JP5206564B2 - Switching device - Google Patents
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Description
本発明は、直流の入力電圧をこれとは電圧値の異なる直流電圧に変換して出力するDCDCコンバータについて、該DCDCコンバータの備えるスイッチング素子を操作するスイッチング装置に関する。 The present invention relates to a DCDC converter that converts a DC input voltage into a DC voltage having a different voltage value and outputs the DCDC converter, and relates to a switching device that operates a switching element included in the DCDC converter.
例えば下記特許文献1には、DCDCコンバータを複数並列に接続する技術が提案されている。これにより、これら複数のDCDCコンバータを同一のスイッチング周波数にて駆動することで出力電流を適切に制御することができるとしている。
For example,
ところで、複数のDCDCコンバータを同一のスイッチング周波数で駆動する場合、この周波数や、その高次高調波の周波数においてノイズが大きくなるという問題がある。 By the way, when driving a plurality of DCDC converters at the same switching frequency, there is a problem that noise increases at this frequency and the frequency of the higher harmonics.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、直流の入力電圧をこれとは電圧値の異なる直流電圧に変換して出力するDCDCコンバータを複数用いてこれらをスイッチング制御によって駆動するに際し、そのノイズを好適に抑制することのできるスイッチング装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to use a plurality of DCDC converters which convert a DC input voltage into a DC voltage having a different voltage value and output the DC voltage. An object of the present invention is to provide a switching device capable of suitably suppressing the noise when driven by control.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
請求項1記載の発明は、直流の入力電圧をこれとは電圧値の異なる直流電圧に変換して出力するDCDCコンバータについて、該DCDCコンバータの備えるスイッチング素子を操作するスイッチング装置において、前記DCDCコンバータが2以上のDCDCコンバータからなり、互いに相違する複数のスイッチング周波数を含む時系列パターンに従って前記スイッチング素子を操作するスペクトラム拡散手段を備え、前記スペクトラム拡散手段は、前記DCDCコンバータ毎に、前記時系列パターンの位相をずらすことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, in a DC / DC converter that converts a DC input voltage into a DC voltage having a voltage value different from the DC voltage and outputs the DC / DC converter, the DC / DC converter includes: It comprises two or more DCDC converters, and comprises a spread spectrum means for operating the switching element according to a time series pattern including a plurality of different switching frequencies, the spread spectrum means for each of the DCDC converters, It is characterized by shifting the phase.
上記発明では、時系列パターンの位相をずらすことで、各DCDCコンバータの操作に用いられるスイッチング周波数同士を互いに相違させることが可能となる。このため、特定のスイッチング周波数やその高調波におけるノイズレベルを抑制することが可能となる。 In the said invention, it becomes possible to mutually make switching frequency used for operation of each DCDC converter differ by shifting the phase of a time-sequential pattern. For this reason, it becomes possible to suppress the noise level in a specific switching frequency and its harmonics.
請求項1記載の発明は、さらに、前記時系列パターン内の前記複数のスイッチング周波数は、所定の無線放送領域において、互いに共通の高調波成分を有しないことを特徴とする。
The invention described in
上記発明によれば、無線放送領域における特定の周波数のノイズレベルが特に大きくなる事態を回避することができる。 According to the said invention, the situation where the noise level of the specific frequency in a radio | wireless broadcast area | region becomes large especially can be avoided.
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記互いに相違するスイッチング周波数の数は、前記DCDCコンバータの数よりも多いことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the number of different switching frequencies is greater than the number of the DCDC converters.
上記発明では、1度のスイッチング期間(オン・オフの一周期)が互いに隣接するもの同士で、利用されるスイッチング周波数同士に相違するものがあるようにすることができる。このため、スペクトラム拡散を好適に行うことができる。 In the above invention, one switching period (one cycle of ON / OFF) may be adjacent to each other, and different switching frequencies may be used. For this reason, spectrum spreading can be suitably performed.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記時系列パターンの一周期の逆数は、可聴周波数以上に設定されることを特徴とする。 A third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the reciprocal of one period of the time series pattern is set equal to or higher than an audible frequency.
上記発明では、拡散された各スイッチング周波数やそれらの高調波が、ノイズ対策の所望される無線放送の周波数に重なったとしても、重なりが生じるタイミングから次に重なりが生じるタイミングまでの時間の逆数を可聴周波数以上とすることができる。このため、上記無線放送を受信した場合であっても、再生された音声信号に上記重なりに起因して可聴領域内のノイズが生じることを回避することができる。 In the above invention, even if each of the spread switching frequencies and their harmonics overlap with the frequency of the radio broadcast for which noise suppression is desired, the reciprocal of the time from the timing at which the overlap occurs to the timing at which the next overlap occurs is calculated. It can be above the audible frequency. For this reason, even when the wireless broadcast is received, it is possible to avoid the occurrence of noise in the audible area due to the overlap in the reproduced audio signal.
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、前記スペクトラム拡散手段は、前記スイッチング素子を操作する操作手段を前記DCDCコンバータ毎に各別に備えて且つ、前記位相のずれの時間変化を補正する補正信号を前記各操作手段に出力する補正信号出力手段を備えることを特徴とする。
The invention according to
DCDCコンバータ同士の個体差等に起因して、上記時系列パターンに従ったスイッチング制御を継続しているうちに、上記位相のずれに時間変化が生じるおそれがある。上記発明では、この点に鑑み、補正信号を各操作手段に出力することでこうした事態に対処することができる。 Due to individual differences between DCDC converters and the like, there is a possibility that a time change may occur in the phase shift while switching control according to the time series pattern is continued. In the above invention, in view of this point, such a situation can be dealt with by outputting a correction signal to each operation means.
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、前記補正信号出力手段は、前記スイッチング素子の操作のための前記時系列パターン上の時点を指定する時点指定信号を前記操作手段に出力するものであることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the fourth aspect , the correction signal output means outputs a time point designation signal for designating a time point on the time series pattern for the operation of the switching element to the operation means. It is a thing to do.
上記発明では、各操作手段が現在時系列パターン上のどの時点に居るべきかを把握することができるため、互いの操作手段同士が直接通信することなく、互いの位相のずれ量を調節することができる。 In the above invention, it is possible to grasp at which point on the current time series pattern each operation means should be, so that the mutual amount of phase shift can be adjusted without mutual communication between the operation means. Can do.
請求項6記載の発明は、請求項4記載の発明において、前記補正信号出力手段は、前記DCDCコンバータが規定時間稼動される毎にこれを一時停止させる信号を前記操作手段に出力し、その後稼働を指令する信号を前記操作手段に出力するものであることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the correction signal output means outputs a signal for temporarily stopping the DCDC converter to be operated every time the DCDC converter is operated for a specified time, and thereafter operating. Is output to the operating means.
上記発明では、DCDCコンバータを一旦停止させその後再度稼働させることで、稼働時間が長くなることによる位相のずれの時間変化を補正することができる。 In the above-described invention, the DCDC converter is temporarily stopped and then restarted, so that the time change of the phase shift due to the longer operating time can be corrected.
請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発明において、前記スペクトラム拡散手段は、前記時系列パターンに関する情報を記憶する記憶手段と、前記スイッチング素子を操作する操作手段とを、前記DCDCコンバータ毎に各別に備え、前記記憶手段に記憶された前記時系列パターンに関する情報は、前記各DCDCコンバータ毎に、その開始時の位相が相違する情報であることを特徴とする。
The invention according to
上記発明では、記憶手段に記憶される時系列パターンに関する情報を、DCDCコンバータ毎に開始時の位相が相違するものとするために、位相にずれを生じさせることができる。 In the above invention, since the phase at the start of the information related to the time series pattern stored in the storage means is different for each DCDC converter, it is possible to cause a phase shift.
請求項8記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発明において、前記スペクトラム拡散手段は、前記時系列パターンに関する情報を記憶する記憶手段と、前記スイッチング素子を操作する操作手段とを、前記DCDCコンバータ毎に各別に備えるとともに、前記各操作手段に前記スイッチング素子の操作の開始を指令する指令信号を出力する指令信号出力手段を備え、前記記憶手段に記憶された前記時系列パターンに関する情報は、前記各DCDCコンバータ同士でその開始時の位相が一致した情報であり、前記指令信号出力手段は、前記操作手段毎に、前記開始を指令する指令信号の出力タイミングをずらすことを特徴とする。 The invention according to an eighth aspect is the invention according to any one of the first to sixth aspects, wherein the spread spectrum means includes a storage means for storing information relating to the time series pattern, and an operation for operating the switching element. And a command signal output means for outputting a command signal for instructing the operation means to start operation of the switching element. The time stored in the storage means The information on the sequence pattern is information in which the phases at the start of the DCDC converters coincide with each other, and the command signal output means shifts the output timing of the command signal for instructing the start for each operation means. It is characterized by.
上記発明では、開始を指令する指令信号の出力タイミングをずらすことで、DCDCコンバータのそれぞれの記憶手段に記憶された情報が同一であるにもかかわらず、時系列パターンの位相を好適にずらすことができる。 In the above invention, by shifting the output timing of the command signal for instructing the start, the phase of the time series pattern can be suitably shifted even though the information stored in the respective storage means of the DCDC converter is the same. it can.
請求項9記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発明において、前記スペクトラム拡散手段は、前記時系列パターンに関する情報を記憶する記憶手段と、前記スイッチング素子を操作する操作手段とを、前記DCDCコンバータ毎に各別に備えるとともに、前記各記憶手段に、前記時系列パターンに関する情報を出力する手段を備えることを特徴とする。 The invention according to a ninth aspect is the invention according to any one of the first to sixth aspects, wherein the spread spectrum means stores storage means for storing information relating to the time series pattern and an operation for operating the switching element. And a means for outputting information related to the time-series pattern to each storage means.
上記発明では、記憶手段に出力する情報を互いに相違させることで、上記時系列パターン同士の位相をDCDCコンバータ毎にずらすことができる。 In the said invention, the phase of the said time series patterns can be shifted for every DCDC converter by making the information output to a memory | storage means mutually differ.
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかるスイッチング装置をハイブリッド車に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a switching device according to the present invention is applied to a hybrid vehicle will be described with reference to the drawings.
図1に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。 FIG. 1 shows a system configuration according to the present embodiment.
図示されるように、高圧バッテリ10は、車載低圧システムから絶縁された車載高圧システムを構成するものであり、所定の高電圧(例えば数百ボルト以上)の出力電圧を有する。コンバータユニット20a,20b,20cは、高圧バッテリ10に並列接続されている。すなわち、コンバータユニット20a,20b,20cは、正極ラインLp及び負極ラインLmを介して、高圧バッテリ10の正極及び負極にそれぞれ接続されている。
As shown in the figure, the
コンバータユニット20a,20b,20cはいずれも、高圧バッテリ10の電圧を降圧して車載低圧システムを構成する低圧バッテリ12に印加するものである。詳しくは、コンバータユニット20a,20b,20cは、それぞれその一対の出力端子が高電位側ラインLhとグランドラインLgとに接続されており、高電位側ラインLhは、低圧バッテリ12の正極に接続されている。ここで、低圧バッテリ12は、車載補機類の電源となるものであり、特に制御装置14の電源となる。制御装置14は、コンバータユニット20a,20b,20cを操作することで、これらの出力電圧を制御する制御装置である。詳しくは、制御装置14は、コンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれに、信号線Lsa、Lsb、Lscを介してその動作開始及び停止を指令する指令信号sa,sb,scを出力することで、コンバータユニット20a,20b,20cの起動、停止の操作を行う。
All of the
図2に、コンバータユニット20a,20b,20c(図中、これらをコンバータユニット20と総括表記)の回路構成を示す。
FIG. 2 shows a circuit configuration of
図示されるように、コンバータユニット20a,20b,20cは、DCDCコンバータ22を備えている。DCDCコンバータ22は、絶縁型の降圧コンバータ回路である。すなわち、トランス22bと、上記正極ラインLp及び負極ラインLmに接続される1次側回路22aと、上記高電位側ラインLh及びグランドラインLgに接続される2次側回路22cとを備えている。DCDCコンバータ22の2次側のうち、高電位側ラインLhに接続される電気経路には、電流センサ24が設けられている。また、高電位側ラインLh及びグランドラインLgのそれぞれに接続される電気経路間には、電圧センサ26が接続されている。これら電流センサ24による出力電流の検出値や、電圧センサ26による出力電圧の検出値は、操作部28に取り込まれる。
As illustrated, the
操作部28は、上記信号線Ls(Lsa,Lsb,Lscの総括表記)を介して入力される指令信号に基づき、DCDCコンバータ22を稼動、停止制御する。すなわち、上記出力電流や出力電圧に基づき、これらをフィードバック制御するうえで適切な値となるように、DCDCコンバータ22の各スイッチング素子に操作信号g1〜g4を出力する。ここで、操作信号は、オン・オフの一周期に対するオン時間の比率(時比率)を、出力電流や出力電圧を制御するための操作量とする信号である。特に、操作部28は、上記一周期の逆数であるスイッチング周波数についての拡散パターンを記憶しており、これに基づき操作信号を出力することでスイッチング制御を行う。
The
図3に、操作部28に記憶された拡散周波数のパターンを示す。
FIG. 3 shows a spread frequency pattern stored in the
図示されるように、拡散周波数のパターンは、互いに相違する6個のスイッチング周波数f1〜f6の時系列パターンである。このパターンに従ってスイッチング制御を行うことで、スイッチング周波数f1、f2、f3、f4、f5、f6のそれぞれに従ったスイッチングが周期的になされることとなる。ここで、本実施形態では、コンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれの操作部28の記憶する拡散パターンの位相が互いに相違する。すなわち、いずれの拡散パターンもf1〜f6の順に周期的にスイッチング制御を行う旨を定めたパターンであることには相違ないが、第1番目のスイッチング制御に採用されるスイッチング周波数が互いに相違するように設定されている。これにより、コンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれにおいて、これらの記憶するパターンに従って同時にスイッチング制御が開始されるなら、拡散パターンに従ったスイッチング制御がなされることとなるものの、周期的なスイッチング制御の位相が互いに相違することとなる。
As illustrated, the spread frequency pattern is a time-series pattern of six switching frequencies f1 to f6 that are different from each other. By performing switching control according to this pattern, switching according to each of the switching frequencies f1, f2, f3, f4, f5, and f6 is periodically performed. Here, in the present embodiment, the phases of the diffusion patterns stored in the
これにより、コンバータユニット20a,20b,20c間で、同一タイミングにおけるスイッチング周波数が互いに相違することとなるため、スイッチング周波数を拡散させることができる。
As a result, the switching frequencies at the same timing are different between the
更に、上記スイッチング周波数は、図4に示されるように、AM放送帯域において、互いの高調波が一致しないように設定されている。これは、本実施形態では、スイッチング周波数を「百数十〜数百kHz(図では、百数十kHz)」としており、比較的低次の高調波がAM放送帯域と重なることに鑑みた設定である。高調波同士が一致しないようにすることで、特定の放送局の周波数のノイズが特に大きくなることを回避する。 Further, as shown in FIG. 4, the switching frequency is set so that the harmonics of each other do not coincide in the AM broadcast band. In this embodiment, the switching frequency is set to “hundreds to hundreds of kHz (hundreds of hundreds of kHz in the figure)”, and a setting in consideration of the fact that relatively lower harmonics overlap with the AM broadcast band. It is. By making the harmonics not coincide with each other, it is possible to avoid a particularly large noise at a specific broadcasting station frequency.
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1)コンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれの操作部28の記憶する拡散パターンの位相を互いに相違させた。これにより、特定のスイッチング周波数やその高調波におけるノイズレベルを抑制することが可能となる。
(1) The phases of the diffusion patterns stored in the
(2)拡散パターン内の複数のスイッチング周波数が、AM放送領域において、互いに共通の高調波成分を有しないようにした。これにより、AM放送領域における特定の周波数のノイズレベルが特に大きくなる事態を回避することができる。 (2) A plurality of switching frequencies in the diffusion pattern are made not to have a common harmonic component in the AM broadcast region. As a result, it is possible to avoid a situation in which the noise level of a specific frequency in the AM broadcast area becomes particularly large.
(3)拡散パターンにおいて互いに相違するスイッチング周波数の数を、コンバータユニット20a,20b,20cの数の2倍以上とした。これにより、同時に同一のスイッチング周波数が用いられることや、時系列上隣接するスイッチング同士でスイッチング周波数が同一となることを回避することができる。
(3) The number of switching frequencies different from each other in the diffusion pattern is set to be twice or more the number of
(4)各コンバータユニット20a,20b,20cに制御装置14から起動、停止の指令を出力するようにした。これにより、コンバータユニット20a,20b,20c同士の通信を可能とする手段を有しなくても、コンバータユニット20a,20b,20c間で容易に位相にずれを生じさせることができる。
(4) A start / stop command is output from the
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
図5に、本実施形態にかかる拡散パターンを示す。図示されるように、本実施形態では、周期的に変更されるスイッチング周波数の時系列パターンの一周期の逆数Fを、可聴周波数に応じた閾値周波数Fth以上に設定する。これにより、特定のスイッチング周波数の高調波が特定のAM放送周波数領域に重なったとしても、いったん重なりが生じてから次に重なりが生じるまでの時間の逆数を閾値周波数Fth以上とすることができる。このため、閾値周波数Fthを、人間が知覚できない周波数とすることで、AM放送の受信に際して、スピーカーから人間に知覚できるノイズが生じる事態を好適に回避することができる。ここで、閾値周波数Fthは、例えば「20kHz」以上とすればよい。これは、可聴周波数が「20Hz〜20kHz」といわれていることによる。もっとも、この設定は絶対的なものではない。実際、人間の聴力には個人差があり、例えば「20kHz」の音波をキャッチできる人間は稀である。このため、上記拡散周波数を、例えば「15kHz」以上に設定しても顕著な効果が得られる。 FIG. 5 shows a diffusion pattern according to this embodiment. As illustrated, in this embodiment, the reciprocal number F of one period of the time-series pattern of the switching frequency that is periodically changed is set to be equal to or higher than the threshold frequency Fth corresponding to the audible frequency. Thereby, even if the harmonic of a specific switching frequency overlaps with a specific AM broadcast frequency region, the reciprocal of the time from when the overlap occurs until the next overlap can be made equal to or higher than the threshold frequency Fth. For this reason, by setting the threshold frequency Fth to a frequency that cannot be perceived by humans, it is possible to suitably avoid a situation in which noise that can be perceived by humans from speakers is generated when receiving AM broadcasts. Here, the threshold frequency Fth may be, for example, “20 kHz” or more. This is because the audible frequency is said to be “20 Hz to 20 kHz”. However, this setting is not absolute. Actually, there are individual differences in human hearing ability, and for example, human beings who can catch a sound wave of “20 kHz” are rare. For this reason, even if the spreading frequency is set to, for example, “15 kHz” or more, a remarkable effect can be obtained.
こうした設定によれば、高次高調波同士がAM放送領域内で一致しないような設定にしなくても、AM放送の受信に際して人間に知覚できるノイズを好適に抑制又は回避することができる。もっとも、特定の周波数帯域のノイズが特に大きくなる事態を回避する観点からは、高次高調波同士が一致しない設定を行うことは有効である。 According to such a setting, it is possible to suitably suppress or avoid noise that can be perceived by humans when receiving an AM broadcast, without setting so that the higher harmonics do not match within the AM broadcast area. However, from the viewpoint of avoiding a situation where noise in a specific frequency band is particularly large, it is effective to perform a setting in which high-order harmonics do not match.
以上詳述した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記効果に準じた効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described above in detail, the following effects can be obtained in addition to the effects according to the above-described effects of the first embodiment.
(5)拡散パターンの一周期の逆数を、可聴周波数以上に設定した。これにより、AM放送の受信に際し、再生された音声信号に可聴領域内のノイズが生じることを回避することができる。 (5) The reciprocal of one cycle of the diffusion pattern was set to be higher than the audible frequency. Thereby, it is possible to avoid the occurrence of noise in the audible area in the reproduced audio signal when receiving the AM broadcast.
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
複数のコンバータユニット20a,20b,20cを用いる場合、これらには個体差があるのが常である。このため、先の図3に示した拡散パターンの一周期の時間が実際には、コンバータユニット20a,20b,20c毎で微妙にずれるおそれがある。そしてこの場合には、先の図3に示したパターンによって当初設定しておいた位相のずれ量がスイッチング制御の継続につれて変化するおそれがある。
When a plurality of
そこで本実施形態では、上記位相のずれの時間変化を補正する処理を行う。 Therefore, in the present embodiment, processing for correcting the temporal change of the phase shift is performed.
図6に、本実施形態にかかる位相ずれの時間変化の補正処理の手順を示す。この処理は、制御装置14によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 6 shows the procedure of the correction process of the time variation of the phase shift according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
この一連の処理では、まずステップS10において、コンバータユニット20a,20b,20cを一時停止させる処理が実行された直後であるか否かを判断する。そして、実行直後であると判断される場合、ステップS12において、コンバータユニット20a,20b,20cに起動指令を出力する。これにより、コンバータユニット20a,20b,20cは、先の図3に示した拡散パターンに従ってスイッチング制御を行うようになる。
In this series of processes, first, in step S10, it is determined whether or not it is immediately after the process of temporarily stopping
ステップS12の処理が完了する場合や、ステップS10において否定判断される場合には、ステップS14において、コンバータユニット20a,20b,20cを起動してからの稼動時間を計時する計時処理を行う。続くステップS16においては、計時された時間が所定時間以上であるか否かを判断する。この所定時間は、コンバータユニット20a,20b,20cの個体差に起因して、拡散パターンに従ったスイッチング制御同士の位相のずれが、先の図3に示したものから規定値以上ずれると想定される時間に設定されている。ここで、規定値は、互いのスイッチング周波数が一致するようになるずれよりも小さい値である。そして、所定時間以上である場合には、ステップS18において、コンバータユニット20a,20b,20cの一時停止処理を行う。これにより、低圧バッテリ12等の車載補機類への電力供給の有無にかかわらず、コンバータユニット20a,20b,20cが一時的に停止されることとなる。なお、ステップS18の処理が完了する場合や、ステップS16において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。
When the process of step S12 is completed or when a negative determination is made in step S10, a time measuring process is performed in step S14 to measure the operating time after starting the
以上詳述した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記効果に準じた効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described above in detail, the following effects can be obtained in addition to the effects according to the above-described effects of the first embodiment.
(6)コンバータユニット20a,20b,20cが所定時間稼動される毎にこれを一時停止させる信号をコンバータユニット20a,20b,20cに出力し、その後稼働を指令する信号をコンバータユニット20a,20b,20cに出力した。これにより、稼働時間が長くなることによる位相のずれの時間変化を補正することができる。
(6) Each time the
(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
先の第1の実施形態では、コンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれに記憶する拡散パターン同士の位相を相違させた。これに対し、本実施形態では、図7に示すように、コンバータユニット20a,20b,20cの記憶する拡散パターンの位相を互いに同一とする。そして、コンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれに対する起動指令のタイミングをずらすことで、コンバータユニット20a,20b,20c同士で拡散パターンの位相を互いにずらす。
In the first embodiment, the phases of the diffusion patterns stored in the
図8に、本実施形態にかかる拡散パターンの位相の設定手法を示す。詳しくは、図8(a)に、コンバータユニット20aへの指令信号saの推移を示し、図8(b)に、コンバータユニット20bへの指令信号sbの推移を示し、図8(c)に、コンバータユニット20cへの指令信号scの推移を示す。
FIG. 8 shows a method for setting the phase of the diffusion pattern according to this embodiment. Specifically, FIG. 8A shows the transition of the command signal sa to the converter unit 20a, FIG. 8B shows the transition of the command signal sb to the
図示されるように、本実施形態では、コンバータユニット20bへの起動指令の出力後、「1/f1+1/f2」だけ経過することで、コンバータユニット20cに起動指令を
出力する。更にその後、「1/f3+1/f4」だけ経過することで、コンバータユニット20aに起動指令を出力する。これによっても、コンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれのスイッチング制御において、互いの位相を先の図3に示したものに準じた態様にてずらすことができる。
As shown in the figure, in this embodiment, after the start command is output to the
以上詳述した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記効果に準じた効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described above in detail, the following effects can be obtained in addition to the effects according to the above-described effects of the first embodiment.
(7)コンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれに対して、開始を指令する指令信号の出力タイミングをずらした。これにより、コンバータユニット20a,20b,20cに記憶された情報が同一であるか否かにかかわらず、時系列パターンの位相を好適にずらすことができる。
(7) The output timing of the command signal for instructing the start is shifted with respect to each of the
(第5の実施形態)
以下、第5の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a fifth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment.
本実施形態では、図9に示すように、制御装置14からコンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれに対し、拡散パターン上の時点を指定する時点指定信号snを出力する機能を有する。これにより、例えばコンバータユニット20a,20b,20cに、記憶された拡散パターンの第1スイッチングの時点である旨の信号を同時に出力することで、コンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれが先の図3に示した拡散パターンの最初からスイッチングをし始めるようにすることができる。このため、コンバータユニット20a,20b,20c同士の個体差により、スイッチング制御の継続に連れて互いの拡散パターン同士の位相ずれに時間変化が生じてもこれを補正することができる。なお、上記時点指定信号snの出力周期は、先の図6のステップS16の処理における所定時間程度としてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the
以上詳述した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記効果に準じた効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described above in detail, the following effects can be obtained in addition to the effects according to the above-described effects of the first embodiment.
(8)拡散パターン上の時点を指定する時点指定信号snをコンバータユニット20a,20b,20cに出力した。これにより、コンバータユニット20a,20b,20cが、現在、拡散パターン上のどの時点に居るべきかを把握することができるため、コンバータユニット20a,20b,20c同士が直接通信することなく、互いの位相のずれ量を調節することができる。
(8) The time designation signal sn for designating the time on the diffusion pattern is output to the
(第6の実施形態)
以下、第6の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Sixth embodiment)
Hereinafter, the sixth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
本実施形態では、図10に示すように、制御装置14からコンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれに対し、拡散パターンに関する情報を重畳した信号sfを出力する機能を有する。これにより、例えば、制御装置14からコンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれに先の図3に示した拡散パターンを出力することで、コンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれの拡散パターン同士で位相のずれを生じさせることができる。また例えば、先の図6のステップS16の処理における所定時間の経過毎に、コンバータユニット20a,20b,20cの拡散パターンを初期化すべく、新たに信号sfを出力するなどすることで、コンバータユニット20a,20b,20cの個体差に起因した位相の時間変化を補正することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the
以上詳述した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記効果に準じた効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described above in detail, the following effects can be obtained in addition to the effects according to the above-described effects of the first embodiment.
(9)制御装置14からコンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれに拡散パターンに関する情報を出力した。これにより、拡散パターン同士の位相をコンバータユニット20a,20b,20c毎にずらしたり、位相のずれの時間変化を補正したりすることができる。
(9) Information related to the diffusion pattern is output from the
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
・上記各実施形態では、AM放送領域内においてスイッチング周波数の「全ての」高次高調波同士が互いに一致しないようにしたがこれに限らない。例えば、同次数の高次高調波同士が互いに一致しないようにしてもよい。 In each of the above embodiments, “all” high-order harmonics of the switching frequency are not matched with each other in the AM broadcast area, but this is not a limitation. For example, high-order harmonics of the same order may not match each other.
・上記各実施形態では、AM放送領域内においてスイッチング周波数の全ての高次高調波同士が互いに「一致」しないようにしたがこれに限らない。例えば、高次高調波同士の間隔がAM放送の占有周波数帯幅以内とならないようにしてもよい。 In each of the above embodiments, all the high-order harmonics of the switching frequency are not “matched” with each other in the AM broadcast area, but this is not restrictive. For example, the interval between high-order harmonics may not be within the occupied frequency bandwidth of AM broadcasting.
・上記各実施形態では、「AM放送領域」内においてスイッチング周波数の高次高調波同士が互いに一致しないようにしたがこれに限らない。例えば、SW放送領域内においてスイッチング周波数の高次高調波同士が互いに一致しないようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the high-order harmonics of the switching frequency are not matched with each other in the “AM broadcast area”, but the present invention is not limited to this. For example, the higher harmonics of the switching frequency may not match each other in the SW broadcast area.
・上記第1の実施形態では、コンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれの操作部28に記憶される時系列パターンの位相を互いにずらして且つ、DCDCコンバータ22の駆動開始タイミングを同時とするようにしたがこれに限らない。例えば、コンバータユニット20a,20bの駆動開始タイミング間と、コンバータユニット20b,20cの駆動開始タイミング間とを、それぞれ時系列パターンの一周期(「1/F」)だけ離間させてもよい。
In the first embodiment, the phases of the time series patterns stored in the
・上記第2の実施形態では、時系列パターンの1周期の逆数であるパターン周波数Fを可聴周波数の上限値以上としたがこれに限らず、可聴周波数の下限値以下(例えば「20Hz」以下)としてもよい。 In the second embodiment, the pattern frequency F, which is the reciprocal of one period of the time-series pattern, is set to the upper limit value of the audible frequency or more. However, the present invention is not limited to this and is not more than the lower limit value of the audible frequency (for example, “20 Hz” or less). It is good.
・上記各実施形態では、拡散パターンの一周期に一度、コンバータユニット20a,20b,20c同士でスイッチング信号の立ち上がりエッジのタイミングが同期する構成となるが、これに限らない。例えば先の第1の実施形態において、コンバータユニット20a,20b,20cのそれぞれへの起動指令をスイッチング周波数の最小値以下の時間内で互いにずらしたタイミングで出力することで、立ち上がりエッジのタイミングが拡散パターンの一周期において全て一致しないようにしてもよい。
In each of the above-described embodiments, the timing of the rising edge of the switching signal is synchronized between the
・スペクトラム拡散によって拡散されたスイッチング周波数の数は、上記各実施形態で例示したものに限らない。要は、DCDCコンバータ22の数よりも多ければよい。ただしこの際、スイッチング期間(オン・オフの一周期)のうち互いに隣接するもの同士で利用されるスイッチング周波数の全てが等しくはならないようにすることが望ましい。また、上記各実施形態のように、1のスイッチング期間において使用されるスイッチング周波数に共通なものが存在しないようにすることや、隣接するもの同士で利用されるスイッチング周波数が全て相違することがより望ましい。これらを満たすためには、拡散されたスイッチング周波数の数を、DCDCコンバータ22の数の2倍以上とすればよい。
The number of switching frequencies spread by spread spectrum is not limited to those exemplified in the above embodiments. In short, it is sufficient if it is larger than the number of
・上記各実施形態では、複数のDCDCコンバータ22のそれぞれ毎に、これを操作する操作部28を備えたがこれに限らない。例えばDCDCコンバータ22の全てを一括して操作する操作部を制御装置14が備える構成としてもよい。
In each of the above embodiments, each of the plurality of
・DCDCコンバータ22の回路構成としては、先の図2等において例示したものに限らず、例えば特開平5−276751号公報に例示されているタイプの部分共振型のコンバータであってもよい。また、DCDCコンバータ22としては、降圧コンバータにも限らない。また、DCDCコンバータ22の出力電流を検出する手段としては、上記電流センサ24に限らず、1次側を流れる電流の検出値を2次側電流に換算する手段であってもよい。
The circuit configuration of the
・コンバータユニット20の数としては、「3」に限らず、「2」個又は「4」個以上であってもよい。
The number of
10…高圧バッテリ、14…制御装置、20a,20b,20c…コンバータユニット、22…DCDCコンバータ、28…操作部。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記DCDCコンバータが2以上のDCDCコンバータからなり、
互いに相違する複数のスイッチング周波数を含む時系列パターンに従って前記スイッチング素子を操作するスペクトラム拡散手段を備え、
前記スペクトラム拡散手段は、前記DCDCコンバータ毎に、前記時系列パターンの位相をずらし、
前記時系列パターン内の前記複数のスイッチング周波数は、所定の無線放送領域において、互いに共通の高調波成分を有しないことを特徴とするスイッチング装置。 For a DCDC converter that converts a DC input voltage into a DC voltage having a different voltage value and outputs the DC voltage, a switching device that operates a switching element included in the DCDC converter,
The DCDC converter comprises two or more DCDC converters;
Spread spectrum means for operating the switching element according to a time-series pattern including a plurality of different switching frequencies,
The spread spectrum means shifts the phase of the time series pattern for each DCDC converter ,
The switching device according to claim 1, wherein the plurality of switching frequencies in the time series pattern do not have a harmonic component common to each other in a predetermined radio broadcast region .
前記記憶手段に記憶された前記時系列パターンに関する情報は、前記各DCDCコンバータ毎に、その開始時の位相が相違する情報であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のスイッチング装置。 The spread spectrum means includes a storage means for storing information related to the time series pattern, and an operation means for operating the switching element for each DCDC converter,
Information regarding the time-series pattern stored in said storage means, said each DCDC converter according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the starting phase is information different Switching device.
前記記憶手段に記憶された前記時系列パターンに関する情報は、前記各DCDCコンバータ同士でその開始時の位相が一致した情報であり、
前記指令信号出力手段は、前記操作手段毎に、前記開始を指令する指令信号の出力タイミングをずらすことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のスイッチング装置。 The spread spectrum means includes storage means for storing information related to the time series pattern and operation means for operating the switching element for each DCDC converter, and the operation means operates the switching element. Command signal output means for outputting a command signal for commanding the start of
The information on the time series pattern stored in the storage means is information in which the phases at the start of the DCDC converters coincide with each other,
The command signal output means for each of said operating means, the switching device according to any one of claims 1 to 6, wherein the shifting the output timing of the command signal for commanding the start.
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