特表-18123066IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2018年7月5日
【発行日】2018年12月27日
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
   H02M 3/155 20060101AFI20181130BHJP
【FI】
   H02M3/155 H
   H02M3/155 C
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】29
【出願番号】特願2017-527670(P2017-527670)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2016年12月29日
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ
(71)【出願人】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100073759
【弁理士】
【氏名又は名称】大岩 増雄
(74)【代理人】
【識別番号】100088199
【弁理士】
【氏名又は名称】竹中 岑生
(74)【代理人】
【識別番号】100094916
【弁理士】
【氏名又は名称】村上 啓吾
(74)【代理人】
【識別番号】100127672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉澤 憲治
(72)【発明者】
【氏名】中林 編絹
(72)【発明者】
【氏名】中田 麻衣
(72)【発明者】
【氏名】竹島 由浩
【テーマコード(参考)】
5H730
【Fターム(参考)】
5H730AA17
5H730AA20
5H730AS05
5H730AS08
5H730BB13
5H730BB14
5H730DD03
5H730EE08
5H730EE13
5H730EE59
5H730FD01
5H730FD11
5H730FD31
5H730FD41
5H730FF02
5H730FF09
5H730FG21
5H730XX02
5H730XX03
5H730XX13
5H730XX15
5H730XX22
5H730XX23
5H730XX33
5H730XX35
(57)【要約】
2つの直流電源が接続され、電力の変換を行う電力変換部と、この電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部とを備え、制御のための操作量は、電力変換部の1次側または2次側の電圧検出値と予め定められた固定値に基づいて算出されることを特徴とする電力変換装置。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、
前記電力変換部と前記1次側端子との間の電圧を検出する第1の電圧検出部、
前記電力変換部と前記2次側端子との間の電圧を検出する第2の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部、を備え、
前記操作量は、前記第1の電圧検出部または前記第2の電圧検出部の検出値と予め定められた固定値に基づいて算出されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項2】
前記固定値は、前記第1の電圧検出部の検出電圧の平均値と前記第2の電圧検出部の検出電圧の平均値とに基づき算出されることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記第1の電圧検出部の検出電圧の平均値は、前記第1の電圧検出部に接続されたアナログフィルタの出力であり、前記第2の電圧検出部の検出電圧の平均値は、前記第2の電圧検出部に接続されたアナログフィルタの出力であることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
【請求項4】
第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、
前記電力変換部と前記1次側端子との間の電圧を検出する第1の電圧検出部、
前記電力変換部と前記2次側端子との間の電圧を検出する第2の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部、
前記第1の直流電源の異常を検出する電源監視部、を備え、
前記制御部は、
前記第1の電圧検出部の検出値と第1の固定値とに基づいて前記電力変換部の第1の操作量を演算する第1の演算部と、
前記第2の電圧検出部の検出値と第2の固定値とに基づいて前記電力変換部の第2の操作量を演算する第2の演算部と、
前記電源監視部の異常の検出に応じて、第1の操作量と第2の操作量を切替える切替部と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項5】
前記第1の固定値、及び前記第2の固定値は、前記第1の電圧検出部の検出電圧の平均値と前記第2の電圧検出部の検出電圧の平均値とに基づき算出されることを特徴とする請求項4に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記第1の電圧検出部の検出電圧の平均値と前記第2の電圧検出部の検出電圧の平均値は、前記電源監視部が異常を検出する以前に取得したそれぞれの検出電圧を平均して算出されたものであることを特徴とする請求項5に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記第1の電圧検出部の検出電圧の平均値は、前記第1の電圧検出部に接続されたアナログフィルタの出力であり、前記第2の電圧検出部の検出電圧の平均値は、前記第2の電圧検出部に接続されたアナログフィルタの出力であることを特徴とする請求項5に記載の電力変換装置。
【請求項8】
前記第1の固定値、及び前記第2の固定値は、前記電源監視部が異常を検出した直前の前記第1の電圧検出部の検出電圧と前記第2の電圧検出部の検出電圧とに基づき算出されることを特徴とする請求項4に記載の電力変換装置。
【請求項9】
前記第1の固定値、及び前記第2の固定値は、前記第1の直流電源の電圧の公称値と前記第2の直流電源の電圧の公称値とに基づき算出されることを特徴とする請求項4に記載の電力変換装置。
【請求項10】
前記電源監視部は、前記第1の電圧検出部の検出結果に基づいて異常を検出することを特徴とする請求項4から9のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項11】
前記電源監視部は、前記第1の直流電源から出力されるバッテリ状態信号に基づいて異常を検出することを特徴とする請求項4から9のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項12】
前記電源監視部は、前記電力変換部を流れる電流に基づいて異常を検出することを特徴とする請求項4から9のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明はDC−DCコンバータを有する電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
2つの異なる電圧のバッテリを持つハイブリッド自動車では、高圧バッテリ電圧を低圧バッテリ電圧へ変換を行うDC−DCコンバータを有する。2つの異なる電圧のバッテリにはそれぞれの電圧帯で動作可能な電装品が接続されており、DC−DCコンバータは常に高圧バッテリ電圧を一定にする制御を行う。(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010‐161898号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1における制御部は、通常走行時、バッテリ電圧が異常低下していない場合、出力電圧指令値と出力電圧検出値を用いてフィードバック制御を行うと同時に、入力電圧検出値と出力電圧指令値を用いてフィードフォワード制御を行う。
このように、出力電圧または入力電圧の検出値を用いて電力変換器の操作量を演算して制御を行う。しかし、バッテリ電圧異常低下時に、入力電圧の検出値が異常低下した場合、フィードフォワード制御とフィードバック制御の2つの制御から、フィードバック制御のみに切替えるが、このフィードバック制御の演算結果が低下し、電圧が異常低下したバッテリ側の電圧はさらに低下する。これにより、バッテリに接続される電装品の動作可能下限電圧を下回ると、連続運転が不可能となる問題点がある。
この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、バッテリ電圧が異常低下した場合においても、バッテリに接続される電装品の動作可能下限電圧を下回ることなくバッテリ電圧を制御可能にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明による電力変換装置は、第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、
この電力変換部と1次側端子との間の電圧を検出する第1の電圧検出部、
この電力変換部と2次側端子との間の電圧を検出する第2の電圧検出部、
この電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部を備え、
操作量は、第1の電圧検出部または前記第2の電圧検出部の検出値と予め定められた固定値に基づいて算出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明による電力変換装置は、操作量が予め定められた固定値に基づいて算出されるため、電力変換部を制御する操作量の急変を防止することができ、安定した電力供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】本発明の実施の形態1による電力変換装置の全体構成図である。
図2】本発明の実施の形態1の制御部のハードウエア構成図である。
図3】本発明の実施の形態1における制御部の機能ブロック図である。
図4】本発明の実施の形態1における制御切替手段のフローチャートである。
図5】本発明の実施の形態1におけるスイッチング素子に入力するゲート信号の生成図である。
図6】本発明の実施の形態1における動作波形の概念図である。
図7】本発明の実施の形態2における電力変換装置の全体構成図である。
図8】本発明の実施の形態2における制御部の機能ブロック図である。
図9】本発明の実施の形態2におけるバッテリ状態信号に基づく一定制御電圧切替の概念図である。
図10】本発明の実施の形態2における一定制御切替前後における1次側電圧検出値と、その平均値の動作波形概略図である。
図11】本発明の実施の形態3における電力変換装置の全体構成図である。
図12】本発明の実施の形態3におけるバッテリ状態信号と1次側電圧検出値の動作波形概略図である。
図13】本発明の実施の形態3の制御部の機能ブロック図である。
図14】本発明の実施の形態3における一定制御切替前後における1次側電圧検出値と、その平均値の動作波形概略図である。
図15】本発明の実施の形態4における電力変換装置の全体構成図である。
図16】本発明の実施の形態4におけるバッテリ状態信号と電流検出値の動作波形概略図である。
図17】本発明の実施の形態4の制御部の機能ブロック図である。
図18】本発明の実施の形態4における一定制御切替前後における1次側電圧検出値の動作波形概略図である。
図19】本発明の実施の形態5の制御部の機能ブロック図である。
図20】本発明の実施の形態6における電力変換装置の全体構成図である。
図21】本発明の実施の形態6の制御部の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による電力変換装置の全体構成図である。本装置は、直流電圧を出力する電力変換部12と、電力変換部12を制御する制御部100と、第1のバッテリ1のバッテリ状態を演算するバッテリ状態演算部13と、バッテリ接続状態を出力可能な第1のバッテリ1と、第1の負荷2と、第2の負荷10と、第2のバッテリ11とを有する。電力変換部12、制御部100、およびバッテリ状態演算部で電力変換装置を構成している。本実施の形態1では第1の負荷2と第2の負荷10は、電装品である。
【0009】
第1のバッテリ1は正極端1aと、負極端1bと、第1のバッテリ1の接続状態を出力する信号出力端子1cとを有している。正極端1aと負極端1bに電力変換部12の1次側と第1の負荷2が並列に接続され、信号出力端子1cはバッテリ状態演算部13に接続される。また、第2のバッテリ11の正極端11aと負極端11bに、電力変換部12の2次側と、第2の負荷10が並列に接続される。加えて、負極端1bと負極端11bとが接続される。
【0010】
直流−直流変換を行う電力変換部12は、第1のスイッチング素子5、第2のスイッチング素子6、リアクトル7、入力コンデンサ3、出力コンデンサ8、第1の電圧検出部4、第2の電圧検出部9により構成される。本実施の形態1では、第1のスイッチング素子5、第2のスイッチング素子6は絶縁型バイポーラトランジスタ(IGBT)として説明を行う。第1の電圧検出部4は出力端子4cを有し、出力端子4cは制御部100に接続される。また、第2の電圧検出部9は出力端子9cを有し、出力端子9cは制御部100に接続される。
【0011】
第1のスイッチング素子5は、第1の主端子5aと、第2の主端子5bと、制御端子5cとを有している。第1の主端子5aは、第1のバッテリ1の正極端1aに接続される。また、第2のスイッチング素子6は、第1の主端子6aと、第2の主端子6bと、制御端子6cとを有している。第1の主端子6aは、第1のスイッチング素子5の第2の主端子5bに接続され、第2の主端子6bは、第1のバッテリ1の負極端1bに接続されている。
【0012】
リアクトル7の一端は、第1のスイッチング素子5の第2の主端子5b(第2のスイッチング素子6の第1の主端子6a)に接続され、リアクトル7の他端は出力コンデンサ8の一端に接続される。
【0013】
入力コンデンサ3は、第1のバッテリ1と、第1の電圧検出部4に並列に接続される。また、出力コンデンサ8は、第2のバッテリ11と、第2の電圧検出部9に並列に接続される。
バッテリ状態演算部13は、第1のバッテリ1の信号出力端子1cに接続される。
第1のバッテリ1は、バッテリの回路接続状態を検知し、バッテリ状態信号Bat1_stateを信号出力端子1cから出力する。このバッテリ状態信号Bat1_stateに基づいて、バッテリ状態演算部13は、第1のバッテリ1の回路接続状態を判断し、第1のバッテリ1が回路から遮断されていると判断した際に、第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errとして1を出力し、第1のバッテリ1が回路と接続していると判断した際には、0を出力する。第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errは制御部100に入力される。
【0014】
制御部100は、バッテリ状態演算部13と、第1の電圧検出部4の出力端子4cと、第2の電圧検出部9の出力端子9cと、第1のスイッチング素子5の制御端子5cと、第2のスイッチング素子6の出力端子6cに接続される。制御部100は、図2に示すように、プロセッサ(MPU)とメモリに格納されたコンピュータプログラムの組合せによって実現してもよいし、ASIC等の専用のハードウエアによって実現してもよいし、FPGAのような再構成可能なゲートアレイによって実現してもよいし、これらの組合せによって実現してもよい。
第1の電圧検出部4は、入力コンデンサ3に印加される電圧を検出し、1次側電圧検出値V1_senを制御部100に出力する。
第2の電圧検出部9は、出力コンデンサ8に印加される電圧を検出し、2次側電圧検出値V2_senを制御部100に出力する。
制御部100に入力された、1次側電圧検出値V1_senと、2次側電圧検出値V2_senと、入力電圧指令値V1*と、出力電圧指令値V2*とに基づき、スイッチング素子を駆動するゲート信号を算出し、第1のスイッチング素子5の制御端子5cに第1のゲート信号Q1_gateを出力し、第2のスイッチング素子6の制御端子6cに第2のゲート信号Q2_gateを出力する。
【0015】
図3は、実施の形態1における制御部100の機能ブロック図である。
制御部100は、2次側電圧一定制御演算部111と、1次側電圧一定制御演算部112と、制御切替部113と、ゲート駆動信号生成部114とで構成される。2次側電圧一定制御演算部111と1次側電圧一定制御演算部112の出力は、制御切替部113に入力され、制御切替部113の出力はゲート駆動信号生成部114に入力される。
【0016】
2次側電圧一定制御演算部111は、第1の固定操作量演算部101と、第1のフィードバック演算部102と、加算部108とで構成される。
第1の固定操作量演算部101は、第1の予め定められた固定値Fix11と、第2の予め定められた固定値Fix12とが入力され、これらの固定値に基づき演算した値を第1の固定操作量DFix1として出力する。
【0017】
第1のフィードバック演算部102は、2次側電圧検出値V2_senと、出力電圧指令値V2*とが入力され、2次側電圧検出値V2_senと出力電圧指令値V2*との差に基づき、PID(Proportional-Integral-Differential)制御もしくはPI(Proportional-Integral)制御を行い、第1のフィードバック演算部102の操作量DFB1を出力する。
加算部108は、第1の固定操作量DFix1と、第1のフィードバック演算部102の操作量DFB1を加算し、2次側電圧一定制御の操作量DV2を出力する。
【0018】
1次側電圧一定制御演算部112は、第2の固定操作量演算部103と、第2のフィードバック演算部104と、加算部1091とで構成される。
第2の固定操作量演算部103は、前述した第1の固定操作量演算部101と同様、第1の予め定められた固定値Fix11と、第2の予め定められた固定値Fix12とが入力され、これらの固定値に基づき演算した値を第2の固定操作量DFix2として出力する。
第2のフィードバック演算部104は、1次側電圧検出値V1_senと、入力電圧指令値V1*とが入力され、1次側電圧検出値V1_senと入力電圧指令値V1*との差に基づき、PID制御もしくはPI制御を行い、第2のフィードバック演算部104の操作量DFB2を出力する。
【0019】
加算部1091は、第2の固定操作量DFix2と、第2のフィードバック演算部104の操作量DFB2を加算し、1次側電圧一定制御における第2のスイッチング素子6の操作量DV1’を減算部1092へ出力する。第1のスイッチング素子5の操作量である、1次側電圧一定制御の操作量DV1と第2のスイッチング素子6の操作量DV1’の合計は1となるため、減算部1092は、1から第2のスイッチング素子6の操作量DV1’を減算し、第1のスイッチング素子5の操作量である1次側電圧一定制御の操作量DV1を出力する。
【0020】
図4は、制御切替部113の制御切替手段200に係るフローチャートである。制御切替手段200は、常時、2次側電圧一定制御の操作量DV2と、1次側電圧一定制御の操作量DV1とが入力され、第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errに応じて、2次側電圧一定制御の操作量DV2、又は1次側電圧一定制御の操作量DV1を、第1のスイッチング素子5の操作量Dhとして出力する。
即ち、正常時、第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errは0であり、第1のバッテリ1は回路と接続されていることから、2次側電圧一定制御を行うため、制御切替手段200は、2次側電圧一定制御の操作量DV2を第1のスイッチング素子5の操作量Dhとして出力する。
一方、異常時は、第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errは1であり、第1のバッテリ1は回路と遮断されていることから、1次側電圧一定制御を行うため、制御切替手段200は、1次側電圧一定制御の操作量DV1を第1のスイッチング素子5の操作量Dhとして出力する。
【0021】
ゲート駆動信号生成部114は、コンパレータ106とコンパレータ107と減算部110とで構成される。
コンパレータ106の入力は、制御切替手段200の出力とキャリア波Carrierであり、出力は、制御端子5cに接続され、第1のゲート信号Q1_gateを出力する。
減算部110は、制御切替手段200の出力から動作周期Tswの1周期におけるデッドタイムtdを操作量に換算した2td/Tswを減算し、第2のスイッチング素子6の操作量Dlを出力する。
コンパレータ107は、第2のスイッチング素子6の操作量Dlと、キャリア波Carrierとを入力とする。出力は制御端子6cと接続され、第2のゲート信号Q2_gateを出力する。
【0022】
図5は、実施の形態1の第1のゲート信号Q1_gateと、第2のゲート信号Q2_gateの生成図である。第1のスイッチング素子5の操作量Dhと、第2のスイッチング素子6の操作量Dlと、キャリア波Carrierと,第1のゲート信号Q1_gateと,第2のゲート信号Q2_gateの波形を示している。第1のスイッチング素子5の操作量Dhとキャリア波Carrierとをコンパレータ106で比較し、第1のスイッチング素子5の操作量Dhの方が大きい場合は第1のゲート信号Q1_gateを1、小さい場合は第1のゲート信号Q1_gateを0として出力する。一方で、第2のスイッチング素子6の操作量Dlとキャリア波Carrierをコンパレータ107で比較し、第2のスイッチング素子6の操作量Dlの方が大きい場合に第2のゲート信号Q2_gateを1として出力し、小さい場合は第2のゲート信号Q2_gateを0として出力する。
【0023】
図5中、デッドタイムtdは、第1のゲート信号Q1_gateの立下り時間から第2のゲート信号Q2_gateの立上り時間までの間と、第2のゲート信号Q2_gateの立下り時間から第1のゲート信号Q1_gateの立上り時間までの間に設ける。デッドタイムtdは、第1のスイッチング素子5と第2のスイッチング素子6が同時にオンとならないための最小時間を確保する。第1のスイッチング素子5と第2のスイッチング素子6が同時にオンになると、第1のバッテリ1が短絡状態となるためである。第2のスイッチング素子6の操作量Dlは、第1のスイッチング素子5の操作量Dhから、デッドタイムtdを動作周期Tswを用いて電力変換部12の操作量に換算した値を減算することで算出する。ただし、デッドタイムは動作周期Tswの1周期に2回必要であるため、2td/Tswを第1のスイッチング素子5の操作量Dhから減算する。
【0024】
次に、実施の形態1の電力変換装置の動作について説明する。
まず、1次側電圧V1が異常低下していない正常時の動作について説明する。
正常時は、電力変換部12は、第1のスイッチング素子5と第2のスイッチング素子6の開閉制御を行い、1次側電圧V1である第1のバッテリ1の電圧を、2次側電圧V2である第2のバッテリ11の電圧へ降圧し、2次側電圧一定制御を行う。
制御部100の2次側電圧一定制御演算部111は、第1の予め定められた固定値Fix11と、第2の予め定められた固定値Fix12を用いて固定操作量演算を行う第1の固定操作量演算部101の第1の固定操作量DFix1と、出力電圧指令値V2*と2次側電圧検出値V2_senを用いてフィードバック演算を行う第1のフィードバック演算部102の操作量DFB1と、を加算した演算結果である2次側電圧一定制御の操作量DV2を出力する。
【0025】
第1の固定操作量DFix1の計算は、固定値Fix11と固定値Fix12と理論式により一意に決定される。本実施の形態の電力変換部12の場合、
DFix1=Fix11/Fix12
となるが、電力変換部12の回路構成が変われば上記式も変わる。
【0026】
次に、1次側電圧V1が異常低下している異常時は、電力変換部12は、第1のスイッチング素子5と第2のスイッチング素子6の開閉制御を行い、第1のバッテリ1の電圧を、第2のバッテリ11の電圧へ昇圧し、1次側電圧一定制御を行う。
制御部100の1次側電圧一定制御演算部112は、第2の固定操作量演算部103の出力である第2の固定操作量DFix2と、入力電圧指令値V1*と1次側電圧検出値V1_senを用いてフィードバック演算を行う第2のフィードバック演算部104の操作量DFB2と、を加算した演算結果である1次側電圧一定制御の操作量DV1を出力する。第2の固定操作量DFix2の計算は、第1の固定操作量DFix1の計算と同様、固定値Fix11と固定値Fix12と理論式により一意に決定される。本実施の形態の電力変換部12の場合、
DFix2=Fix11/Fix12
となるが、電力変換部12の回路構成が変われば上記式も変わる。
【0027】
図6は、第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errと、1次側電圧V1と、2次側電圧V2と、2次側電圧一定制御の操作量DV2と、1次側電圧一定制御の操作量DV1の動作波形の概念図である。
1次側電圧制御の操作量DV1と、2次側電圧一定制御の操作量DV2は制御部100により常時演算されており、第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errが0の場合は、2次側電圧一定制御の操作量DV2を用いて2次側電圧一定制御を行う。
一方、1次側電圧V1の異常低下を検出したとき、第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errが1となる。第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errが1の場合は、2次側電圧一定制御の操作量DV2による2次側電圧一定制御から切替えて、1次側電圧制御の操作量DV1を用いて1次側電圧一定制御を行う。このことから、第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errが1になっても、操作量DV1に含まれる第2の固定操作量DFix2の値が電力変換部12の操作量の変化を抑制でき、切替え直後であっても所望の操作量に近い値を得られる。これにより、1次側電圧V1の低下を抑制し、第1の負荷2の動作可能最低電圧を下回ることがないため、第1の負荷2の連続運転が可能となり、従来よりも安定した動作が可能となる。
【0028】
なお、本発明の実施の形態1では、電力変換部12は降圧形コンバータで説明を行ったが、直流−直流変換が可能で、双方向に電力伝送ができる回路方式であればよい。
なお、本発明の実施の形態1では、スイッチング素子としてIGBTを用いて説明を行ったが、バイポーラトランジスタ、電界効果型トランジスタ(MOSFET),シリコンカーバイドMOSFET,窒化ガリウム高電子移動度トランジスタ(HEMT)を用いても同様の効果が得られる。
また、本発明の実施の形態1では、第1のスイッチング素子5と第2のスイッチング素子6のゲート信号を生成するために、コンパレータ106とコンパレータ107を用いて説明を行ったが、算出された電力変換装置の操作量をゲート信号に変調できる方式であればよい。
【0029】
実施の形態2.
図7は、本発明の実施の形態2による電力変換装置の全体構成図である。本発明の実施の形態2における電力変換装置の回路構成、及び動作は、基本的には前記実施の形態1の図1で示したものと同様である。図1と異なる構成を以下に説明する。
図7中、第1のバッテリ1が、リレースイッチ部15とバッテリ部14とで構成され、リレースイッチ部15は信号出力端子1cから、バッテリ状態信号Bat1_stateをバッテリ状態演算部13に出力する。リレースイッチ部15は、本実施の形態2では、半導体で構成され、第1のバッテリ1に過電流、過電圧、過充電が発生した場合に、第1のバッテリ1を回路から遮断し、保護する機能を有する。
【0030】
図8は、本発明の実施の形態2の制御部100の機能ブロック図である。制御機能は、基本的には実施の形態1と同様である。実施の形態1の図2と異なるのは、第1の固定操作量演算部101の入力、及び第2の固定操作量演算部103の入力が、1次側電圧検出値V1_senの平均値V1_sen_aveと、2次側電圧検出値V2_senの平均値V2_sen_aveである点である。1次側電圧検出値V1_senの平均値V1_sen_aveと、2次側電圧検出値V2_senの平均値V2_sen_aveは、電力変換装置の動作開始時からの平均値である。
【0031】
図9は、本発明の実施の形態2による、バッテリ状態信号Bat1_stateに基づく、一定制御電圧切替の概念図である。
リレースイッチ部15が、第1のバッテリ1を回路から遮断する際、バッテリ状態信号Bat1_stateは1から0に変わる。このバッテリ状態信号Bat1_stateに基づき、バッテリ状態演算部13は第1のバッテリ1の接続状態を判断し、第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errを0から1に変更する。このことから、バッテリ状態信号Bat1_stateに基づく、一定制御電圧切替が可能となる。
【0032】
図10は、バッテリ状態信号Bat1_stateと、1次側電圧検出値V1_senとその平均値V1_sen_aveの動作波形概略図である。
第1の固定操作量演算部101は、1次側電圧検出値V1_senの平均値V1_sen_aveと、2次側電圧検出値V2_senの平均値V2_sen_aveとが入力され、第1の固定操作量DFix1を算出する。1次側電圧検出値V1_senの平均値V1_sen_aveを入力することにより、1次側電圧検出値V1_senの急変の影響を抑制できる。これにより、第1のスイッチング素子5の操作量Dhの急変を抑制でき、1次側電圧V1の急変を抑制するため、第1の負荷2の動作可能下限電圧を下回らない電圧制御が可能となる。
同様に、第2の固定操作量演算部103は、2次側電圧検出値V2_senの平均値V2_sen_aveと、1次側電圧検出値V1_senの平均値V1_sen_aveが入力され、第2の固定操作量DFix2を算出する。
なお、本実施の形態2では、リレースイッチ部15として、バッテリ状態信号を発することのできる半導体スイッチで説明を行ったが、1次側電圧検出値V1_senに基づき制御を行うことから、温度ヒューズなどの機械スイッチを用いても、同様の効果が得られる。
【0033】
実施の形態3.
図11は、本発明の実施の形態3による電力変換装置の全体構成図である。本発明の実施の形態3における電力変換装置の回路構成、及び動作は、基本的には実施の形態1の図1で示したものと同様である。図1と異なる構成を以下に説明する。
バッテリ状態信号Bat1_stateが第1のバッテリ1から出力されず、第1の電圧検出部4が、1次側電圧検出値V1_senを制御部100と、バッテリ状態演算部13に出力する。
図12は、バッテリ状態信号Bat1_stateと1次側電圧検出値V1_senの動作波形概略図である。図中、1次側電圧検出値V1_sen_1が最新の値であり、これ以前の1次側電圧検出値は順に、V1_sen_0、V1_sen_−1、V1_sen_−2、V1_sen_−3である。最新の1次側電圧検出値V1_sen_1が閾値V1_sen_thを下回った場合、バッテリ状態演算部13は、入力電圧が異常低下したと判断し、第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errを1として制御部100に出力する。
【0034】
図13は、本実施の形態3の制御部100の機能ブロック図である。制御機能は、基本的には実施の形態1と同様である。実施の形態1の図2と異なるのは、第1の固定操作量演算部101、及び第2の固定操作量演算部103の入力が異常判断以前の1次側電圧検出値V1_senの平均値V1_sen_ave2、及び2次側電圧検出値V2_senの平均値V2_sen_ave2である点である。
【0035】
図14は、第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errと、1次側電圧検出値V1_senと、その平均値V1_sen_ave2の動作の概略図である。
第1の固定操作量演算部101は、異常判断以前の1次側電圧検出値V1_senの平均値V1_sen_ave2と、異常判断以前の2次側電圧検出値V2_senの平均値V2_sen_ave2とが入力され、第1の固定操作量DFix1を算出する。これにより、第1のスイッチング素子5の操作量Dhの急変を抑制でき、1次側電圧V1の急変を抑制するため、第1の負荷2の動作可能下限電圧を下回らない電圧制御が可能となる。
同様に、第2の固定操作量演算部103は、異常判断以前の2次側電圧検出値の平均値V2_sen_ave2と、異常判断以前の1次側電圧検出値V1_senの平均値V1_sen_aveが入力され、第2の固定操作量DFix2を算出する。
【0036】
実施の形態4.
図15は、本発明の実施の形態4による電力変換装置の全体構成図である。本発明の実施の形態4における電力変換装置の回路構成、及び動作は、基本的には実施の形態1で示したものと同様であるため重複する部分の説明は割愛し、異なる部分のみの説明を行う。
異なる点は、バッテリ状態信号Bat1_stateが第1のバッテリ1から出力されず、電流検出部16が、電流検出値I_senをバッテリ状態演算部13に出力する点である。バッテリ状態演算部13は、電流検出値I_senに基づき、第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errを制御部100に出力する。
【0037】
図16は、バッテリ状態信号Bat1_stateと第1の電流検出値I1_senの動作波形概略図である。図中、第1の電流検出値I1_sen_1が最新値であり、これ以前の第1の電流検出値は順に、I1_sen_0、I1_sen_−1、I1_sen_−2、I1_sen_−3である。最新の第1の電流検出値I1_senが閾値I1_sen_thを下回った場合、バッテリ状態演算部13は、入力電圧が異常低下したと判断し、第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errを1として制御部100に出力する。
【0038】
図17は、制御部100の機能ブロック図である。制御機能は、基本的には実施の形態1と同様であるため、異なる点のみ説明を行う。
実施の形態1の図2と異なる点は、第1の固定操作量演算部101の入力、及び第2の固定操作量演算部103の入力が異常判断直前の1次側電圧検出値V1_sen_0、及び異常判断直前の2次側電圧検出値V1_sen_0である点である。
【0039】
図18は、第1のバッテリ1のエラー信号Bat1_errと、1次側電圧検出値V1_senの動作波形概略図である。検出値の定義は、実施の形態3と同じとする。
第1の固定操作量演算部101は、異常判断直前の1次側電圧検出値V1_sen_0と、異常判断直前の2次側電圧検出値V2_sen_0とが入力され、第1の固定操作量DFix1を算出する。これにより、第1のスイッチング素子5の操作量Dhの急変を抑制でき、1次側電圧V1の急変を抑制し、第1の負荷2の動作可能下限電圧を下回らない電圧制御が可能となる。同様に、第2の固定操作量演算部103は、異常判断直前の2次側電圧検出値平均値V2_sen_0と、異常判断直前の1次側電圧検出値V1_sen_0とが入力され、第2の固定操作量DFix2を算出する。
【0040】
実施の形態5.
本発明の実施の形態5における電力変換装置の回路構成、動作については、実施の形態1で示したものと同様である。図19は、制御部100の機能ブロック図である。制御機能は、基本的には実施の形態1と同様であるため、異なる点のみ説明を行う。異なる点は、第1の固定操作量演算部101の入力、及び第2の固定操作量演算部103の入力が、第1のバッテリ1の公称値Vn1、及び第2のバッテリ11の公称値Vn2である点である。
第1の固定操作量演算部101は、第1のバッテリ1の公称値Vn1と、第2のバッテリ11の公称値Vn2とから、第1の固定操作量DFix1を算出する。これにより、第1のスイッチング素子5の操作量Dhの急変を抑制でき、1次側電圧V1の急変を抑制し、第1の負荷2の動作可能下限電圧を下回らない電圧制御が可能となる。同様に、第2の固定操作量演算部103は、第1のバッテリ1の公称値Vn1と、第2のバッテリ11の公称値Vn2とから、第2の固定操作量DFix2を算出する。第1のバッテリ1の公称値Vn1、及び第2のバッテリ11の公称値Vn2はあらかじめ、制御部100に格納されている。
【0041】
実施の形態6.
図20は、本発明の実施の形態6による電力変換装置の全体構成図である。本発明の実施の形態6における電力変換装置の回路構成、及び動作は、基本的には実施の形態1で示したものと同様であるため重複する部分の説明は割愛し、異なる部分のみの説明を行う。 異なる点は、電力変換部12において、1次側電圧検出値の平均値を出力する第1のフィルタ回路部41と、2次側電圧検出値の平均値を出力する第2のフィルタ回路部91とを備えていることである。第1のフィルタ回路部41の入力端は、第1の電圧検出部4の出力端子4cと接続され、出力端は制御部100に接続される。第2のフィルタ回路部91の入力端は、第2の電圧検出部9の出力端子9cと接続され、出力端は制御部100に接続される。第1のフィルタ回路部41は、1次側電圧検出値V1_senの平均値V1_sen_ave3を出力し、第2のフィルタ回路部91は、2次側電圧検出値V2_senの平均値V2_sen_ave3を出力する。第1のフィルタ回路部41、及び第2のフィルタ回路部91は、アナログ回路であり、瞬時の電圧値から1つの値を出力する。また、電力変換装置の動作上、発生する電圧の微小な変化には応答しないため、これら第1及び第2のフィルタ回路部41、91の出力は平均値と考えられる。
【0042】
図21は、制御部100の機能ブロック図である。制御機能は、基本的には前記実施の形態1と同様であるため、異なる点のみ説明を行う。
異なる点は、第1の固定操作量演算部101は、1次側電圧検出値V1_senの平均値V1_sen_ave3と、2次側電圧検出値V2_senの平均値V2_sen_ave3とが入力され、第1の固定操作量DFix1を算出する。これにより、第1のスイッチング素子5の操作量Dhの急変を抑制でき、1次側電圧V1の急変を抑制するため、第1の負荷2の動作可能下限電圧を下回らない電圧制御が可能となる。
同様に、第2の固定操作量演算部103は、異常判断以前の2次側電圧検出値の平均値V2_sen_ave2と、異常判断以前の1次側電圧検出値V1_senの平均値V1_sen_aveが入力され、第2の固定操作量DFix2を算出する
【0043】
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。また同一符号は、同一または相当する構成、機能を有する部分を示す。
【符号の説明】
【0044】
1 第1のバッテリ、2 第1の負荷、3 入力コンデンサ、4 第1の電圧検出部、5 第1のスイッチング素子、6 第2のスイッチング素子、7 リアクトル、8 出力コンデンサ、9 第2の電圧検出部、10 第2の負荷、11 第2のバッテリ、12 電力変換部、13 バッテリ状態演算部、100 制御部、111 2次側電圧一定制御演算部、112 1次側電圧一定制御演算部、113 制御切替部、114 ゲート駆動信号生成部、200 制御切替手段。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21

【手続補正書】
【提出日】2017年5月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、
前記電力変換部と前記1次側端子との間の電圧を検出する第1の電圧検出部、
前記電力変換部と前記2次側端子との間の電圧を検出する第2の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部、を備え、
前記操作量は、
前記第1の電圧検出部または前記第2の電圧検出部の検出値と、
前記第1の電圧検出部の検出電圧の平均値と前記第2の電圧検出部の検出電圧の平均値とに基づき算出される固定値と、
に基づいて算出されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項2】
前記第1の電圧検出部の検出電圧の平均値は、前記第1の電圧検出部に接続されたアナログフィルタの出力であり、前記第2の電圧検出部の検出電圧の平均値は、前記第2の電圧検出部に接続されたアナログフィルタの出力であることを特徴とする請求項に記載の電力変換装置。
【請求項3】
第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、
前記電力変換部と前記1次側端子との間の電圧を検出する第1の電圧検出部、
前記電力変換部と前記2次側端子との間の電圧を検出する第2の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部、
前記第1の直流電源の異常を検出する電源監視部、を備え、
前記制御部は、
前記第1の電圧検出部の検出値と第1の固定値とに基づいて前記電力変換部の第1の操作量を演算する第1の演算部と、
前記第2の電圧検出部の検出値と第2の固定値とに基づいて前記電力変換部の第2の操作量を演算する第2の演算部と、
前記電源監視部の異常の検出に応じて、第1の操作量と第2の操作量を切替える切替部と、を備え、
前記第1の固定値、及び前記第2の固定値は、前記第1の電圧検出部の検出電圧の平均値と前記第2の電圧検出部の検出電圧の平均値とに基づき算出されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項4】
前記第1の電圧検出部の検出電圧の平均値と前記第2の電圧検出部の検出電圧の平均値は、前記電源監視部が異常を検出する以前に取得したそれぞれの検出電圧を平均して算出されたものであることを特徴とする請求項に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記第1の電圧検出部の検出電圧の平均値は、前記第1の電圧検出部に接続されたアナログフィルタの出力であり、前記第2の電圧検出部の検出電圧の平均値は、前記第2の電圧検出部に接続されたアナログフィルタの出力であることを特徴とする請求項に記載の電力変換装置。
【請求項6】
第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、
前記電力変換部と前記1次側端子との間の電圧を検出する第1の電圧検出部、
前記電力変換部と前記2次側端子との間の電圧を検出する第2の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部、
前記第1の直流電源の異常を検出する電源監視部、を備え、
前記制御部は、
前記第1の電圧検出部の検出値と第1の固定値とに基づいて前記電力変換部の第1の操作量を演算する第1の演算部と、
前記第2の電圧検出部の検出値と第2の固定値とに基づいて前記電力変換部の第2の操作量を演算する第2の演算部と、
前記電源監視部の異常の検出に応じて、第1の操作量と第2の操作量を切替える切替部と、を備え、
前記第1の固定値、及び前記第2の固定値は、前記電源監視部が異常を検出した直前の前記第1の電圧検出部の検出電圧と前記第2の電圧検出部の検出電圧とに基づき算出されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項7】
前記電源監視部は、前記第1の電圧検出部の検出結果に基づいて異常を検出することを特徴とする請求項3から6のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項8】
前記電源監視部は、前記第1の直流電源から出力されるバッテリ状態信号に基づいて異常を検出することを特徴とする請求項3から6のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項9】
前記電源監視部は、前記電力変換部を流れる電流に基づいて異常を検出することを特徴とする請求項3から6のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0005】
本発明による電力変換装置は、第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、
この電力変換部と1次側端子との間の電圧を検出する第1の電圧検出部、
この電力変換部と2次側端子との間の電圧を検出する第2の電圧検出部、
この電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部を備え、
操作量は、第1の電圧検出部または第2の電圧検出部の検出値と、第1の電圧検出部の検出電圧の平均値と第2の電圧検出部の検出電圧の平均値とに基づき算出される固定値に基づいて算出されることを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本発明による電力変換装置は、第1の電圧検出部または第2の電圧検出部の検出値と固定値に基づいて操作量を算出るため、電力変換部を制御する操作量の急変を防止することができ、安定した電力供給が可能となる。

【手続補正書】
【提出日】2017年11月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、
前記電力変換部の入力電圧を検出する第1の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を検出する第2の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部、
前記第1の直流電源の異常を検出する電源監視部、を備え、
前記制御部は、
前記第1の電圧検出部の検出値と第1の所定値とに基づいて前記電力変換部の第1の操作量を演算する第1の演算部と、
前記第2の電圧検出部の検出値と第2の所定値とに基づいて前記電力変換部の第2の操作量を演算する第2の演算部と、
前記電源監視部の異常の検出に応じて、第1の操作量と第2の操作量を切替える切替部と、を備え、
前記第1の所定値、及び前記第2の所定値は、前記第1の電圧検出部の検出の平均値と前記第2の電圧検出部の検出の平均値とに基づき算出され
前記電力変換部は、前記電源監視部が異常を検出した場合、前記第2の操作量に基づいて、前記1次側端子への出力電圧を制御すること、
を特徴とする電力変換装置。
【請求項2】
前記第1の電圧検出部の検出の平均値と前記第2の電圧検出部の検出の平均値は、前記電源監視部が異常を検出する以前に取得したそれぞれの検出電圧を平均して算出されたものであることを特徴とする請求項に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記第1の電圧検出部の検出の平均値は、前記第1の電圧検出部に接続されたアナログフィルタの出力であり、前記第2の電圧検出部の検出の平均値は、前記第2の電圧検出部に接続されたアナログフィルタの出力であることを特徴とする請求項に記載の電力変換装置。
【請求項4】
第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、
前記電力変換部の入力電圧を検出する第1の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を検出する第2の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部、
前記第1の直流電源の異常を検出する電源監視部、を備え、
前記制御部は、
前記第1の電圧検出部の検出値と第1の所定値とに基づいて前記電力変換部の第1の操作量を演算する第1の演算部と、
前記第2の電圧検出部の検出値と第2の所定値とに基づいて前記電力変換部の第2の操作量を演算する第2の演算部と、
前記電源監視部の異常の検出に応じて、第1の操作量と第2の操作量を切替える切替部と、を備え、
前記第1の所定値、及び前記第2の所定値は、前記電源監視部が異常を検出した場合に、前記電源監視部が異常を検出した直前の前記第1の電圧検出部の検出と前記第2の電圧検出部の検出とに基づき算出され、
前記電力変換部は、前記電源監視部が異常を検出した場合、前記第2の操作量に基づいて、前記1次側端子への出力電圧を制御すること、
を特徴とする電力変換装置。
【請求項5】
前記電源監視部は、前記第1の電圧検出部の検出に基づいて異常を検出することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記電源監視部は、前記第1の直流電源から出力されるバッテリ状態信号に基づいて異常を検出することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記電源監視部は、前記電力変換部を流れる電流に基づいて異常を検出することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項8】
第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、
前記電力変換部の1次側端子の電圧を検出する第1の電圧検出部、
前記電力変換部の2次側端子の電圧を検出する第2の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部、
前記第1の直流電源の異常を検出する電源監視部、を備え、
前記制御部は、
前記第1の電圧検出部の検出値と第1の電圧指令値との差による第1のフィードバック演算部の出力と、第1の所定値とを加算した値に基づいて前記電力変換部の第1の操作量を演算する第1の演算部と、
前記第2の電圧検出部の検出値と第2の電圧指令値との差による第2のフィードバック演算部の出力と、第2の所定値とを加算した値に基づいて前記電力変換部の第2の操作量を演算する第2の演算部と、
前記電源監視部の異常の検出に応じて、第1の操作量と第2の操作量を切替える切替部と、を備え、
前記第1の所定値及び前記第2の所定値は、電力変換動作開始時からの前記第1の電圧検出部の検出値の平均値と電力変換動作開始時からの前記第2の電圧検出部の検出値の平均値とに基づき算出され、
前記電力変換部は、正常時に前記第1の操作量により前記2次側端子の電圧が一定となるように制御し、前記電源監視部が異常を検出した場合、前記切替部で切替えた前記第2の操作量に基づいて、前記1次側端子の電圧を一定となるように制御すること、
を特徴とする電力変換装置。
【請求項9】
第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、
前記電力変換部の1次側端子の電圧を検出する第1の電圧検出部、
前記電力変換部の2次側端子の電圧を検出する第2の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部、
前記第1の直流電源の異常を検出する電源監視部、を備え、
前記制御部は、
前記第1の電圧検出部の検出値と第1の電圧指令値との差による第1のフィードバック演算部の出力と、第1の所定値とを加算した値に基づいて前記電力変換部の第1の操作量を演算する第1の演算部と、
前記第2の電圧検出部の検出値と第2の電圧指令値との差による第2のフィードバック演算部の出力と、第2の所定値とを加算した値に基づいて前記電力変換部の第2の操作量を演算する第2の演算部と、
前記電源監視部の異常の検出に応じて、第1の操作量と第2の操作量を切替える切替部と、を備え、
前記第1の所定値及び前記第2の所定値は、電力変換動作開始時から異常検出以前までの前記第1の電圧検出部の検出値の平均値と電力変換動作開始時から異常検出以前までの前記第2の電圧検出部の検出値の平均値とに基づき算出され、
前記電力変換部は、正常時に前記第1の操作量により前記2次側端子の電圧が一定となるように制御し、前記電源監視部が異常を検出した場合、前記切替部で切替えた前記第2の操作量に基づいて、前記1次側端子の電圧を一定となるように制御すること、
を特徴とする電力変換装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0005】
本発明による電力変換装置は、第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、電力変換部の入力電圧を検出する第1の電圧検出部、電力変換部の出力電圧を検出する第2の電圧検出部、電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部、前記第1の直流電源の異常を検出する電源監視部、を備え、
制御部は、第1の電圧検出部の検出値と第1の所定値とに基づいて電力変換部の第1の操作量を演算する第1の演算部と、第2の電圧検出部の検出値と第2の所定値とに基づいて電力変換部の第2の操作量を演算する第2の演算部と、電源監視部の異常の検出に応じて、第1の操作量と第2の操作量を切替える切替部と、を備え、
第1の所定値、及び第2の所定値は、第1の電圧検出部の検出の平均値と第2の電圧検出部の検出の平均値とに基づき算出され
電力変換部は、電源監視部が異常を検出した場合、第2の操作量に基づいて、1次側端子への出力電圧を制御すること、を特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本発明による電力変換装置は、第1の電圧検出部の検出値の平均値と第2の電圧検出部の検出値の平均値とに基づいて算出された所定値により操作量を算出するため電力変換部を制御する操作量の急変を防止することができ、安定した電力供給が可能となる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0042
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0042】
図21は、制御部100の機能ブロック図である。制御機能は、基本的には前記実施の形態1と同様であるため、異なる点のみ説明を行う。
異なる点は、第1の固定操作量演算部101は、1次側電圧検出値V1_senの平均値V1_sen_ave3と、2次側電圧検出値V2_senの平均値V2_sen_ave3とが入力され、第1の固定操作量DFix1を算出する。これにより、第1のスイッチング素子5の操作量Dhの急変を抑制でき、1次側電圧V1の急変を抑制するため、第1の負荷2の動作可能下限電圧を下回らない電圧制御が可能となる。
同様に、第2の固定操作量演算部103は、2次側電圧検出値V2_senの平均値V2_sen_ave3と、1次側電圧検出値V1_senの平均値V1_sen_ave3が入力され、第2の固定操作量DFix2を算出する

【手続補正書】
【提出日】2018年3月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、
前記電力変換部の入力電圧を検出する第1の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を検出する第2の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部、
前記第1の直流電源の異常を検出する電源監視部、を備え、
前記制御部は、
前記第1の電圧検出部の検出値と第1の所定値とに基づいて前記電力変換部の第1の操作量を演算する第1の演算部と、
前記第2の電圧検出部の検出値と第2の所定値とに基づいて前記電力変換部の第2の操作量を演算する第2の演算部と、
前記電源監視部の異常の検出に応じて、第1の操作量と第2の操作量を切替える切替部と、を備え、
前記第1の所定値、及び前記第2の所定値は、前記第1の電圧検出部の検出値の平均値と前記第2の電圧検出部の検出値の平均値とに基づき算出され、
前記電力変換部は、前記電源監視部が異常を検出した場合、前記第2の操作量に基づいて、前記1次側端子への出力電圧を制御すること、
を特徴とする電力変換装置。
【請求項2】
前記第1の電圧検出部の検出値の平均値と前記第2の電圧検出部の検出値の平均値は、前記電源監視部が異常を検出する以前に取得したそれぞれの検出電圧を平均して算出されたものであることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記第1の電圧検出部の検出値の平均値は、前記第1の電圧検出部に接続されたアナログフィルタの出力であり、前記第2の電圧検出部の検出値の平均値は、前記第2の電圧検出部に接続されたアナログフィルタの出力であることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記電源監視部は、前記第1の電圧検出部の検出値に基づいて異常を検出することを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記電源監視部は、前記第1の直流電源から出力されるバッテリ状態信号に基づいて異常を検出することを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記電源監視部は、前記電力変換部を流れる電流に基づいて異常を検出することを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項7】
第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、
前記電力変換部の1次側端子の電圧を検出する第1の電圧検出部、
前記電力変換部の2次側端子の電圧を検出する第2の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部、
前記第1の直流電源の異常を検出する電源監視部、を備え、
前記制御部は、
前記第1の電圧検出部の検出値と第1の電圧指令値との差による第1のフィードバック演算部の出力と、第1の所定値とを加算した値に基づいて前記電力変換部の第1の操作量を演算する第1の演算部と、
前記第2の電圧検出部の検出値と第2の電圧指令値との差による第2のフィードバック演算部の出力と、第2の所定値とを加算した値に基づいて前記電力変換部の第2の操作量を演算する第2の演算部と、
前記電源監視部の異常の検出に応じて、第1の操作量と第2の操作量を切替える切替部と、を備え、
前記第1の所定値及び前記第2の所定値は、電力変換動作開始時からの前記第1の電圧検出部の検出値の平均値と電力変換動作開始時からの前記第2の電圧検出部の検出値の平均値とに基づき算出され、
前記電力変換部は、正常時に前記第1の操作量により前記2次側端子の電圧が一定となるように制御し、前記電源監視部が異常を検出した場合、前記切替部で切替えた前記第2の操作量に基づいて、前記1次側端子の電圧を一定となるように制御すること、
を特徴とする電力変換装置。
【請求項8】
第1の直流電源に接続される1次側端子と第2の直流電源に接続される2次側端子とを有し、一方の端子より入力された電力を電力変換して他方の端子から出力する電力変換部、
前記電力変換部の1次側端子の電圧を検出する第1の電圧検出部、
前記電力変換部の2次側端子の電圧を検出する第2の電圧検出部、
前記電力変換部の出力電圧を制御するための操作量を演算する制御部、
前記第1の直流電源の異常を検出する電源監視部、を備え、
前記制御部は、
前記第1の電圧検出部の検出値と第1の電圧指令値との差による第1のフィードバック演算部の出力と、第1の所定値とを加算した値に基づいて前記電力変換部の第1の操作量を演算する第1の演算部と、
前記第2の電圧検出部の検出値と第2の電圧指令値との差による第2のフィードバック演算部の出力と、第2の所定値とを加算した値に基づいて前記電力変換部の第2の操作量を演算する第2の演算部と、
前記電源監視部の異常の検出に応じて、第1の操作量と第2の操作量を切替える切替部と、を備え、
前記第1の所定値及び前記第2の所定値は、電力変換動作開始時から異常検出以前までの前記第1の電圧検出部の検出値の平均値と電力変換動作開始時から異常検出以前までの前記第2の電圧検出部の検出値の平均値とに基づき算出され、
前記電力変換部は、正常時に前記第1の操作量により前記2次側端子の電圧が一定となるように制御し、前記電源監視部が異常を検出した場合、前記切替部で切替えた前記第2の操作量に基づいて、前記1次側端子の電圧を一定となるように制御すること、
を特徴とする電力変換装置。
【国際調査報告】