運(yùn)算值。
通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu),能夠使表示功率轉(zhuǎn)換電路的傳輸特性的波特圖中諧振點(diǎn)以下的增益均勻,其結(jié)果,對(duì)于不同的輸入電壓和不同的輸出電壓,都能夠用固定的控制增益進(jìn)行控制。
此外,作為第3結(jié)構(gòu),構(gòu)成為:相對(duì)于上述第1結(jié)構(gòu),運(yùn)算第1運(yùn)算值x2減去從電流檢測(cè)器輸出的電抗器電流il后的值作為第2運(yùn)算值x,運(yùn)算第2運(yùn)算值x與從低壓側(cè)電壓檢測(cè)器輸出的輸入電壓vin相加后的加法運(yùn)算值,然后運(yùn)算第2運(yùn)算值x除以加法運(yùn)算值后得到的值作為控制用運(yùn)算值。
通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu),能夠抑制隨著電抗器電流量的增加而容易發(fā)生振蕩的現(xiàn)象。
此外,作為第4結(jié)構(gòu),構(gòu)成為:相對(duì)于上述第1結(jié)構(gòu),運(yùn)算從電流檢測(cè)器輸出的電抗器電流il與設(shè)定常數(shù)rdmp相乘后得到的值,運(yùn)算第1運(yùn)算值x2減去該值后的值作為第2運(yùn)算值x,運(yùn)算第2運(yùn)算值x與從低壓側(cè)電壓檢測(cè)器輸出的輸入電壓vin相加后的加法運(yùn)算值,然后運(yùn)算第2運(yùn)算值x除以加法運(yùn)算值后得到的值作為控制用運(yùn)算值。
通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu),能夠抑制上述現(xiàn)象,并且,由于將電抗器電流il與衰減用的設(shè)定常數(shù)rdmp相乘,因此,能夠在確保諧振抑制電平的同時(shí)確保穩(wěn)定性。
實(shí)施方式2.
本發(fā)明的實(shí)施方式2中,對(duì)控制與之前的實(shí)施方式1相比功率轉(zhuǎn)換電路10的結(jié)構(gòu)不同的dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制裝置30進(jìn)行說(shuō)明。另外,在本實(shí)施方式2中,省略與之前的實(shí)施方式1相同的點(diǎn)的說(shuō)明,以與之前的實(shí)施方式1的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明。
另外,在本實(shí)施方式2中,表示功率轉(zhuǎn)換電路10的傳輸特性的增益和相位特性圖與之前的實(shí)施方式1的圖3a~圖4b相同。并且,表示增益標(biāo)準(zhǔn)化部332和功率轉(zhuǎn)換電路10的傳輸特性的增益和相位特性圖與之前的實(shí)施方式1的圖5a和圖5b相同。并且,表示dc/dc轉(zhuǎn)換器的電壓變化的電壓波形圖與之前的實(shí)施方式1的圖9相同。
圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖10中的dc/dc轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)包括:具有功率轉(zhuǎn)換電路10、低壓側(cè)電壓檢測(cè)器21、電流檢測(cè)器22、高壓側(cè)電壓檢測(cè)器23和電壓檢測(cè)器24的dc/dc轉(zhuǎn)換器;以及控制裝置30。
功率轉(zhuǎn)換電路10具有低壓側(cè)平滑電容器11、電抗器12、開(kāi)關(guān)電路13、高壓側(cè)平滑電容器14以及充放電電容器15。
開(kāi)關(guān)電路13構(gòu)成為包含第1開(kāi)關(guān)元件131、與第1開(kāi)關(guān)元件131串聯(lián)連接的第2開(kāi)關(guān)元件132、與第2開(kāi)關(guān)元件132串聯(lián)連接的第3開(kāi)關(guān)元件133、以及與第3開(kāi)關(guān)元件133串聯(lián)連接的第4開(kāi)關(guān)元件134。
電抗器12的一端與端子t2相連接,另一端與第2開(kāi)關(guān)元件132和第3開(kāi)關(guān)元件133的連接部c2相連接。
充放電電容器15起到將施加于電抗器12的電壓減半的作用,一端與第1開(kāi)關(guān)元件131和第2開(kāi)關(guān)元件132的連接部c3相連接,另一端與第3開(kāi)關(guān)元件133和第4開(kāi)關(guān)元件134的連接部c4相連接。
由此,本實(shí)施方式2的功率轉(zhuǎn)換電路10具有與串聯(lián)連接的第2開(kāi)關(guān)元件132和第3開(kāi)關(guān)元件133并聯(lián)連接的充放電電容器15。
第1開(kāi)關(guān)元件131被控制為根據(jù)后述的柵極信號(hào)g1在導(dǎo)通和截止之間切換。同樣地,第2開(kāi)關(guān)元件132被控制為根據(jù)后述的柵極信號(hào)g2在導(dǎo)通和截止之間切換。同樣地,第3開(kāi)關(guān)元件133被控制為根據(jù)后述的柵極信號(hào)g3在導(dǎo)通和截止之間切換。同樣地,第4開(kāi)關(guān)元件134被控制為根據(jù)后述的柵極信號(hào)g4在導(dǎo)通和截止之間切換。
另外,作為第1開(kāi)關(guān)元件131、第2開(kāi)關(guān)元件132、第3開(kāi)關(guān)元件133和第4開(kāi)關(guān)元件134,例如使用柵極信號(hào)為高電平時(shí)變?yōu)閷?dǎo)通的igbt(insulatedgatebipolartansistor:絕緣柵雙極型晶體管)和反向并聯(lián)二極管組合而成的器件。
第1開(kāi)關(guān)元件131的一端與連接部c3相連接,另一端與端子t1相連接。第2開(kāi)關(guān)元件132的一端與連接部c3相連接,另一端與連接部c2相連接。第3開(kāi)關(guān)元件133的一端與連接部c2相連接,另一端與連接部c4相連接。第4開(kāi)關(guān)元件134的一端與連接部c4相連接,另一端與端子t4相連接。
更詳細(xì)而言,第1開(kāi)關(guān)元件131的發(fā)射極端子與端子t1相連接,第2開(kāi)關(guān)元件132的集電極端子經(jīng)由連接部c2與電抗器12相連接。第3開(kāi)關(guān)元件133的發(fā)射極端子經(jīng)由連接部c2與電抗器12相連接,第4開(kāi)關(guān)元件134的集電極端子與端子t4相連接。第2開(kāi)關(guān)元件132的集電極端子和第3開(kāi)關(guān)元件133的發(fā)射極端子與連接部c2相連接。連接部c2經(jīng)由電抗器12連接至端子t2。
電壓檢測(cè)器24檢測(cè)連接部c3與連接部c4之間的電壓、即作為充放電電容器15的端子間電壓的充放電電容器電壓vcf來(lái)作為高壓側(cè)平滑電容器14的端子間電壓的中間值,并將檢測(cè)到的充放電電容器電壓vcf輸出到控制裝置30。
控制裝置30對(duì)第1開(kāi)關(guān)元件131、第2開(kāi)關(guān)元件132、第3開(kāi)關(guān)元件133和第4開(kāi)關(guān)元件134各自的導(dǎo)通和截止進(jìn)行切換控制。具體而言,控制裝置30根據(jù)低壓側(cè)電壓檢測(cè)器21、電流檢測(cè)器22、高壓側(cè)電壓檢測(cè)器23和電壓檢測(cè)器24的各檢測(cè)值,生成第1開(kāi)關(guān)元件131的柵極信號(hào)g1、第2開(kāi)關(guān)元件132的柵極信號(hào)g2、第3開(kāi)關(guān)元件133的柵極信號(hào)g3、第4開(kāi)關(guān)元件134的柵極信號(hào)g4。
接著,參照?qǐng)D11對(duì)本實(shí)施方式2的控制裝置30的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制裝置30的結(jié)構(gòu)圖。圖11的控制裝置30包括減法運(yùn)算器31、第1控制器32、運(yùn)算器33、乘法運(yùn)算器37、減法運(yùn)算器38、第2控制器39、第1占空比運(yùn)算器40、三角波形生成器41、比較器42、柵極信號(hào)輸出器43、第2占空比運(yùn)算器44、三角波形生成器45、比較器46和柵極信號(hào)輸出器47。
這里,本實(shí)施方式2的控制裝置構(gòu)成為將輸出電壓vout控制為目標(biāo)輸出電壓vout*,并且將充放電電容器電壓vcf控制為輸出電壓vout的二分之一的值。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu),能夠減小流過(guò)電抗器12的電抗器電流il的紋波。
減法運(yùn)算器31、第1控制器32及運(yùn)算器33進(jìn)行與之前的實(shí)施方式1相同的動(dòng)作,其結(jié)果使得輸出控制用運(yùn)算值,且該控制用運(yùn)算值被分別輸入到第1占空比運(yùn)算器40和第2占空比運(yùn)算器44。另外,在本實(shí)施方式2中,舉例示出與之前的實(shí)施方式1同樣地輸出duty作為控制用運(yùn)算值,且該duty被分別輸入到第1占空比運(yùn)算器40和第2占空比運(yùn)算器44的情況。
乘法運(yùn)算器37將從高壓側(cè)電壓檢測(cè)器23輸入的輸出電壓vout乘以二分之一,將該乘法運(yùn)算值作為目標(biāo)充放電電容器電壓vcf*輸出到減法運(yùn)算器38。
減法運(yùn)算器38運(yùn)算從乘法運(yùn)算器37輸入的目標(biāo)充放電電容器電壓vcf*與從電壓檢測(cè)器24輸入的充放電電容器電壓vcf的差即差電壓,并將運(yùn)算得到的差電壓輸出到第2控制器39。
第2控制器39將減法運(yùn)算器38運(yùn)算得到的差電壓作為輸入,根據(jù)pi控制、p控制或pid控制等特定的控制方式,對(duì)運(yùn)算值δd進(jìn)行運(yùn)算,并將運(yùn)算得到的運(yùn)算值δd輸出到第1占空比運(yùn)算器40和第2占空比運(yùn)算器44。另外,運(yùn)算出的運(yùn)算值δd使得充放電電容器電壓vcf成為目標(biāo)充放電電容器電壓vcf*。
第1占空比運(yùn)算器40將duty和δd作為輸入,將為了使輸出電壓vout成為目標(biāo)輸出電壓vout*且充放電電容器電壓vcf成為目標(biāo)充放電電容器電壓vcf*而進(jìn)行調(diào)整后的運(yùn)算值d1輸出到比較器42。
三角波形生成器41生成特定周期的三角波形,并將所生成的三角波形輸出到比較器42。比較器42通過(guò)將從第1占空比運(yùn)算器40輸入的運(yùn)算值d1與從三角波形生成器41輸入的三角波形進(jìn)行比較,從而生成脈沖波形。
從比較器42輸出的脈沖波形在柵極信號(hào)輸出器43中一方面直接成為柵極信號(hào)g1,另一方面通過(guò)反相器431,成為與柵極信號(hào)g1具有互補(bǔ)關(guān)系的柵極信號(hào)g4。柵極信號(hào)輸出器36輸出這種柵極信號(hào)g1和柵極信號(hào)g4。
第2占空比運(yùn)算器44將duty和δd作為輸入,將為了使輸出電壓vout成為目標(biāo)輸出電壓vout*且充放電電容器電壓vcf成為目標(biāo)充放電電容器電壓vcf*而進(jìn)行調(diào)整后的運(yùn)算值d2輸出到比較器46。
三角波形生成器45生成相位與三角波形生成器41所生成的特定周期的三角波形相差180度的特定周期的三角波形,并將所生成的三角波形輸出到比較器46。比較器46通過(guò)將從第2占空比運(yùn)算器44輸入的運(yùn)算值d2與從三角波形生成器45輸入的三角波形進(jìn)行比較,從而生成脈沖波形。
從比較器46輸出的脈沖波形在柵極信號(hào)輸出器47中一方面直接成為柵極信號(hào)g2,另一方面通過(guò)反相器471,成為與柵極信號(hào)g2具有互補(bǔ)關(guān)系的柵極信號(hào)g3。柵極信號(hào)輸出器47輸出這種柵極信號(hào)g2和柵極信號(hào)g3。
接著,參照?qǐng)D12a~圖12d說(shuō)明本實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器在穩(wěn)定狀態(tài)下的動(dòng)作。圖12a~圖12d是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作模式的說(shuō)明圖。
另外,這里所說(shuō)的穩(wěn)定狀態(tài)是指通過(guò)將各開(kāi)關(guān)元件131~134控制為在導(dǎo)通和截止之間切換,從而穩(wěn)定地獲得輸出電壓vout的狀態(tài)。此外,作為dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作狀態(tài),存在有下述兩種狀態(tài):通過(guò)從電池1向電動(dòng)機(jī)2提供電力來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的狀態(tài)、即動(dòng)力動(dòng)作,以及在電動(dòng)機(jī)2發(fā)電的狀態(tài)下將由電動(dòng)機(jī)2發(fā)電得到的電力提供給電池1的狀態(tài)、即再生動(dòng)作。
這里,如圖12a~圖12d所示,作為穩(wěn)定狀態(tài)下dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作模式,存在有模式1~模式4四種。
如圖12a所示,模式1下,各開(kāi)關(guān)元件131、133為導(dǎo)通,各開(kāi)關(guān)元件132、134為截止。此外,模式1中,在動(dòng)力動(dòng)作時(shí),處于在充放電電容器15積蓄能量的狀態(tài),在再生動(dòng)作時(shí),處于釋放充放電電容器15的能量的狀態(tài)。
如圖12b所示,模式2下,各開(kāi)關(guān)元件131、133為截止,各開(kāi)關(guān)元件132、134為導(dǎo)通。此外,模式2中,在動(dòng)力動(dòng)作時(shí),處于釋放充放電電容器15的能量的狀態(tài),在再生動(dòng)作時(shí),處于在充放電電容器15積蓄能量的狀態(tài)。
如圖12c所示,模式3下,各開(kāi)關(guān)元件131、132為截止,各開(kāi)關(guān)元件133、134為導(dǎo)通。此外,模式3中,在動(dòng)力動(dòng)作時(shí),處于釋放電抗器12的能量的狀態(tài),在再生動(dòng)作時(shí),處于在電抗器12積蓄能量的狀態(tài)。
如圖12d所示,模式4下,各開(kāi)關(guān)元件131、132為導(dǎo)通,各開(kāi)關(guān)元件133、134為截止。此外,模式4中,在動(dòng)力動(dòng)作時(shí),處于在電抗器12積蓄能量的狀態(tài),在再生動(dòng)作時(shí),處于釋放電抗器12的能量的狀態(tài)。
通過(guò)適當(dāng)調(diào)整這些動(dòng)作模式的時(shí)間比率,能夠?qū)⑤斎氲蕉俗觮1與端子t2之間的輸入電壓vin升壓成任意的電壓,并將升壓后的電壓作為輸出電壓vout輸出到端子t3與端子t4之間。
這里,在輸出電壓vout相對(duì)于輸入電壓vin的升壓比n小于2倍的情況下,以及在該升壓比n大于等于2倍的情況下,本實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器在穩(wěn)定狀態(tài)下的動(dòng)作是不同的。因此,下面參照?qǐng)D13~圖16,分為升壓比n小于2倍的情況和大于等于2倍的情況來(lái)說(shuō)明dc/dc轉(zhuǎn)換器在穩(wěn)定狀態(tài)下的動(dòng)作。圖13~圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作的說(shuō)明圖。
首先,參照?qǐng)D13說(shuō)明升壓比n小于2倍,且dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作狀態(tài)為動(dòng)力動(dòng)作的情況。
圖13中圖示出各開(kāi)關(guān)元件131~134的柵極信號(hào)g1~g4的波形、電抗器電流il的波形、流過(guò)充放電電容器15的電流即充放電電容器電流icf的波形、充放電電容器電壓vcf的波形。另外,圖13所示的這些波形是升壓比n小于2倍時(shí)所能獲得的波形。
此外,在穩(wěn)定狀態(tài)下,充放電電容器電壓vcf被控制為成為輸出電壓vout的二分之一的電壓,輸入電壓vin、輸出電壓vout及充放電電容器電壓vcf的大小關(guān)系滿足下述關(guān)系。
vout>vin>vcf
在第1開(kāi)關(guān)元件131和第3開(kāi)關(guān)元件133的各柵極信號(hào)g1、g3為高電平,第2開(kāi)關(guān)元件132和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g2、g4為低電平的狀態(tài)下,即在模式1下,各開(kāi)關(guān)元件131、133導(dǎo)通,各開(kāi)關(guān)元件132、134截止。因此,能量按照下述路徑從低壓側(cè)平滑電容器11轉(zhuǎn)移到電抗器12和充放電電容器15。
低壓側(cè)平滑電容器11→電抗器12→第3開(kāi)關(guān)元件133→充放電電容器15→第1開(kāi)關(guān)元件131
接著,在第1開(kāi)關(guān)元件131和第2開(kāi)關(guān)元件132的各柵極信號(hào)g1、g2為低電平,第3開(kāi)關(guān)元件133和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g3、g4為高電平的狀態(tài)下,即在模式3下,各開(kāi)關(guān)元件131、132截止,各開(kāi)關(guān)元件133、134導(dǎo)通。因此,積蓄在電抗器12的能量按照下述路徑轉(zhuǎn)移到低壓側(cè)平滑電容器11和高壓側(cè)平滑電容器14。
低壓側(cè)平滑電容器11→電抗器12→第3開(kāi)關(guān)元件133→第4開(kāi)關(guān)元件134→高壓側(cè)平滑電容器14
接著,在第1開(kāi)關(guān)元件131和第3開(kāi)關(guān)元件133的各柵極信號(hào)g1、g3為低電平,第2開(kāi)關(guān)元件132和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g2、g4為高電平的狀態(tài)下,即在模式2下,各開(kāi)關(guān)元件131、133截止,各開(kāi)關(guān)元件132、134導(dǎo)通。因此,積蓄在充放電電容器15的能量按照下述路徑轉(zhuǎn)移到低壓側(cè)平滑電容器11和高壓側(cè)平滑電容器14,并在電抗器12中積蓄能量。
低壓側(cè)平滑電容器11→電抗器12→第2開(kāi)關(guān)元件132→充放電電容器15→第4開(kāi)關(guān)元件134→高壓側(cè)平滑電容器14
接著,在第1開(kāi)關(guān)元件131和第2開(kāi)關(guān)元件132的各柵極信號(hào)g1、g2為低電平,第3開(kāi)關(guān)元件133和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g3、g4為高電平的狀態(tài)下,即在模式3下,各開(kāi)關(guān)元件131、132截止,各開(kāi)關(guān)元件133、134導(dǎo)通。因此,積蓄在電抗器12的能量按照下述路徑轉(zhuǎn)移到低壓側(cè)平滑電容器11和高壓側(cè)平滑電容器14。
低壓側(cè)平滑電容器11→電抗器12→第3開(kāi)關(guān)元件133→第4開(kāi)關(guān)元件134→高壓側(cè)平滑電容器14
如圖13所示那樣,以周期ts反復(fù)上述一系列的動(dòng)作,即由模式1、模式3、模式2和模式4構(gòu)成的一系列的動(dòng)作。由此,能夠按照從1倍到小于2倍的升壓比n將輸入到端子t1與端子t2之間的輸入電壓vin升壓到任意的電壓,并將升壓后的電壓作為輸出電壓vout輸出到端子t3與端子t4之間,并且能夠?qū)㈦姵?的能量提供給電動(dòng)機(jī)2。
接著,參照?qǐng)D14說(shuō)明升壓比n在2倍以上,且dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作狀態(tài)為動(dòng)力動(dòng)作的情況。
圖14中圖示出柵極信號(hào)g1~g4的波形、電抗器電流il的波形、充放電電容器電流icf的波形、以及充放電電容器電壓vcf的波形。另外,圖14所示的這些波形是升壓比n為2倍以上時(shí)所能獲得的波形。
此外,在穩(wěn)定狀態(tài)下,充放電電容器電壓vcf被控制為成為輸出電壓vout的二分之一的電壓,輸入電壓vin、輸出電壓vout及充放電電容器電壓vcf的大小關(guān)系滿足下述關(guān)系。
vout>vcf>vin
在第1開(kāi)關(guān)元件131和第2開(kāi)關(guān)元件132的各柵極信號(hào)g1、g2為高電平,第3開(kāi)關(guān)元件133和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g3、g4為低電平的狀態(tài)下,即在模式4下,各開(kāi)關(guān)元件131、132導(dǎo)通,各開(kāi)關(guān)元件133、134截止。因此,能量按照下述路徑從低壓側(cè)平滑電容器11轉(zhuǎn)移到電抗器12。
低壓側(cè)平滑電容器11→電抗器12→第2開(kāi)關(guān)元件132→第1開(kāi)關(guān)元件131
接著,在第1開(kāi)關(guān)元件131和第3開(kāi)關(guān)元件133的各柵極信號(hào)g1、g3為高電平,第2開(kāi)關(guān)元件132和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g2、g4為低電平的狀態(tài)下,即在模式1下,各開(kāi)關(guān)元件131、133導(dǎo)通,各開(kāi)關(guān)元件132、134截止。因此,積蓄在電抗器12的能量按照下述路徑轉(zhuǎn)移到低壓側(cè)平滑電容器11和充放電電容器15。
低壓側(cè)平滑電容器11→電抗器12→第3開(kāi)關(guān)元件133→充放電電容器15→第1開(kāi)關(guān)元件131
接著,在第1開(kāi)關(guān)元件131和第2開(kāi)關(guān)元件132的各柵極信號(hào)g1、g2為高電平,第3開(kāi)關(guān)元件133和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g3、g4為低電平的狀態(tài)下,即在模式4下,各開(kāi)關(guān)元件131、132導(dǎo)通,各開(kāi)關(guān)元件133、134截止。因此,能量按照下述路徑從低壓側(cè)平滑電容器11轉(zhuǎn)移到電抗器12。
低壓側(cè)平滑電容器11→電抗器12→第2開(kāi)關(guān)元件132→第1開(kāi)關(guān)元件131
接著,在第1開(kāi)關(guān)元件131和第3開(kāi)關(guān)元件133的各柵極信號(hào)g1、g3為低電平,第2開(kāi)關(guān)元件132和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g2、g4為高電平的狀態(tài)下,即在模式2下,各開(kāi)關(guān)元件131、133截止,各開(kāi)關(guān)元件132、134導(dǎo)通。因此,積蓄在電抗器12和充放電電容器15的能量按照下述路徑轉(zhuǎn)移到低壓側(cè)平滑電容器11和高壓側(cè)平滑電容器14。
低壓側(cè)平滑電容器11→電抗器12→第2開(kāi)關(guān)元件132→充放電電容器15→第4開(kāi)關(guān)元件134→高壓側(cè)平滑電容器14
如圖14所示那樣,以周期ts反復(fù)上述一系列的動(dòng)作,即由模式4、模式1、模式4和模式2構(gòu)成的一系列的動(dòng)作。由此,能夠按照2倍以上的升壓比n將輸入到端子t1與端子t2之間的輸入電壓vin升壓到任意的電壓,并將升壓后的電壓作為輸出電壓vout輸出到端子t3與端子t4之間,并且能夠?qū)㈦姵?的能量提供給電動(dòng)機(jī)2。
接著,參照?qǐng)D15說(shuō)明升壓比n小于2倍,且dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作狀態(tài)為再生動(dòng)作的情況。
圖15中圖示出柵極信號(hào)g1~g4的波形、電抗器電流il的波形、充放電電容器電流icf的波形、以及充放電電容器電壓vcf的波形。另外,圖15所示的這些波形是升壓比n小于2倍時(shí)所能獲得的波形。
此外,在穩(wěn)定狀態(tài)下,充放電電容器電壓vcf被控制為成為輸出電壓vout的二分之一的電壓,輸入電壓vin、輸出電壓vout及充放電電容器電壓vcf的大小關(guān)系滿足下述關(guān)系。
vout>vin>vcf
在第1開(kāi)關(guān)元件131和第3開(kāi)關(guān)元件133的各柵極信號(hào)g1、g3為高電平,第2開(kāi)關(guān)元件132和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g2、g4為低電平的狀態(tài)下,即在模式1下,各開(kāi)關(guān)元件131、133導(dǎo)通,各開(kāi)關(guān)元件132、134截止。因此,能量按照下述路徑從充放電電容器15和電抗器12轉(zhuǎn)移到低壓側(cè)平滑電容器11。
低壓側(cè)平滑電容器11←電抗器12←第3開(kāi)關(guān)元件133←充放電電容器15←第1開(kāi)關(guān)元件131
接著,在第1開(kāi)關(guān)元件131和第2開(kāi)關(guān)元件132的各柵極信號(hào)g1、g2為低電平,第3開(kāi)關(guān)元件133和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g3、g4為高電平的狀態(tài)下,即在模式3下,各開(kāi)關(guān)元件131、132截止,各開(kāi)關(guān)元件133、134導(dǎo)通。因此,能量按照下述路徑從高壓側(cè)平滑電容器14轉(zhuǎn)移到電抗器12和低壓側(cè)平滑電容器11。
低壓側(cè)平滑電容器11←電抗器12←第3開(kāi)關(guān)元件133←第4開(kāi)關(guān)元件134←高壓側(cè)平滑電容器14
接著,在第1開(kāi)關(guān)元件131和第3開(kāi)關(guān)元件133的各柵極信號(hào)g1、g3為低電平,第2開(kāi)關(guān)元件132和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g2、g4為高電平的狀態(tài)下,即在模式2下,各開(kāi)關(guān)元件131、133截止,各開(kāi)關(guān)元件132、134導(dǎo)通。因此,能量按照下述路徑從高壓側(cè)平滑電容器14和電抗器12轉(zhuǎn)移到充放電電容器15和低壓側(cè)平滑電容器11。
低壓側(cè)平滑電容器11←電抗器12←第2開(kāi)關(guān)元件132←充放電電容器15←第4開(kāi)關(guān)元件134←高壓側(cè)平滑電容器14
接著,在第1開(kāi)關(guān)元件131和第2開(kāi)關(guān)元件132的各柵極信號(hào)g1、g2為低電平,第3開(kāi)關(guān)元件133和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g3、g4為高電平的狀態(tài)下,即在模式3下,各開(kāi)關(guān)元件131、132截止,各開(kāi)關(guān)元件133、134導(dǎo)通。因此,能量按照下述路徑從高壓側(cè)平滑電容器14轉(zhuǎn)移到電抗器12和低壓側(cè)平滑電容器11。
低壓側(cè)平滑電容器11←電抗器12←第3開(kāi)關(guān)元件133←第4開(kāi)關(guān)元件134←高壓側(cè)平滑電容器14
如圖15所示那樣,以周期ts反復(fù)上述一系列的動(dòng)作,即由模式1、模式3、模式2和模式3構(gòu)成的一系列的動(dòng)作。由此,能夠按照從1倍到小于2倍的升壓比n將輸入到端子t1與端子t2之間的輸入電壓vin升壓到任意的電壓,并將升壓后的電壓作為輸出電壓vout輸出到端子t3與端子t4之間,并且能夠使電動(dòng)機(jī)2的發(fā)電能量積蓄到電池1。
接著,參照?qǐng)D16說(shuō)明升壓比n在2倍以上,且dc/dc轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作狀態(tài)為再生動(dòng)作的情況。
圖16中圖示出柵極信號(hào)g1~g4的波形、電抗器電流il的波形、充放電電容器電流icf的波形、以及充放電電容器電壓vcf的波形。另外,圖16所示的這些波形是升壓比n為2倍以上時(shí)所能獲得的波形。
此外,在穩(wěn)定狀態(tài)下,充放電電容器電壓vcf被控制為成為輸出電壓vout的二分之一的電壓,輸入電壓vin、輸出電壓vout及充放電電容器電壓vcf的大小關(guān)系滿足下述關(guān)系。
vout>vcf>vin
在第1開(kāi)關(guān)元件131和第2開(kāi)關(guān)元件132的各柵極信號(hào)g1、g2為高電平,第3開(kāi)關(guān)元件133和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g3、g4為低電平的狀態(tài)下,即在模式4下,各開(kāi)關(guān)元件131、132導(dǎo)通,各開(kāi)關(guān)元件133、134截止。因此,能量按照下述路徑從電抗器12轉(zhuǎn)移到低壓側(cè)平滑電容器11。
低壓側(cè)平滑電容器11←電抗器12←第2開(kāi)關(guān)元件132←第1開(kāi)關(guān)元件131
接著,在第1開(kāi)關(guān)元件131和第3開(kāi)關(guān)元件133的各柵極信號(hào)g1、g3為高電平,第2開(kāi)關(guān)元件132和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)為低電平的狀態(tài)下,即在模式1下,各開(kāi)關(guān)元件131、133導(dǎo)通,各開(kāi)關(guān)元件132、134截止。因此,能量按照下述路徑從充放電電容器15轉(zhuǎn)移到電抗器12和低壓側(cè)平滑電容器11。
低壓側(cè)平滑電容器11←電抗器12←第3開(kāi)關(guān)元件133←充放電電容器15←第1開(kāi)關(guān)元件131
接著,在第1開(kāi)關(guān)元件131和第2開(kāi)關(guān)元件132的各柵極信號(hào)g1、g2為高電平,第3開(kāi)關(guān)元件133和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g3、g4為低電平的狀態(tài)下,即在模式4下,各開(kāi)關(guān)元件131、132導(dǎo)通,各開(kāi)關(guān)元件133、134截止。因此,能量按照下述路徑從電抗器12轉(zhuǎn)移到低壓側(cè)平滑電容器11。
低壓側(cè)平滑電容器11←電抗器12←第2開(kāi)關(guān)元件132←第1開(kāi)關(guān)元件131
接著,在第1開(kāi)關(guān)元件131和第3開(kāi)關(guān)元件133的各柵極信號(hào)g1、g3為低電平,第2開(kāi)關(guān)元件132和第4開(kāi)關(guān)元件134的各柵極信號(hào)g2、g4為高電平的狀態(tài)下,即在模式2下,各開(kāi)關(guān)元件131、133截止,各開(kāi)關(guān)元件132、134導(dǎo)通。因此,能量按照下述路徑從高壓側(cè)平滑電容器14轉(zhuǎn)移到電抗器12和充放電電容器15、低壓側(cè)平滑電容器11。
低壓側(cè)平滑電容器11←電抗器12←第2開(kāi)關(guān)元件132←充放電電容器15←第4開(kāi)關(guān)元件134←高壓側(cè)平滑電容器14
如圖16所示那樣,以周期ts反復(fù)上述一系列的動(dòng)作,即由模式4、模式1、模式4和模式2構(gòu)成的一系列的動(dòng)作。由此,能夠按照2倍以上的升壓比n將輸入到端子t1與端子t2之間的輸入電壓vin升壓到任意的電壓,并將升壓后的電壓作為輸出電壓vout輸出到端子t3與端子t4之間,并且能夠使電動(dòng)機(jī)2的發(fā)電能量積蓄到電池1。
接著,對(duì)duty由控制裝置30進(jìn)行了調(diào)整的情況下的輸出電壓vout和電抗器電流il的變化量進(jìn)行說(shuō)明。
在由控制裝置30運(yùn)算得到的值直接被反映到各開(kāi)關(guān)元件131~134的導(dǎo)通時(shí)間的理想狀態(tài)下,第1開(kāi)關(guān)元件131的導(dǎo)通比率為d1,第4開(kāi)關(guān)元件134的導(dǎo)通比率為(1-d1),第2開(kāi)關(guān)元件132的導(dǎo)通比率為d2,第3開(kāi)關(guān)元件133的導(dǎo)通比率為(1-d2)。
這里,若將向電動(dòng)機(jī)2流動(dòng)的電流量設(shè)為io、高壓側(cè)平滑電容器14的靜電電容設(shè)為co、電抗器12的電感設(shè)為l,則功率轉(zhuǎn)換電路10的狀態(tài)平均化方程式可由下述式(9)來(lái)表示。
數(shù)學(xué)式9
在穩(wěn)定狀態(tài)下,通過(guò)將式(9)的左邊設(shè)為等于0,可得到下述式(10)~(12)。在穩(wěn)定狀態(tài)下,通過(guò)將導(dǎo)通占空比d1和導(dǎo)通占空比d2設(shè)為相等,可知在理想狀態(tài)下,輸出電壓vout和充放電電容器電壓vcf收斂為一定值。
vout/vin=1/(1–d1)(10)
il=io/(1–d1)(11)
d1=d2(12)
若將式(12)代入式(9),則成為與之前的實(shí)施方式1中所說(shuō)明的式(3)相同的形式。即,在穩(wěn)定狀態(tài)下,在之前實(shí)施方式1的功率轉(zhuǎn)換電路10和本實(shí)施方式2的功率轉(zhuǎn)換電路10中可得到相同的特性。因此,與之前的實(shí)施方式1同樣,通過(guò)將控制裝置30構(gòu)成為具備諧振抑制部331和增益標(biāo)準(zhǔn)化部332,能夠獲得與之前的實(shí)施方式1相同的效果。
以上,根據(jù)本實(shí)施方式2,對(duì)于具備mlc電路結(jié)構(gòu)的功率轉(zhuǎn)換電路10也能夠應(yīng)用本發(fā)明,因此,能夠獲得與之前的實(shí)施方式1相同的效果。
另外,在上述各實(shí)施方式1、2中,對(duì)使用igbt構(gòu)成各開(kāi)關(guān)元件131~134的情況進(jìn)行了說(shuō)明,但也可以使用mosfet或jfet等來(lái)構(gòu)成各開(kāi)關(guān)元件131~134。此外,開(kāi)關(guān)元件和二極管元件也可以由與硅相比帶隙較大的寬帶隙半導(dǎo)體來(lái)形成。作為寬帶隙半導(dǎo)體,例如可列舉出碳化硅(sic)、氮化鎵類(lèi)材料或金剛石。
由這種寬帶隙半導(dǎo)體形成的開(kāi)關(guān)元件和二極管元件的耐壓性較高,允許電流密度也較高,因此,能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)關(guān)元件和二極管元件的小型化。并且,通過(guò)使用這些小型化后的開(kāi)關(guān)元件和二極管元件,從而能夠使組裝有這些元件的半導(dǎo)體模塊小型化。此外,由于耐熱性也較高,因此可以實(shí)現(xiàn)散熱器的散熱翅片的小型化和水冷部的空氣冷卻化,從而能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體模塊的進(jìn)一步小型化。并且,由于功率損耗較低,能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)關(guān)元件、二極管元件的高效率化,進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體模塊的高效率化。此外,開(kāi)關(guān)元件和二極管元件可以均由寬帶隙半導(dǎo)體構(gòu)成,也可以其中一種元件由寬帶隙半導(dǎo)體構(gòu)成。即使在采用這種結(jié)構(gòu)的情況下,也能夠獲得上述各實(shí)施方式1、2所記載的效果。
此外,不限于上述各實(shí)施方式1、2的功率轉(zhuǎn)換電路10,在具有相同的傳輸特性的電路結(jié)構(gòu)中,通過(guò)對(duì)該電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用本發(fā)明,就能夠獲得相同的效果。并且,本發(fā)明在其發(fā)明的范圍內(nèi)能夠自由地組合各實(shí)施方式1、2,能適當(dāng)?shù)貙?duì)各實(shí)施方式1、2進(jìn)行變形、省略。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
1電池,2電動(dòng)機(jī),10功率轉(zhuǎn)換電路,11低壓側(cè)平滑電容器,12電抗器,13開(kāi)關(guān)電路,14高壓側(cè)平滑電容器,15充放電電容器,21低壓側(cè)電壓檢測(cè)器,22電流檢測(cè)器,23高壓側(cè)電壓檢測(cè)器,24電壓檢測(cè)器,30dc/dc轉(zhuǎn)換器的控制裝置,31減法運(yùn)算器,32第1控制器,33運(yùn)算器,34三角波形生成器,35比較器,36柵極信號(hào)輸出器,37乘法運(yùn)算器,38減法運(yùn)算器,39第2控制器,40第1占空比運(yùn)算器,41三角波形生成器,42比較器,43柵極信號(hào)輸出器,44第2占空比運(yùn)算器,45三角波形生成器,46比較器,47柵極信號(hào)輸出器,131第1開(kāi)關(guān)元件,132第2開(kāi)關(guān)元件,133第3開(kāi)關(guān)元件,134第4開(kāi)關(guān)元件,331諧振抑制部,331a乘法運(yùn)算器,331b減法運(yùn)算器,332增益標(biāo)準(zhǔn)化部,332a增益比較器,332b除法運(yùn)算器,361反相器,431反相器,471反相器。