特許 7100810 電圧変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-06

(45)【発行日】2022-07-14

(54)【発明の名称】電圧変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/155 20060101AFI20220707BHJP

【ＦＩ】

H02M3/155 P

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019095066

(22)【出願日】2019-05-21

(65)【公開番号】P2020191714

(43)【公開日】2020-11-26

【審査請求日】2021-08-30

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中島 新太

【審査官】佐藤 匡

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２３６４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－６８２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２９４５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ３／１５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを備え、電源部に電気的に接続された第１導電路及び第２導電路のいずれか一方を入力側とし他方を出力側として電圧変換を行う電圧変換部と、
前記第１導電路の電圧値である第１電圧値を検出する第１電圧検出部と、
前記第２導電路の電圧値である第２電圧値を検出する第２電圧検出部と、
を有し、
前記電圧変換部は、前記第２スイッチング素子のオンオフ動作により前記第２導電路に印加された入力電圧を昇圧又は降圧して前記第１導電路に出力電圧を印加する第１動作と前記第１スイッチング素子のオンオフ動作により前記第１導電路に印加された入力電圧を降圧又は昇圧して前記第２導電路に出力電圧を印加する第２動作とを行う電圧変換装置であって、
前記第１導電路の電流値を検出する電流検出部と、
前記電源部の内部抵抗を検出する内部抵抗検出部と、
前記第１導電路の電圧値と第１目標値とに基づくフィードバック演算によって前記第１導電路の電圧値を前記第１目標値に近づけるための第１デューティを生成する第１デューティ生成部と、
前記第２導電路の電圧値と第２目標値とに基づくフィードバック演算によって前記第２導電路の電圧値を前記第２目標値に近づけるための第２デューティを生成する第２デューティ生成部と、
前記第１デューティと前記第２デューティとに基づいて使用デューティを決定する決定部と、
前記決定部が決定した前記使用デューティに応じたＰＷＭ信号を前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子の一方のスイッチング素子に入力するとともに前記ＰＷＭ信号を反転した反転信号を他方のスイッチング素子に入力する駆動部と、
を有し、
前記決定部は、前記第１デューティ及び前記第２デューティのうち一方のデューティを１００％から減じた値である反転デューティと他方のデューティとを比較したときの大きい値又は小さい値と、前記内部抵抗検出部で検出された前記内部抵抗と、前記電流検出部で検出された前記電流値と、に基づいて前記使用デューティを決定する電圧変換装置。

【請求項2】

前記決定部は、
前記大きい値又は前記小さい値を選択する選択部と、
前記内部抵抗検出部で検出された前記内部抵抗と、前記電流検出部で検出された前記電流値と、に基づいて補正値を算出する算出部と、
前記選択部が選択した値と前記算出部が算出した前記補正値とを加算した値に基づいて前記使用デューティを決定し、前記使用デューティとされた前記ＰＷＭ信号を出力する出力部と、
を有し、
前記算出部は、前記内部抵抗の値が大きいほど前記補正値の絶対値を大きくし、前記電流値が大きいほど前記補正値の絶対値を大きくし、前記第１導電路を前記電源部側に向かって電流が流れる場合に前記補正値を正の値とするとともに前記第１導電路を前記電圧変換部側に向かって電流が流れる場合に前記補正値を負の値とするように前記補正値を決定する
請求項１に記載の電圧変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は電圧変換装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、高圧側から入力した電圧を降圧して低圧側に出力しうるとともに、低圧側から入力した電圧を昇圧して高圧側に出力しうる電圧変換装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された昇降圧コンバータは、電圧変換部と、この電圧変換部を駆動制御するマイコンとを備えている。このマイコンは、１２Ｖ側（低圧側）及び４８Ｖ側（高圧側）の電圧値を検出し、検出した各電圧値に基づき、電圧変換部を降圧駆動しうるとともに昇圧駆動しうる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－７７９３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この昇降圧コンバータでは、降圧用のＰＷＭ信号を出力することで電圧変換部を降圧駆動し、昇圧用のＰＷＭ信号を出力することで電圧変換部を昇圧駆動する。このため、降圧駆動及び昇圧駆動のうち一方の駆動を実行している状況下で他方の駆動に切り替える場合、駆動態様を切り替えるか否かを判定する処理や出力中のＰＷＭ信号の出力を停止してから他方のＰＷＭ信号の出力を開始する処理などを伴う。したがって、ＰＷＭ信号の切り替えに一定の時間を要するという問題があった。

【0005】

そこで、本開示では、電圧変換部を駆動するにあたってＰＷＭ信号の切り替えに要する時間を短縮することができ、且つ、電源部の内部抵抗及び電流値に応じてデューティを決定し得る技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一つである電圧変換装置は、
第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを備え、電源部に電気的に接続された第１導電路及び第２導電路のいずれか一方を入力側とし他方を出力側として電圧変換を行う電圧変換部と、
前記第１導電路の電圧値である第１電圧値を検出する第１電圧検出部と、
前記第２導電路の電圧値である第２電圧値を検出する第２電圧検出部と、
を有し、
前記電圧変換部は、前記第２スイッチング素子のオンオフ動作により前記第２導電路に印加された入力電圧を昇圧又は降圧して前記第１導電路に出力電圧を印加する第１動作と前記第１スイッチング素子のオンオフ動作により前記第１導電路に印加された入力電圧を降圧又は昇圧して前記第２導電路に出力電圧を印加する第２動作とを行う電圧変換装置であって、
前記第１導電路の電流値を検出する電流検出部と、
前記電源部の内部抵抗を検出する内部抵抗検出部と、
前記第１導電路の電圧値と第１目標値とに基づくフィードバック演算によって前記第１導電路の電圧値を前記第１目標値に近づけるための第１デューティを生成する第１デューティ生成部と、
前記第２導電路の電圧値と第２目標値とに基づくフィードバック演算によって前記第２導電路の電圧値を前記第２目標値に近づけるための第２デューティを生成する第２デューティ生成部と、
前記第１デューティと前記第２デューティとに基づいて使用デューティを決定する決定部と、
前記決定部が決定した前記使用デューティに応じたＰＷＭ信号を前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子の一方のスイッチング素子に入力するとともに前記ＰＷＭ信号を反転した反転信号を他方のスイッチング素子に入力する駆動部と、
を有し、
前記決定部は、前記第１デューティ及び前記第２デューティのうち一方のデューティを１００％から減じた値である反転デューティと他方のデューティとを比較したときの大きい値又は小さい値と、前記内部抵抗検出部で検出された前記内部抵抗と、前記電流検出部で検出された前記電流値と、に基づいて前記使用デューティを決定する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、電圧変換部を駆動するにあたってＰＷＭ信号の切り替えに要する時間を短縮することができ、且つ、電源部の内部抵抗及び電流値に応じてデューティを決定し得る。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態１の電圧変換装置を備えた電源システムを例示するブロック図である。

【図2】実施形態１の電圧変換装置を概念的に例示するブロック図である。

【図3】実施形態１の電圧変換装置における決定部及び関連構成を概念的に例示するブロック図である。

【図4】実施形態１の電圧変換装置の第１動作中の状態を概念的に例示するブロック図である。

【図5】実施形態１の電圧変換装置において第１動作中に第２導電路側で異常が生じた状態を概念的に例示するブロック図である。

【図6】図５のような異常発生後に第１動作から第２動作に切り替わった状態を概念的に例示するブロック図である。

【図7】実施形態２の電圧変換装置の一部を概念的に例示するブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

【0010】

（１）本開示の第１態様の電圧変換装置は、電圧変換部と第１電圧検出部と第２電圧検出部とを有する。電圧変換部は、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを備え、電源部に電気的に接続された第１導電路及び第２導電路のいずれか一方を入力側とし他方を出力側として電圧変換を行う。第１電圧検出部は、第１導電路の電圧値である第１電圧値を検出する。第２電圧検出部は、第２導電路の電圧値である第２電圧値を検出する。そして、電圧変換部は、第２スイッチング素子のオンオフ動作により第２導電路に印加された入力電圧を昇圧又は降圧して第１導電路に出力電圧を印加する第１動作を行う。更に、電圧変換部は、第１スイッチング素子のオンオフ動作により第１導電路に印加された入力電圧を降圧又は昇圧して第２導電路に出力電圧を印加する第２動作を行う。
更に、上記の電圧変換装置は、電流検出部と内部抵抗検出部と第１デューティ生成部と第２デューティ生成部と決定部と駆動部とを有する。電流検出部は、第１導電路の電流値を検出する。内部抵抗検出は、電源部の内部抵抗を検出する。第１デューティ生成部は、第１導電路の電圧値と第１目標値とに基づくフィードバック演算によって第１導電路の電圧値を第１目標値に近づけるための第１デューティを生成する。第２デューティ生成部は、第２導電路の電圧値と第２目標値とに基づくフィードバック演算によって第２導電路の電圧値を第２目標値に近づけるための第２デューティを生成する。決定部は、第１デューティと第２デューティとに基づいて使用デューティを決定する。
そして、駆動部は、決定部が決定した使用デューティに応じたＰＷＭ信号を第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子の一方のスイッチング素子に入力するとともにＰＷＭ信号を反転した反転信号を他方のスイッチング素子に入力する。決定部は、第１デューティ及び第２デューティの一方のデューティを１００％から減じた値である反転デューティと他方のデューティとを比較したときの大きい値又は小さい値と、上記内部抵抗と、上記電流値と、に基づいて使用デューティを決定する。

【0011】

上記の電圧変換装置は、第１動作用のデューティである第１デューティ及び第２動作用のデューティである第２デューティの両方を継続して算出・更新する動作が可能である。しかも、上記の電圧変換装置は、「一方のデューティを１００％から減じた値である反転デューティ」と「他方のデューティ」とを比較したときの大きい値又は小さい値に基づいて使用デューティを決定する。つまり、上記電圧変換装置は、反転デューティ又は他方のデューティのいずれか片方を優先させているときに反転デューティと他方のデューティの大小関係が切り替わった場合には、変化に対応させるようにデューティを即座に切り替えることができる。

【0012】

具体的には、反転デューティ及び他方のデューティのうちの大きい値を選択する方法を採用する方式である場合、電圧変換装置は以下のように動作する。例えば、他方のデューティよりも反転デューティのほうが大きければ一方のスイッチング素子に反転デューティに基づくＰＷＭ信号を反転した信号が入力され、他方のスイッチング素子には反転デューティに基づくＰＷＭ信号が入力される。従って、電圧変換装置は、反転デューティに基づく第１動作（一方のデューティに基づく動作）を行うことになる。
一方で、反転デューティよりも他方のデューティのほうが大きければ一方のスイッチング素子に他方のデューティに基づくＰＷＭ信号を反転した信号が入力され、他方のスイッチング素子に他方のデューティに基づくＰＷＭ信号が入力される。従って、電圧変換装置は、他方のデューティに基づく第２動作を行うことになる。
このように、反転デューティが大きい場合に第１動作を優先し、他方のデューティが大きい場合に第２動作を優先するように即座に切り替えることができるため、反転デューティと他方のデューティの大小関係が切り替わった場合には、変化に対応させるようにデューティを即座に切り替えることができる。

【0013】

また、反転デューティ及び他方のデューティのうちの小さい値を選択する方法を採用する場合、電圧変換装置は以下のように動作する。例えば、他方のデューティよりも反転デューティのほうが小さければ一方のスイッチング素子には反転デューティに基づくＰＷＭ信号を反転した信号が入力され、第１スイッチング素子には反転デューティに基づくＰＷＭ信号が入力される。従って、電圧変換装置は、反転デューティに基づく第１動作（一方のデューティに基づく動作）を行うことになる。
一方、反転デューティよりも他方のデューティのほうが小さければ一方のスイッチング素子に他方のデューティに基づくＰＷＭ信号を反転した信号が入力され、他方のスイッチング素子に他方のデューティに基づくＰＷＭ信号が入力される。従って、電圧変換装置は、他方のデューティに基づく第２動作を行うことになる。
このように、反転デューティが小さい場合に第１動作を優先し、他方のデューティが小さい場合に第２動作を優先するように即座に切り替えることができるため、反転デューティと他方のデューティの大小関係が切り替わった場合には、変化に対応させるようにデューティを即座に切り替えることができる。

【0014】

しかも、上記電圧変換装置は、上記内部抵抗と上記電流値とに基づいて使用デューティを決定する。よって、上記電圧変換装置は、「反転デューティと他方のデューティの大小関係に応じて優先させる動作を切替える」だけでなく、電源部の内部抵抗及び電流値に応じて使用デューティを決定することもできる。

【0015】

（２）本開示の電圧変換装置において、決定部は、選択部と算出部と出力部とを備え得る。選択部は、上記大きい値又は上記小さい値を選択するように動作し得る。算出部は、内部抵抗検出部で検出された内部抵抗と、電流検出部で検出された電流値と、に基づいて補正値を算出し得る。出力部は、選択部が選択した値と算出部が算出した補正値とを加算した値に基づいて使用デューティを決定し、デューティが使用デューティとされたＰＷＭ信号を出力し得る。更に、算出部は、内部抵抗の値が大きいほど補正値の絶対値を大きくし、電流値が大きいほど補正値の絶対値を大きくするように補正値を決定し得る。更には、算出部は、第１導電路を電源部側に向かって電流が流れる場合に補正値を正の値とするとともに第１導電路を電圧変換部側に向かって電流が流れる場合に補正値を負の値とするように補正値を決定し得る。

【0016】

上記の電圧変換装置は、例えば、第１動作及び第２動作のうちの一方の動作によって電源部に向かう電流が第１導電路に流れているときに他方の動作に切り替わった場合に、電源部は充電状態から放電状態に切り替わるように逆流状態となる。このように逆流が発生すると、第１導電路の電圧（入力電圧）は大きく低下するため、その後の他方の動作では入力電圧に低下に起因して第２導電路に印加される出力電圧も低下することになる。この場合、第２導電路に印加される出力電圧は、大きく低下してから目標値（第２目標値）に近づくように安定することになるが、何ら措置を講じないと安定までに時間がかかってしまう。これに対し、上記の電圧変換装置は、電圧変換部側に向かって流れる場合に負の値とするように補正値が決定されるため、電源部が充電状態から放電状態に切り替わった場合に使用デューティをより小さくするような補正が可能となる。つまり、上記の電圧変換装置は、逆流状態への切り替わりに応じて第２導電路の出力電圧が下がることを想定して早期にデューティを下げておくように補正することができる。よって、上記の電圧変換装置は、一方の動作から他方の動作に切り替わった場合に第２導電路に印加される出力電圧が目標値（第２目標値）付近で安定するまでの時間を短縮することができる。

【0017】

また、一方の動作から他方の動作に切り替わった場合に第１導電路で生じる電圧低下は、第１導電路を流れる放電電流が大きいほど大きくなり、電源部の内部抵抗が大きいほど大きくなる。よって、内部抵抗の値が大きいほど補正値の絶対値を大きくし、電流値が大きいほど補正値の絶対値を大きくするように補正値を決定すれば、第１導電路での電圧低下が大きいほど使用デューティを下げるような補正が可能となる。
［本開示の実施形態の詳細］

【0018】

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１について説明する。
（電源システムの基本構成）
図１で示す電源システム１００は、例えば車両等に搭載される車載用電源システムとして構成されている。電源システム１００は、第１電源部３、第２電源部５、電圧変換装置１を備えた構成をなし、第１電源部３又は第２電源部５を電力供給源として負荷７及び重要負荷８に電力を供給し得るシステムとして構成されている。

【0019】

第１電源部３は、例えば電気二重層コンデンサ、リチウムイオン電池、鉛蓄電池等の車載用蓄電部として構成されている。第１電源部３は、高電位側の端子が導電路１０に電気的に接続され、低電位側の端子がグラウンドに電気的に接続されており、導電路１０に対して所定の出力電圧を印加する。なお、本明細書では、特に限定した説明がない限り「電圧」は、グラウンドとの電位差を意味する。

【0020】

第２電源部５は、例えば、電気二重層コンデンサ、リチウムイオン電池、鉛蓄電池等の車載用蓄電部として構成されている。第２電源部５は、高電位側の端子が導電路１２に電気的に接続され、低電位側の端子がグラウンドに電気的に接続されており、導電路１２に対して所定の出力電圧を印加する。なお、第２電源部５が導電路１２に印加する出力電圧は、第１電源部３が導電路１０に印加する出力電圧よりも大きくても小さくてもよい。

【0021】

負荷７は、例えばスタータであり、駆動源としてのモータを備えるとともに、車両のエンジンが適正に始動する状態まで回転数を高める動作を行いうる。負荷７は、導電路１２に電気的に接続されており、第２電源部５から供給される電力によって作動しうる。また、負荷７は、電圧変換装置１を介して第１電源部３から供給される電力を受け得る構成となっている。なお、ここでは負荷７としてスタータを例示したが、スタータ以外の負荷（ヒータ、ワイパ、オーディオ等）であってもよい。

【0022】

重要負荷８は、シフトバイワイヤシステムや電動パーキングブレーキなどの負荷であり、主電源失陥時に動作を継続することが求められる負荷である。

【0023】

電圧変換装置１は、電圧変換部２０と、電圧検出部３２，３４と、内部抵抗検出部４２と、電流検出部４４，４６と、ＰＷＭ生成部３６と、駆動部３８とを備える。

【0024】

電圧変換部２０は、導電路１０と導電路１２との間に設けられ、導電路１０及び導電路１２のいずれか一方を入力側とし他方を出力側として電圧変換を行う回路である。電圧変換部２０は、公知のＨブリッジ回路として構成されている。

【0025】

電圧変換部２０は、スイッチング素子２１、スイッチング素子２２、スイッチング素子２３、スイッチング素子２４、インダクタ２６を備える。電圧変換部２０は、導電路１２に印加された電圧を入力電圧として昇圧動作又は降圧動作を行い導電路１０に出力電圧を印加する動作を行う。また、電圧変換部２０は、導電路１０に印加された電圧を入力電圧として降圧動作又は昇圧動作を行い導電路１２に出力電圧を印加する動作を行う。

【0026】

図１の例では、スイッチング素子２１がハイサイド側の素子とされており、スイッチング素子２２がローサイド側の素子とされている。スイッチング素子２１，２２は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されている。スイッチング素子２１のドレインには、導電路１０が電気的に接続され、導電路１０の電圧がドレインに印加される。スイッチング素子２１のソースには、スイッチング素子２２のドレインと、インダクタ２６の一端とが電気的に接続されている。スイッチング素子２１とインダクタ２６との接続点には、スイッチング素子２２のドレインが接続されている。スイッチング素子２２のソースはグラウンドに電気的に接続され、グラウンドの電圧（例えば、０Ｖ）が印加される。

【0027】

また、スイッチング素子２３がハイサイド側の素子とされ、スイッチング素子２４がローサイド側の素子とされている。スイッチング素子２３，２４は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されている。スイッチング素子２３のドレインには、導電路１２が電気的に接続され、導電路１２の電圧がドレインに印加される。スイッチング素子２３のソースには、スイッチング素子２４のドレインと、インダクタ２６の他端とが電気的に接続されている。スイッチング素子２３とインダクタ２６との接続点には、スイッチング素子２４のドレインが接続されている。スイッチング素子２４のソースはグラウンドに電気的に接続され、グラウンドの電圧（例えば、０Ｖ）が印加される。

【0028】

電圧変換部２０は、コンデンサ２８及びコンデンサ３０を備える。コンデンサ２８の一端は導電路１０に電気的に接続されており、他端はグラウンドに電気的に接続されている。コンデンサ３０の一端は導電路１２に電気的に接続されており、他端はグラウンドに電気的に接続されている。

【0029】

電圧検出部３２及び電圧検出部３４は、それぞれ電圧検出回路として構成されている。電圧検出部３２は、導電路１０の電圧値を検出するとともに、検出した電圧値を示すアナログ電圧をＰＷＭ生成部３６に出力する。電圧検出部３４は、導電路１２の電圧値を検出するとともに、検出した電圧値を示すアナログ電圧をＰＷＭ生成部３６に出力する。

【0030】

電流検出部４４は、導電路１０を流れる電流の電流値を検出する。導電路１０を流れる電流の電流値は、導電路１０を第１電源部３に向かって流れる場合が正の値であり、導電路１０を電圧変換部２０に向かって流れる場合が負の値である。電流検出部４６は、導電路１２を流れる電流の電流値を検出する。導電路１２を流れる電流の電流値は、導電路１２を第２電源部５に向かって流れる場合が正の値であり、導電路１２を電圧変換部２０に向かって流れる場合が負の値である。

【0031】

内部抵抗検出部４２は、第１電源部３（電源部）の内部抵抗を公知の方法で検出する。第１電源部３（電源部）の内部抵抗の測定方法は、車両に搭載し得る方法であれば公知のどのような方法を採用してもよく、例えば、特開２０１８－１７０８２１、特開２０１７－１２３７４８、特開２０１３－２５３８０９などに開示された方法で第１電源部３の内部抵抗を測定することができる。

【0032】

ＰＷＭ生成部３６は、電圧検出部３２が検出した導電路１０の電圧値と電圧検出部３４が検出した導電路１２の電圧値とに基づいてＰＷＭ信号を生成し、駆動部３８に出力するように動作する。

【0033】

（電圧変換装置の詳細構成）
次に、電圧変換装置の詳細についての代表例を説明する。
なお、以下で説明する代表例では、導電路１０が第１導電路の一例に相当し、導電路１２が第２導電路の一例に相当し、第１電源部３が電源部の一例に相当するものとする。また、電圧検出部３２が第１電圧検出部の一例に相当し、導電路１０の電圧値が第１電圧値の一例に相当するものとする。更に、電圧検出部３４が第２電圧検出部の一例に相当し、導電路１２の電圧値が第２電圧値の一例に相当するものとする。更に、スイッチング素子２１が第１スイッチング素子の一例に相当し、スイッチング素子２２が第２スイッチング素子の一例に相当するものとする。また、デューティ生成部７３が第１デューティ生成部の一例に相当し、デューティ生成部７９が第２デューティ生成部の一例に相当する。

【0034】

また、以下で説明する代表例では、第２電源部５が導電路１２に印加する出力電圧が、第１電源部３が導電路１０に印加する出力電圧よりも大きくなっている。電圧変換部２０は、導電路１２側を入力側とし導電路１０側を出力側とするように第１動作を行う。具体的には、電圧変換部２０は、スイッチング素子２２（第２スイッチング素子）のオンオフ動作により導電路１２（第２導電路）に印加された入力電圧を昇圧して導電路１０（第１導電路）に出力電圧を印加するように第１動作を行う。また、電圧変換部２０は、導電路１０側を入力側とし導電路１２側を出力側とするように第２動作を行う。具体的には、スイッチング素子２１（第１スイッチング素子）のオンオフ動作により導電路１０（第１導電路）に印加された入力電圧を降圧して導電路１２（第２導電路）に出力電圧を印加するように第２動作を行う。なお、この場合、第１動作（昇圧動作）及び第２動作（降圧動作）のいずれのときでも、スイッチング素子２３はオン状態とし、スイッチング素子２４はオフ状態とすればよい。

【0035】

図２は、ＰＷＭ生成部３６を関連部分とともに示す図であり、ＰＷＭ生成部３６の各機能を各ブロックで概念的に示す機能ブロック図である。図２に示すように、ＰＷＭ生成部３６は、主として、制御回路７１とを備える。制御回路７１は、例えばＭＣＵ（Micro Controller Unit）として構成されており、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などからなる演算処理部、ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなる記憶部等を備えて構成されている。

【0036】

ＰＷＭ生成部３６において制御回路７１の内部又は外部にＡＤ変換器を設けることができ、このＡＤ変換器は、入力したアナログ電圧をデジタル値に変換するように動作する。例えば、電圧検出部３２，３４から入力される電圧値（電圧値を示すアナログ電圧）や内部抵抗検出部４２から入力される内部抵抗（内部抵抗を示すアナログ電圧）はＡＤ変換器によってデジタルデータに変換される。また、電流検出部４４，４６から入力される電流値（電流値を示すアナログ電圧）もＡＤ変換器によってデジタルデータに変換される。これらのデジタルデータは、デューティ生成部７３、デューティ生成部７９、ＰＷＭ出力部８８などによって利用される。なお、第１目標値及び第２目標値のデータについては、ＰＷＭ生成部３６がデータを保持し得る構成であればよく、例えば図示しない外部装置からＰＷＭ生成部３６に対してデータが与えられる構成となっている。

【0037】

図２で示されるように、制御回路７１は、主に、調停部７２及びＰＷＭ出力部８８を備える。調停部７２は、デューティ生成部７３、デューティ生成部７９、選択部８４、選択指示部８６を備える。図３で示されるように、ＰＷＭ出力部８８は、算出部９２及び出力部９４を備える。そして、選択部８４及びＰＷＭ出力部８８は、決定部８３として機能し、第１デューティＤ１と第２デューティＤ２とに基づいて使用デューティＤｕを決定するように機能する。このように、制御回路７１は、デューティ生成部７３、デューティ生成部７９、選択部８４、決定部８３として機能し、更には、算出部９２及び出力部９４としても機能する。

【0038】

調停部７２は、デューティ生成部７３、デューティ生成部７９、選択部８４、選択指示部８６などを備え、第１デューティＤ１及び第２デューティＤ２のうちのいずれのデューティを用いるかを決定する部分である。

【0039】

デューティ生成部７３は、導電路１０（第１導電路）の電圧値（第１電圧値Ｖ１）と第１目標値Ｖｔ１とに基づくフィードバック演算によって導電路１０の電圧値を第１目標値Ｖｔ１に近づけるための第１デューティＤ１を生成する。デューティ生成部７３は、第１差算出部７４及び第１差調整部７６を有する。

【0040】

第１差算出部７４は、第１電圧値Ｖ１と第１目標値Ｖｔ１との差である第１差（第１偏差ΔＶ１）を算出する。具体的には、第１目標値Ｖｔ１から第１電圧値Ｖ１を差し引いた値をΔＶ１として、ΔＶ１＝Ｖｔ１－Ｖ１の式によって第１差（第１偏差ΔＶ１）を算出する。第１差調整部７６は、短い時間間隔で第１差（第１偏差ΔＶ１）を算出する演算を繰り返す。

【0041】

第１差調整部７６は、上記第１差（第１偏差ΔＶ１）に基づき、公知のフィードバック演算方式（例えばＰＩ演算方式、ＰＩＤ演算方式など）によって導電路１０の電圧値を第１目標値Ｖｔ１に近づけるように第１デューティＤ１を算出する。なお、第１差調整部７６は、短い時間間隔で第１デューティＤ１を算出するフィードバック演算を繰り返す。このような方式を採用するため、第１差調整部７６は、第１電圧値Ｖ１と第１目標値Ｖｔ１とが同じである場合には現在の第１デューティＤ１を維持するように第１デューティＤ１を更新する。また、第１差調整部７６は、第１電圧値Ｖ１が第１目標値Ｖｔ１から下回る量が大きくなるほど第１デューティＤ１を大きくするように更新する。更に、第１差調整部７６は、第１電圧値Ｖ１が第１目標値Ｖｔ１から上回る量が大きくなるほど第１デューティＤ１を小さくするように更新する。

【0042】

反転部７８は、第１差調整部７６が算出した第１デューティＤ１に基づき、１００（％）から第１デューティＤ１（％）を減じた値（１００（％）－Ｄ１（％））を反転デューティＤｒ（％）として算出する。つまり、Ｄｒ（％）＝１００（％）－Ｄ１（％）である。

【0043】

デューティ生成部７９は、導電路１２（第２導電路）の電圧値（第２電圧値Ｖ２）と第２目標値Ｖｔ２とに基づくフィードバック演算によって導電路１２の電圧値を第２目標値Ｖｔ２に近づけるための第２デューティＤ２を生成する。デューティ生成部７９は、第２差算出部８０及び第２差調整部８２を有する。

【0044】

第２差算出部８０は、第２電圧値Ｖ２と第２目標値Ｖｔ２との差である第２差（第２偏差ΔＶ２）を算出する。具体的には、第２目標値Ｖｔ２から第２電圧値Ｖ２を差し引いた値をΔＶ２として、ΔＶ２＝Ｖｔ２－Ｖ２の式によって第２差（第２偏差ΔＶ２）を算出する。第２差調整部８２は、短い時間間隔で第２差（第２偏差ΔＶ２）を算出する演算を繰り返す。

【0045】

第２差調整部８２は、上記第２差（第２偏差ΔＶ２）に基づき、公知のフィードバック演算方式（例えばＰＩ演算方式、ＰＩＤ演算方式など）によって導電路１２の電圧値を第２目標値Ｖｔ２に近づけるように第２デューティＤ２を算出する。なお、第２差調整部８２は、短い時間間隔で第２デューティＤ２を算出するフィードバック演算を繰り返す。このような方式を採用するため、第２差調整部８２は、第２電圧値Ｖ２と第２目標値Ｖｔ２とが同じである場合には現在の第２デューティＤ２を維持するように第２デューティＤ２を更新する。また、第２差調整部８２は、第２電圧値Ｖ２が第２目標値Ｖｔ２から下回る量が大きくなるほど第２デューティＤ２を大きくするように更新する。更に、第２差調整部８２は、第２電圧値Ｖ２が第２目標値Ｖｔ２から上回る量が大きくなるほど第２デューティＤ２を小さくするように更新する。

【0046】

選択部８４は、反転デューティＤｒ（第１デューティＤ１を１００％から減じた値）と第２デューティＤ２とを比較したときの大きい値又は小さい値を選択する。なお、以下では、選択部８４によって選択された値を選択デューティＤｓとも称する。この例では、第１デューティＤ１が一方のデューティの一例に相当し、第２デューティＤ２が他方のデューティの一例に相当する。選択部８４が大きい値と小さい値のいずれを選択するかは、選択指示部８６からの指示によって決定される。例えば、選択指示部８６は「大きい値」の選択を指示する場合には第１信号を出力し、「小さい値」の選択を指示する場合には第２信号を出力するようになっている。この場合、選択指示部８６から第１信号が出力されている場合には、選択部８４は、反転デューティＤｒ及び第２デューティＤ２のうちの大きい値を選択する。また、選択指示部８６から第２信号が出力されている場合には、選択部８４は、反転デューティＤｒ及び第２デューティＤ２のうちの小さい値を選択する。なお、選択指示部８６による指示方法は上記のような例に限定されず、例えば、「大きい値」の選択を指示する場合にフラグ情報を記憶し、「小さい値」の選択を指示する場合にフラグ情報を記憶しないような指示方法であってもよい。

【0047】

決定部８３は、反転デューティＤｒと第２デューティＤ２とを比較したときの大きい値又は小さい値（具体的には選択デューティＤｓ）と、内部抵抗Ｒｉと、導電路１０の電流値と、に基づいて使用デューティＤｕを決定する。決定部８３は、選択部８４とＰＷＭ出力部８８とを備えて構成され、ＰＷＭ出力部８８は、算出部９２と出力部９４とを備えて構成される。

【0048】

算出部９２は、内部抵抗検出部で検出された内部抵抗と、電流検出部で検出された電流値と、に基づいて補正値ΔＤを決定する。算出部９２は、前記内部抵抗の値が大きいほど前記補正値の絶対値を大きくし、前記電流値が大きいほど前記補正値の絶対値を大きくする方式で補正値ΔＤを決定する。更に、算出部９２は、前記第１導電路を前記電源部側に向かって電流が流れる場合に前記補正値を正の値とするとともに前記第１導電路を前記電圧変換部側に向かって電流が流れる場合に前記補正値を負の値とするように前記補正値ΔＤを決定する。

【0049】

具体的には、算出部９２は、以下の数１の式によって補正値ΔＤを算出する。数１の式において、ΔＤは補正値であり、Ｇは補正値の加減の度合いを決めるために予め定められた定数（固定値）であり、例えば１としてもよく、１未満の正の数としてもよい。また、Ｒｉは、第１導電路に電気的に接続される電源部の内部抵抗であり、本代表例では、内部抵抗検出部４２で検出される第１電源部３の内部抵抗値を用いることができる。また、Ｉ１は、第１導電路の電流値であり、本代表例では、電流検出部４４で検出される導電路１０の電流値を用いることができる。また、Ｖ２は、第２導電路の電圧値であり、本代表例では、電圧検出部３４で検出される導電路１２の電圧値を用いることができる。

【0050】

【数1】

【0051】

出力部９４は、選択部８４が選択した値（選択デューティＤｓ）と算出部９２が算出した補正値ΔＤとを加算した値（Ｄｓ＋ΔＤ）に基づいて使用デューティＤｕを決定する。具体的には、Ｄｕ＝Ｄｓ＋ΔＤとする。そして、出力部９４は、使用デューティＤｕとされたＰＷＭ信号を出力する。出力部９４から出力されるデューティＤｕのＰＷＭ信号は、駆動部３８に入力される。

【0052】

駆動部３８は、決定部８３が決定した使用デューティＤｕに応じたＰＷＭ信号を第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子の一方のスイッチング素子に入力する。図２の例では、スイッチング素子２１（第１スイッチング素子）が一方のスイッチング素子の一例に相当する。また、駆動部３８は、決定部８３が決定した使用デューティＤｕに応じたＰＷＭ信号を反転した反転信号を他方のスイッチング素子に入力する。図２の例では、スイッチング素子２２（第２スイッチング素子）が他方のスイッチング素子の一例に相当する。このように、駆動部３８は、互いに相補的なＰＷＭ信号を生成するとともに、スイッチング素子２１，２２のゲートにＰＷＭ信号を与えることによって、電圧変換部２０を駆動する。

【0053】

駆動部３８は、ＦＥＴ駆動回路６０，６２と、ＰＷＭ反転回路６４と、を備える。ＦＥＴ駆動回路６０は、入力されるＰＷＭ信号（ＰＷＭ出力部８８が出力するＰＷＭ信号）のデューティと同程度のデューティのＰＷＭ信号を出力する。ＦＥＴ駆動回路６０は、入力されるＰＷＭ信号（ＰＷＭ出力部８８が出力するＰＷＭ信号）がハイレベル信号の期間にスイッチング素子２１のゲートに対してオン信号を与える。また、ＦＥＴ駆動回路６０は、入力されるＰＷＭ信号がローレベル信号の期間にスイッチング素子２１のゲートに対してオフ信号を与える。ＦＥＴ駆動回路６０がスイッチング素子２１のゲートに与えるオン信号は、スイッチング素子２１をオン動作させ得る電圧に設定される。

【0054】

ＰＷＭ反転回路６４は、ＰＷＭ生成部３６が出力したＰＷＭ信号を反転させる機能を有する。ＰＷＭ反転回路６４は、ＰＷＭ生成部３６とＦＥＴ駆動回路６０との接続点とＦＥＴ駆動回路６２との間に配されている。ＰＷＭ反転回路６４は入力されるＰＷＭ信号（ＰＷＭ出力部８８が出力するＰＷＭ信号）がハイレベル信号の期間にローレベル信号を出力し、入力されるＰＷＭ信号がローレベル信号の期間にハイレベル信号を出力する。

【0055】

ＦＥＴ駆動回路６２は、入力されるＰＷＭ信号（ＰＷＭ反転回路６４が出力するＰＷＭ信号）のデューティと同程度のデューティのＰＷＭ信号を出力する。ＦＥＴ駆動回路６２は、入力されるＰＷＭ信号（ＰＷＭ反転回路６４が出力するＰＷＭ信号）がハイレベル信号の期間にスイッチング素子２２のゲートにオン信号を与える。つまり、ＦＥＴ駆動回路６２は、ＰＷＭ出力部８８が出力するＰＷＭ信号がローレベル信号の期間にスイッチング素子２２のゲートにオン信号を与える。また、ＦＥＴ駆動回路６２は、入力されるＰＷＭ信号がローレベル信号の期間にスイッチング素子２２のゲートにオフ信号を与える。つまり、ＦＥＴ駆動回路６２は、ＰＷＭ出力部８８が出力するＰＷＭ信号がハイレベル信号の期間にスイッチング素子２２のゲートにオフ信号を与える。ＦＥＴ駆動回路６２がスイッチング素子２２のゲートに与えるオン信号は、スイッチング素子２２をオン動作させ得る電圧に設定される。

【0056】

次に、電圧変換装置１の動作について説明する。以下の例では、電圧変換装置１をバックアップ電源装置として機能させることができ、第２電源部５を主電源として機能させ、第１電源部３を補助電源として機能させることができる。

【0057】

まず、図２で示す選択指示部８６において「大きい値」を選択する設定（指示）がなされている場合を説明する。この場合、デューティ生成部７３で生成される反転デューティＤｒのほうがデューティ生成部７９で生成される第２デューティＤ２よりも大きければ、選択部８４で選択される選択デューティＤｓは反転デューティＤｒとなる。そして、図３で示す出力部９４では、反転デューティＤｒと補正値ΔＤを加算した値（Ｄｒ＋ΔＤ）が使用デューティＤｕとされる。従って、図２で示す駆動部３８に入力されるＰＷＭ信号は反転デューティＤｒに基づくＰＷＭ信号（具体的には、デューティが（Ｄｒ＋ΔＤ）とされたＰＷＭ信号）となる。

【0058】

駆動部３８では、自身に入力されるＰＷＭ信号（デューティが（Ｄｒ＋ΔＤ）とされたＰＷＭ信号）を反転したＰＷＭ信号と同一デューティのＰＷＭ信号をスイッチング素子２２（第２スイッチング素子）に入力する。また、駆動部３８では、自身に入力されるＰＷＭ信号と同一デューティのＰＷＭ信号をスイッチング素子２１（第１スイッチング素子）に入力する。この場合、スイッチング素子２２には、デューティが第１デューティＤ１とされたＰＷＭ信号が入力されるため、導電路１０（第１導電路）の電圧値を第１目標値Ｖｔ１に近づけるように昇圧動作が行われる。この場合、図４において太線の矢印にて概念的に示されるように、第２電源部５の電力に基づいて第１電源部３を充電するように昇圧動作がなされる。

【0059】

図４のように第１電源部３を充電するように昇圧動作がなされているときに何らかの理由によって第２デューティＤ２のほうが反転デューティＤｒよりも大きくなると、第１電源部３に蓄積された電荷を放出するような放電動作に即座に切り替わる。

【0060】

例えば、図４のように電圧変換部２０が昇圧動作を行っているときに図５のような地絡や断線などによって導電路１２の電圧が急低下すると、導電路１２の電圧（第２電圧値Ｖ２）と第２目標値Ｖｔ２との差（第２偏差ΔＶ２）が増大する。このように第２偏差ΔＶ２が増大すると、フィードバック演算によって算出される第２デューティＤ２も増大する。このような変化によって、第２デューティＤ２が反転デューティＤｒよりも大きくなると、選択部８４では第２デューティＤ２が選択される。つまり、選択部８４で選択される選択デューティＤｓは、第２デューティＤ２となる。そして、図３で示す出力部９４では、第２デューティＤ２と補正値ΔＤを加算した値（Ｄ２＋ΔＤ）が使用デューティＤｕとされる。従って、図２で示す駆動部３８に入力されるＰＷＭ信号は第２デューティＤ２に基づくＰＷＭ信号（具体的には、デューティが（Ｄ２＋ΔＤ）とされたＰＷＭ信号）となる。

【0061】

駆動部３８では、自身に入力されるＰＷＭ信号（デューティが（Ｄ２＋ΔＤ）とされたＰＷＭ信号）を反転したＰＷＭ信号と同一デューティのＰＷＭ信号をスイッチング素子２２（第２スイッチング素子）に入力する。また、駆動部３８では、自身に入力されるＰＷＭ信号と同一デューティのＰＷＭ信号をスイッチング素子２１（第１スイッチング素子）に入力する。この場合、スイッチング素子２１には、デューティが第２デューティＤ２とされたＰＷＭ信号が入力されるため、導電路１２（第２導電路）の電圧値を第２目標値Ｖｔ２に近づけるように降圧動作が行われる。この場合、図６において太線の矢印にて概念的に示されるように、第１電源部３の電力に基づいて導電路１０側に電力を供給するように放電がなされる。なお、図６の構成において、第２電源部５と重要負荷８との間にスイッチが設けられていれば、第２電源部５付近において地絡が生じたとしても、スイッチのオフ動作によって第２電源部５と重要負荷８とを電気的に切り離すことができる。この場合、図６のような放電時に重要負荷８に対して電力を供給することができる。

【0062】

また、図４のような充電動作から図６のような放電動作に切り替わる際には、補正値ΔＤを正の値から負の値に急低下させることができ、低下量は、放電電流が大きいほど大きくなり、第１電源部３の内部抵抗が大きいほど大きくなる。よって、導電路１０で電流の向きが切り替わることに起因する第１電圧値の低下及びこれに応じた出力電圧（導電路１２の電圧）の低下を見越してデューティを下げることができ、導電路１２の電圧を第２目標値Ｖｔ２に早期に近づけやすくなる。

【0063】

なお、反転デューティＤａよりも第２デューティＤ２のほうが大きいとき（降圧動作時）に何らかの理由によって反転デューティＤａのほうが大きくなった場合には、上述の昇圧動作（第１電源部３を充電する動作）に即座に切り替わる。

【0064】

次に、本開示の効果を例示する。
電圧変換装置１は、第１動作用のデューティである第１デューティＤ１及び第２動作用のデューティである第２デューティＤ２の両方を継続して算出・更新する動作が可能である。しかも、電圧変換装置１は、「第１デューティＤ１を１００％から減じた値である反転デューティＤｒ」と「第２デューティＤ２」とを比較したときの大きい値又は小さい値に基づいて使用デューティＤｕを決定する。つまり、電圧変換装置１は、反転デューティＤｒ又は第２デューティＤ２のいずれか片方を優先させているときに反転デューティＤｒと第２デューティＤ２の大小関係が切り替わった場合には、変化に対応させるようにデューティを即座に切り替えることができる。

【0065】

しかも、電圧変換装置１は、電源部の内部抵抗Ｒｉと第１導電路の電流値Ｉ１とに基づいて使用デューティを決定する。よって、電圧変換装置１は、「反転デューティＤｒと第２デューティＤ２の大小関係に応じて優先させる動作を切替える」だけでなく、電源部の内部抵抗Ｒｉ及び電流値Ｉ１に応じて使用デューティＤｕを決定することもできる。

【0066】

電圧変換装置１では、決定部８３は、選択部８４と算出部９２と出力部９４とを備え得る。そして、選択部８４は、上記大きい値又は上記小さい値を選択するように動作し得る。そして、算出部９２は、内部抵抗検出部で検出された内部抵抗Ｒｉと、電流検出部４４で検出された電流値Ｉ１と、に基づいて補正値ΔＤを算出し得る。そして、出力部９４は、選択部８４が選択した値と算出部９２が算出した補正値ΔＤとを加算した値に基づいて使用デューティＤｕを決定し、デューティが使用デューティＤｕとされたＰＷＭ信号を出力し得る。更に、算出部９２は、内部抵抗の値Ｒｉが大きいほど補正値ΔＤの絶対値を大きくし、電流値Ｉ１が大きいほど補正値ΔＤの絶対値を大きくするように補正値ΔＤを決定し得る。更には、算出部９２は、第１導電路を電源部側に向かって電流が流れる場合に補正値ΔＤを正の値とするとともに第１導電路を電圧変換部２０側に向かって電流が流れる場合に補正値ΔＤを負の値とするように補正値ΔＤを決定し得る。

【0067】

電圧変換装置１は、例えば、第１動作によって電源部に向かう電流が第１導電路に流れているときに第１動作から第２動作（逆方向の動作）に切り替わった場合に、電源部は充電状態から放電状態に切り替わるように逆流状態となる。このように逆流が発生すると、第１導電路の電圧（入力電圧）は大きく低下するため、その後の第２動作では入力電圧に低下に起因して第２導電路に印加される出力電圧も低下することになる。この場合、第２導電路に印加される出力電圧は、大きく低下してから目標値（第２目標値Ｖｔ２）に近づくように安定することになるが、何ら措置を講じないと安定までに時間がかかってしまう。これに対し、電圧変換装置１は、電圧変換部２０側に向かって流れる場合に負の値とするように補正値ΔＤが決定されるため、電源部が充電状態から放電状態に切り替わった場合に使用デューティＤｕをより小さくするような補正が可能となる。つまり、電圧変換装置１は、逆流状態への切り替わりに応じて第２導電路の出力電圧が下がることを想定して早期にデューティを下げておくように補正することができる。よって、電圧変換装置１は、第１動作から第２動作に切り替わった場合に第２導電路に印加される出力電圧が目標値（第２目標値Ｖｔ２）付近で安定するまでの時間を短縮することができる。

【0068】

また、第１動作から第２動作に切り替わった場合に第１導電路で生じる電圧低下は、第１導電路を流れる放電電流が大きいほど大きくなり、電源部の内部抵抗が大きいほど大きくなる。よって、内部抵抗の値が大きいほど補正値の絶対値を大きくし、電流値が大きいほど補正値の絶対値を大きくするように補正値を決定すれば、第１導電路での電圧低下が大きいほど使用デューティを下げるような補正が可能となる。

【0069】

＜実施形態２＞
次に、実施形態２について図７を参照して説明する。
実施形態２の電圧変換装置２０１は、ＰＷＭ生成部２３６及び駆動部２３８のみが実施形態１の電圧変換装置１と異なり、それ以外は、実施形態１の電圧変換装置１と同様である。具体的には、電圧変換装置２０１は、デューティ生成部２７３、デューティ生成部２７９、及び駆動部２３８のみが実施形態１の電圧変換装置１と異なり、それ以外は、実施形態１の電圧変換装置１と同様である。また、電圧変換装置２０１が適用される電源システムにおいて電圧変換装置２０１以外の部分は、図１で示す電源システム１００において電圧変換装置１以外の部分と同様である。制御回路２７１は、ハードウェア構成は制御回路７１と同様であるが、内部の機能のみが制御回路７１と異なる。調停部２７２は、デューティ生成部２７３，２７９のみが調停部７２と異なる。

【0070】

図７で示す電圧変換装置２０１において、デューティ生成部２７３は反転部７８を省略した点のみが実施形態１で用いられるデューティ生成部７３と異なり、その他の点はデューティ生成部７３と同様であり、同様に機能する。。デューティ生成部２７３は、第１差調整部７６が生成した第１デューティＤ１を選択部８４に与える。

【0071】

図７で示す電圧変換装置２０１において、デューティ生成部２７９は反転部７８を設けた点のみが実施形態１で用いられるデューティ生成部７９と異なり、その他の点はデューティ生成部７９と同様であり、同様に機能する。デューティ生成部２７９は、第２差調整部８２が生成した第２デューティＤ２（％）を１００（％）から差し引いたデューティである反転デューティＤｒを選択部８４に与える。この例では、Ｄｒ＝１００－Ｄ２である。

【0072】

この例でも、選択部８４及び選択指示部８６は、実施形態１と同様に動作する。選択部８４は、反転デューティＤｒ（第２デューティＤ２を１００％から減じた値）と第１デューティＤ１とを比較したときの大きい値又は小さい値を選択する。なお、以下では、選択部８４によって選択された値を選択デューティＤｓとも称する。例えば、選択指示部８６が「大きい値」の選択を指示する場合には選択部８４は「大きい値」を選択し、選択指示部８６が「小さい値」の選択を指示する場合には選択部８４は「小さい値」を選択し、

【0073】

決定部８３は、実施形態１と同様の構成をなし、同様に機能する。この決定部８３は、反転デューティＤｒと第１デューティＤ１とを比較したときの大きい値又は小さい値（具体的には選択デューティＤｓ）と、内部抵抗Ｒｉと、導電路１０の電流値と、に基づいて使用デューティＤｕを決定する。

【0074】

この例でも、算出部９２は、実施形態１と同様に機能し、内部抵抗検出部で検出された内部抵抗と、電流検出部で検出された電流値と、に基づいて補正値ΔＤを決定する。具体的には、算出部９２は、上述の数１の式によって補正値ΔＤを算出する。そして、出力部９４は、選択部８４が選択した値（選択デューティＤｓ）と算出部９２が算出した補正値ΔＤとを加算した値（Ｄｓ＋ΔＤ）に基づいて使用デューティＤｕを決定する。具体的には、Ｄｕ＝Ｄｓ＋ΔＤとする。そして、出力部９４は、使用デューティＤｕとされたＰＷＭ信号を出力する。出力部９４から出力されるデューティＤｕのＰＷＭ信号は、駆動部２３８に入力される。

【0075】

駆動部２３８は、決定部８３が決定した使用デューティＤｕに応じたＰＷＭ信号を第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子の一方のスイッチング素子に入力する。図７の例では、スイッチング素子２２（第２スイッチング素子）が一方のスイッチング素子の一例に相当する。また、駆動部２３８は、決定部８３が決定した使用デューティＤｕに応じたＰＷＭ信号を反転した反転信号を他方のスイッチング素子に入力する。図７の例では、スイッチング素子２１（第１スイッチング素子）が他方のスイッチング素子の一例に相当する。このように、駆動部２３８は、互いに相補的なＰＷＭ信号を生成するとともに、スイッチング素子２１，２２のゲートにＰＷＭ信号を与えることによって、電圧変換部２０を駆動する。

【0076】

駆動部２３８は、ＦＥＴ駆動回路６０，６２及びＰＷＭ反転回路６４を備え、ＦＥＴ駆動回路６０，６２及びＰＷＭ反転回路６４の各々は実施形態１における各々と同様に動作する。

【0077】

ＦＥＴ駆動回路６２は、入力されるＰＷＭ信号（ＰＷＭ出力部８８が出力するＰＷＭ信号）のデューティと同程度のデューティのＰＷＭ信号を出力する。ＦＥＴ駆動回路６２は、入力されるＰＷＭ信号（ＰＷＭ出力部８８が出力するＰＷＭ信号）がハイレベル信号の期間にスイッチング素子２２のゲートに対してオン信号を与える。また、ＦＥＴ駆動回路６２は、入力されるＰＷＭ信号がローレベル信号の期間にスイッチング素子２２のゲートに対してオフ信号を与える。ＦＥＴ駆動回路６２がスイッチング素子２２のゲートに与えるオン信号は、スイッチング素子２２をオン動作させ得る電圧に設定される。

【0078】

ＰＷＭ反転回路６４は、ＰＷＭ生成部３６が出力したＰＷＭ信号を反転させる機能を有する。ＰＷＭ反転回路６４は入力されるＰＷＭ信号（ＰＷＭ出力部８８が出力するＰＷＭ信号）がハイレベル信号の期間にローレベル信号を出力し、入力されるＰＷＭ信号がローレベル信号の期間にハイレベル信号を出力する。

【0079】

ＦＥＴ駆動回路６０は、入力されるＰＷＭ信号（ＰＷＭ反転回路６４が出力するＰＷＭ信号）のデューティと同程度のデューティのＰＷＭ信号を出力する。ＦＥＴ駆動回路６０は、入力されるＰＷＭ信号（ＰＷＭ反転回路６４が出力するＰＷＭ信号）がハイレベル信号の期間にスイッチング素子２１のゲートにオン信号を与える。つまり、ＦＥＴ駆動回路６０は、ＰＷＭ出力部８８が出力するＰＷＭ信号がローレベル信号の期間にスイッチング素子２１のゲートにオン信号を与える。また、ＦＥＴ駆動回路６０は、入力されるＰＷＭ信号がローレベル信号の期間にスイッチング素子２１のゲートにオフ信号を与える。つまり、ＦＥＴ駆動回路６０は、ＰＷＭ出力部８８が出力するＰＷＭ信号がハイレベル信号の期間にスイッチング素子２１のゲートにオフ信号を与える。ＦＥＴ駆動回路６２がスイッチング素子２１のゲートに与えるオン信号は、スイッチング素子２１をオン動作させ得る電圧に設定される。

【0080】

ここで、図２で示す選択指示部８６において「大きい値」を選択する設定（指示）がなされている場合を説明する。この場合、第１デューティＤ１よりも反転デューティＤｒのほうが大きければ、選択部８４で選択される選択デューティＤｓは反転デューティＤｒとなる。そして、図３で示す出力部９４では、反転デューティＤｒと補正値ΔＤを加算した値（Ｄｒ＋ΔＤ）が使用デューティＤｕとされる。従って、図７で示す駆動部２３８に入力されるＰＷＭ信号は反転デューティＤｒに基づくＰＷＭ信号（具体的には、デューティが（Ｄｒ＋ΔＤ）とされたＰＷＭ信号）となる。

【0081】

駆動部２３８では、自身に入力されるＰＷＭ信号（デューティが（Ｄｒ＋ΔＤ）とされたＰＷＭ信号）を反転したＰＷＭ信号と同一デューティのＰＷＭ信号をスイッチング素子２１（第１スイッチング素子）に入力する。また、駆動部２３８では、自身に入力されるＰＷＭ信号と同一デューティのＰＷＭ信号をスイッチング素子２２（第２スイッチング素子）に入力する。この場合、スイッチング素子２１には、デューティが第２デューティＤ２とされたＰＷＭ信号が入力されるため、導電路１２（第２導電路）の電圧値を第２目標値Ｖｔ２に近づけるように降圧動作が行われる。

【0082】

逆に、第１デューティＤ１のほうが反転デューティＤｒよりも大きければ、選択部８４で選択される選択デューティＤｓは第１デューティＤ１となる。そして、図３で示す出力部９４では、第１デューティＤ１と補正値ΔＤを加算した値（Ｄ１＋ΔＤ）が使用デューティＤｕとされる。従って、図７で示す駆動部２３８に入力されるＰＷＭ信号は第１デューティＤ１に基づくＰＷＭ信号（具体的には、デューティが（Ｄ１＋ΔＤ）とされたＰＷＭ信号）となる。

【0083】

駆動部２３８では、自身に入力されるＰＷＭ信号（デューティが（Ｄ１＋ΔＤ）とされたＰＷＭ信号）を反転したＰＷＭ信号と同一デューティのＰＷＭ信号をスイッチング素子２１（第１スイッチング素子）に入力する。また、駆動部２３８では、自身に入力されるＰＷＭ信号と同一デューティのＰＷＭ信号をスイッチング素子２２（第２スイッチング素子）に入力する。この場合、スイッチング素子２２には、デューティが第１デューティＤ１とされたＰＷＭ信号が入力されるため、導電路１０（第１導電路）の電圧値を第１目標値Ｖｔ１に近づけるように昇圧動作が行われる。

【0084】

この例でも、第１電源部３を充電する充電動作（昇圧動作）から第１電源部３を放電する放電動作（降圧動作）に切り替わる際には、補正値ΔＤを正の値から負の値に急低下させることができる。そして、補正値ΔＤの低下量は、放電電流が大きいほど大きくなり、第１電源部３の内部抵抗が大きいほど大きくなる。よって、導電路１０で電流の向きが切り替わることに起因する第１電圧値の低下及びこれに応じた出力電圧（導電路１２の電圧）の低下を見越してデューティを下げることができ、導電路１２の電圧を第２目標値Ｖｔ２に早期に近づけやすくなる。

【0085】

＜他の実施形態＞
本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変更してもよい。また、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。

【0086】

上記実施形態では、第２電源部５を主電源として機能させ、第１電源部３を補助電源として機能させる例を示したが、第１電源部３を主電源として機能させ、第２電源部５を補助電源として機能させるようにしてもよい。

【0087】

上記実施形態では、第１導電路、第２導電路、電源部、第１電圧検出部、第１電圧値、第２電圧検出部、第２電圧値、第１スイッチング素子、第２スイッチング素子の一例を示したが、上記実施形態の例に限定されない。例えば、導電路１０を第２導電路とし、導電路１２を第１導電路とし、第２電源部５を電源部としてもよい。この場合、電圧検出部３２を第２電圧検出部とし、導電路１０の電圧値を第２電圧値とし、電圧検出部３４を第１電圧検出部とし、導電路１２の電圧値を第１電圧値としてもよい。そして、スイッチング素子２２を第１スイッチング素子とし、スイッチング素子２１を第２スイッチング素子としてもよい。この場合、電流検出部４６は、第１導電路を流れる電流値を検出する部分として機能させることができる。また、内部抵抗検出部４２は、第２電源部５（電源部）の内部抵抗を検出する部分として機能させることができる。この例では、デューティ生成部７３を第２デューティ生成部とし、デューティ生成部７９を第１デューティ生成部とすることができる。この例では、第１差調整部７６が生成するデューティが第２デューティであり、第２差調整部８２が生成するデューティが第１デューティである。また、この例では、重要負荷８、負荷７は、導電路１２に電気的に接続されていてもよく、導電路１０に電気的に接続されていてもよい。
この例では、デューティ生成部７９は、導電路１２の電圧値と第１目標値とに基づくフィードバック演算によって導電路１２の電圧値を第１目標値に近づけるための第１デューティを生成する。デューティ生成部７３は、導電路１０の電圧値と第２目標値とに基づくフィードバック演算によって導電路１０の電圧値を第２目標値に近づけるための第２デューティを生成する。
そして、選択部は、第１差調整部７６が生成する第２デューティを１００％から減じた値である反転デューティと第２差調整部８２が生成する第１デューティとを比較したときの大きい値又は小さい値を選択する。選択方法は、上記実施形態と同様である。
決定部８３は、選択部が選択した値と、内部抵抗検出部４２によって検出された第２電源部５の内部抵抗と、電流検出部４６で検出された導電路１２の電流値と、に基づいて使用デューティＤｕを決定する。
この例でも算出部９２は、図３と同様に機能し、内部抵抗検出部４２で検出された内部抵抗と、電流検出部４６で検出された電流値と、に基づいて上述の数１の式によって補正値ΔＤを算出する。そして、出力部９４は、選択部８４が選択した値（選択デューティＤｓ）と算出部９２が算出した補正値Δとを加算した値（Ｄｓ＋ΔＤ）を使用デューティＤｕとして決定し、使用デューティＤｕとされたＰＷＭ信号を出力する。
駆動部３８は、自身に入力されるＰＷＭ信号（デューティが（Ｄｓ＋ΔＤ）とされたＰＷＭ信号）を反転したＰＷＭ信号と同一デューティのＰＷＭ信号をスイッチング素子２２（第１スイッチング素子）に入力する。また、駆動部３８は、自身に入力されるＰＷＭ信号と同一デューティのＰＷＭ信号をスイッチング素子２１（第２スイッチング素子）に入力する。
例えば、反転デューティのほうが第１デューティよりも大きければ、スイッチング素子２２には、デューティが第２デューティとされたＰＷＭ信号が入力される。よって、この場合には、導電路１０（第２導電路）の電圧値を第２目標値に近づけるように昇圧動作が行われる。
また、第１デューティのほうが反転デューティよりも大きければ、スイッチング素子２１には、デューティが第１デューティとされたＰＷＭ信号が入力される。よって、この場合には、導電路１２（第１導電路）の電圧値を第１目標値に近づけるように昇圧動作が行われる。
なお、この例でも、昇圧動作中及び降圧動作中にはスイッチング素子２３をオン状態とし、スイッチング素子２４をオフ状態とすればよい。

【0088】

上記実施形態では、数１の式において第２導電路の電圧値Ｖ２を用いたが、第２導電路の電圧値に代えて固定値としてもよい。

【0089】

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0090】

１ ：電圧変換装置
３ ：第１電源部
５ ：第２電源部
７ ：負荷
８ ：重要負荷
１０ ：導電路
１２ ：導電路
２０ ：電圧変換部
２１ ：スイッチング素子
２２ ：スイッチング素子
２３ ：スイッチング素子
２４ ：スイッチング素子
２６ ：インダクタ
２８ ：コンデンサ
３０ ：コンデンサ
３２ ：電圧検出部
３４ ：電圧検出部
３６ ：ＰＷＭ生成部
３８ ：駆動部
４２ ：内部抵抗検出部
４４ ：電流検出部
４６ ：電流検出部
６０ ：ＦＥＴ駆動回路
６２ ：ＦＥＴ駆動回路
６４ ：ＰＷＭ反転回路
７１ ：制御回路
７２ ：調停部
７３ ：デューティ生成部
７４ ：第１差算出部
７６ ：第１差調整部
７８ ：反転部
７９ ：デューティ生成部
８０ ：第２差算出部
８２ ：第２差調整部
８３ ：決定部
８４ ：選択部
８６ ：選択指示部
８８ ：ＰＷＭ出力部
９２ ：算出部
９４ ：出力部
１００ ：電源システム
２０１ ：電圧変換装置
２３６ ：ＰＷＭ生成部
２３８ ：駆動部
２７１ ：制御回路
２７２ ：調停部
２７３ ：デューティ生成部
２７９ ：デューティ生成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】