JP6959753B2 - Power conversion circuit control device, power conversion device - Google Patents
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Description
本発明は、電力変換回路の制御装置と、制御装置を備える電力変換装置とに関する。 The present invention relates to a control device for a power conversion circuit and a power conversion device including the control device.
従来、特許文献1に見られるように、同期整流が行われるようにスイッチがオンオフされることにより、入力される交流電力を直流電力に変換して出力する整流部を備える電力変換回路が知られている。
Conventionally, as seen in
この電力変換回路では、電力変換回路から外部に供給すべき負荷電流値が小さい状況下、整流部において出力側から入力側への電流の逆流が生じないようにスイッチがオフされる。スイッチのオフタイミングは、例えば、電力変換回路の入力電圧値及び出力電圧値に基づいて設定される。これにより、整流部で発生する損失の低減を図っている。 In this power conversion circuit, when the load current value to be supplied from the power conversion circuit to the outside is small, the switch is turned off so that the backflow of the current from the output side to the input side does not occur in the rectifier unit. The off timing of the switch is set based on, for example, the input voltage value and the output voltage value of the power conversion circuit. As a result, the loss generated in the rectifying unit is reduced.
ここで、逆流を防止するためのスイッチの適切なオフタイミングを設定できないことがある。例えば、電力変換回路の入力,出力電圧値を検出するセンサの検出精度が経時変化によって低下することにより、スイッチの適切なオフタイミングを設定できないことがある。適切なオフタイミングを設定できない場合、同期整流が行われるときに整流部で発生する損失の低減効果が低下し得る。 Here, it may not be possible to set an appropriate off-timing of the switch to prevent backflow. For example, the detection accuracy of the sensor that detects the input and output voltage values of the power conversion circuit deteriorates with time, so it may not be possible to set the appropriate off timing of the switch. If an appropriate off-timing cannot be set, the effect of reducing the loss generated in the rectifying unit when synchronous rectification is performed may be reduced.
本発明は、同期整流が行われるときに整流部で発生する損失の低減効果の低下を抑制できる電力変換回路の制御装置、及び制御装置を備える電力変換装置を提供することを主たる目的とする。 An object of the present invention is to provide a control device of a power conversion circuit capable of suppressing a decrease in the effect of reducing a loss generated in a rectifying unit when synchronous rectification is performed, and a power conversion device including the control device.
第1の発明は、スイッチを有し、同期整流が行われるように前記スイッチがオンオフされることにより、入力される交流電力を直流電力に変換して出力する整流部を備える電力変換回路に適用され、前記整流部において出力側から入力側への電流の逆流を検出する逆流検出部と、前記逆流検出部の検出結果に基づいて、前記スイッチのオフタイミングを補正する補正部と、を備える。 The first invention is applied to a power conversion circuit having a switch and including a rectifying unit that converts input AC power into DC power and outputs it by turning the switch on and off so that synchronous rectification is performed. The rectifier unit includes a backflow detection unit that detects the backflow of current from the output side to the input side, and a correction unit that corrects the off timing of the switch based on the detection result of the backflow detection unit.
第1の発明では、整流部において出力側から入力側への電流の逆流が逆流検出部により検出される。補正部は、逆流検出部の検出結果に基づいて、スイッチのオフタイミングを補正する。これにより、整流部における逆流の発生を抑制し、同期整流が行われる場合に整流部で発生する損失の低減効果の低下を抑制できる。 In the first invention, the backflow of the current from the output side to the input side is detected by the backflow detection unit in the rectifying unit. The correction unit corrects the off timing of the switch based on the detection result of the backflow detection unit. As a result, it is possible to suppress the occurrence of backflow in the rectifying unit and suppress the decrease in the effect of reducing the loss generated in the rectifying unit when synchronous rectification is performed.
なお第1の発明は、第2の発明のように具体化することができる。第2の発明では、前記電力変換回路は、入力側スイッチがオンオフされることにより、入力される直流電力を交流電力に変換して出力するスイッチ回路を備え、前記スイッチ回路の出力側が前記整流部の入力側に接続されている。第2の発明は、前記スイッチ回路から前記整流部へと電力を供給するために前記入力側スイッチをオンするとともに、前記同期整流を行うために前記整流部の出力側スイッチをオンし、その後前記スイッチ回路から前記整流部への電力の供給を停止するために前記入力側スイッチをオフしてから遅延時間経過したタイミングにおいて、前記同期整流を停止するために前記出力側スイッチをオフするスイッチ制御部を備え、前記補正部は、前記逆流検出部の検出結果に基づいて、前記遅延時間を補正することにより、前記出力側スイッチのオフタイミングを補正する。 The first invention can be embodied like the second invention. In the second invention, the power conversion circuit includes a switch circuit that converts the input DC power into AC power and outputs the power when the input side switch is turned on and off, and the output side of the switch circuit is the rectifier unit. It is connected to the input side of. The second invention is to turn on the input side switch to supply power from the switch circuit to the rectifying unit, turn on the output side switch of the rectifying unit to perform the synchronous rectification, and then turn on the output side switch. A switch control unit that turns off the output side switch to stop the synchronous rectification at a timing when a delay time has elapsed since the input side switch was turned off to stop the supply of power from the switch circuit to the rectifier unit. The correction unit corrects the off timing of the output side switch by correcting the delay time based on the detection result of the backflow detection unit.
第3の発明では、前記スイッチ制御部は、前記スイッチ回路から前記整流部へと電力を供給するために前記入力側スイッチをオンするとともに、前記同期整流を行うために前記出力側スイッチをオンする動作と、その後前記スイッチ回路から前記整流部への電力の供給を停止するために前記入力側スイッチをオフしてから前記遅延時間経過したタイミングにおいて、前記同期整流を停止するために前記出力側スイッチをオフする動作とを交互に繰り返し、前記逆流検出部は、前記スイッチ回路から前記整流部への電力の供給を停止するために前記入力側スイッチがオフされてから、前記スイッチ回路から前記整流部へと電力を供給するために前記入力側スイッチが再度オンされるまでの判定期間において、前記逆流を検出し、前記補正部は、今回の前記判定期間における前記逆流検出部の検出結果に基づいて、前記出力側スイッチの次回のオフタイミングを定めるための前記遅延時間を補正する。 In the third invention, the switch control unit turns on the input side switch to supply power from the switch circuit to the rectifying unit, and turns on the output side switch to perform the synchronous rectification. The output side switch for stopping the synchronous rectification at the timing when the delay time elapses after the operation and then the input side switch is turned off to stop the supply of power from the switch circuit to the rectifying unit. The backflow detection unit alternately repeats the operation of turning off, and after the input side switch is turned off in order to stop the supply of power from the switch circuit to the rectifying unit, the rectifying unit from the switch circuit. The backflow is detected in the determination period until the input side switch is turned on again to supply power to the power, and the correction unit is based on the detection result of the backflow detection unit in the current determination period. , The delay time for determining the next off timing of the output side switch is corrected.
第3の発明によれば、逆流が検出された直後の出力側スイッチのオフタイミングを補正できる。このため、出力側スイッチのオフタイミングを都度適切なタイミングに維持することができ、逆流の発生を的確に抑制できる。 According to the third invention, the off timing of the output side switch immediately after the backflow is detected can be corrected. Therefore, the off timing of the output side switch can be maintained at an appropriate timing each time, and the occurrence of backflow can be accurately suppressed.
ここで前記スイッチ回路としては、例えば第4の発明のように、前記入力側スイッチを有し、前記入力側スイッチがオンオフされることにより、入力される直流電力を交流電力に変換して出力する変換回路と、前記変換回路の出力側に接続された1次コイル、及び前記1次コイルと磁気結合してかつ前記整流部の入力側に接続された2次コイルを有するトランスと、を備えるものを用いることができる。 Here, as the switch circuit, for example, as in the fourth invention, the input side switch is provided, and when the input side switch is turned on and off, the input DC power is converted into AC power and output. A transformer including a conversion circuit, a primary coil connected to the output side of the conversion circuit, and a transformer having a secondary coil magnetically coupled to the primary coil and connected to the input side of the rectifying unit. Can be used.
第5の発明では、前記電力変換回路は、前記整流部から出力される直流電力を外部に出力する出力部と、リアクトル及びコンデンサを有し、前記整流部と前記出力部とを接続する電気経路に設けられたLCフィルタと、を備える。第5の発明では、前記逆流検出部は、前記1次コイルに流れる電流値、前記2次コイルに流れる電流値、前記整流部に流れる電流値、及び前記リアクトルに流れる電流値のうち少なくとも1つを判定用パラメータとして取得し、取得した前記判定用パラメータに基づいて、前記逆流を検出する。 In a fifth invention, the power conversion circuit has an output unit that outputs DC power output from the rectifier unit to the outside, a reactor, and a capacitor, and is an electric path that connects the rectifier unit and the output unit. The LC filter provided in the above is provided. In the fifth invention, the backflow detection unit is at least one of a current value flowing through the primary coil, a current value flowing through the secondary coil, a current value flowing through the rectifying unit, and a current value flowing through the reactor. Is acquired as a determination parameter, and the backflow is detected based on the acquired determination parameter.
1次コイルに流れる電流値、2次コイルに流れる電流値、整流部に流れる電流値、及びリアクトルに流れる電流値のそれぞれは、整流部において出力部側からスイッチ回路側へと流れる電流値と相関を有する。このため第5の発明では、上記判定用パラメータに基づいて逆流を検出することにより、逆流の検出精度を高めることができる。 The current value flowing through the primary coil, the current value flowing through the secondary coil, the current value flowing through the rectifier section, and the current value flowing through the reactor each correlate with the current value flowing from the output section side to the switch circuit side in the rectifier section. Has. Therefore, in the fifth invention, the backflow detection accuracy can be improved by detecting the backflow based on the above-mentioned determination parameter.
なお第5の発明は、例えば第6の発明のように具体化することができる。第6の発明では、前記逆流検出部は、取得した前記判定用パラメータの絶対値が閾値よりも小さくなったことをもって前記逆流が生じたことを検出し、前記閾値は、前記出力側スイッチの電流容量及び前記出力側スイッチの許容上限温度のうち少なくとも1つに基づいて設定されている。 The fifth invention can be embodied as in the sixth invention, for example. In the sixth invention, the backflow detection unit detects that the backflow has occurred when the acquired absolute value of the determination parameter becomes smaller than the threshold value, and the threshold value is the current of the output side switch. It is set based on the capacitance and at least one of the allowable upper limit temperatures of the output side switch.
第7の発明は、第1〜6のいずれか1つの発明の制御装置と、前記電力変換回路と、を備える電力変換装置である。 A seventh invention is a power conversion device including the control device of any one of the first to sixth inventions and the power conversion circuit.
(第1実施形態)
以下、本発明に係る制御装置を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、制御装置は電力変換システムを構成する。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment in which the control device according to the present invention is embodied will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the control device constitutes a power conversion system.
図1に示すように、電力変換装置10は、スイッチング電源装置としてのDCDCコンバータである。本実施形態において電力変換装置10は、フルブリッジ型の降圧コンバータである。
As shown in FIG. 1, the
電力変換装置10は、入力部としての第1入力端子Ci1及び第2入力端子Ci2を備えている。第1入力端子Ci1には、高圧蓄電池30の正極端子が接続され、第2入力端子Ci2には、高圧蓄電池30の負極端子が接続されている。
The
電力変換装置10は、出力部としての第1出力端子Co1及び第2出力端子Co2を備えている。第1出力端子Co1には、給電対象40の正極端子が接続され、第2出力端子Co2には、給電対象40の負極端子が接続されている。
The
電力変換装置10は、高圧蓄電池30から第1,第2入力端子Ci1,Ci2を介して入力される電圧(例えば288V)を降圧し、降圧した電圧(例えば14V)を第1,第2出力端子Co1,Co2を介して給電対象40に供給する。なお、高圧蓄電池30は、例えばリチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池等の2次電池である。また、給電対象40は、高圧蓄電池30よりも出力電圧の低い低圧蓄電池と、電気負荷とを含む。低圧蓄電池は、例えば鉛蓄電池である。電気負荷は、例えばヘッドランプ等を含む。
The
電力変換装置10は、平滑コンデンサ11と、変換回路12と、トランス13とを備えている。平滑コンデンサ11の第1端には第1入力端子Ci1が接続され、第2端には第2入力端子Ci2が接続されている。なお本実施形態において、変換回路12及びトランス13がスイッチ回路に相当する。
The
変換回路12は、入力側スイッチに相当する第1〜第4スイッチQ1〜Q4を備え、入力される直流電圧を交流電圧に変換してトランス13を構成する1次コイル13aに供給する。本実施形態において、各スイッチQ1〜Q4は、NチャネルMOSFETである。なお第1,第2,第3,第4スイッチQ1,Q2,Q3,Q4には、フリーホイールダイオードとして機能する第1,第2,第3,第4ダイオードD1,D2,D3,D4が逆並列接続されている。各ダイオードD1,D2,D3,D4は、例えばボディダイオードである。
The
第1,第2スイッチQ1,Q2のドレインには、第1入力端子Ci1が接続され、第3,第4スイッチQ3,Q4のソースには、第2入力端子Ci2が接続されている。第1スイッチQ1のソースと第3スイッチQ3のドレインとが接続され、第2スイッチQ2のソースと第4スイッチQ4のドレインとが接続されている。第1スイッチQ1及び第3スイッチQ3の接続点には、1次コイル13aの第1端が接続され、第2スイッチQ2及び第4スイッチQ4の接続点には、1次コイル13aの第2端が接続されている。
The first input terminal Ci1 is connected to the drains of the first and second switches Q1 and Q2, and the second input terminal Ci2 is connected to the sources of the third and fourth switches Q3 and Q4. The source of the first switch Q1 and the drain of the third switch Q3 are connected, and the source of the second switch Q2 and the drain of the fourth switch Q4 are connected. The first end of the
トランス13は、2次コイル13bを備えている。本実施形態において、2次コイル13bは、中間タップMtを備えている。
The
電力変換装置10は、整流部14を備えている。整流部14は、同期整流により、2次コイル13bから出力される交流電流を直流電流に変換する整流機能を有している。整流部14は、第5スイッチQ5、第6スイッチQ6、第1整流ダイオードDa及び第2整流ダイオードDbを備えている。本実施形態において、第5,第6スイッチQ5,Q6は、NチャネルMOSFETであり、出力側スイッチに相当する。
The
2次コイル13bの第1端には、第1整流ダイオードDaのアノードが接続され、2次コイル13bの第2端には、第2整流ダイオードDbのアノードが接続されている。第1整流ダイオードDaのアノードには、第5スイッチQ5のソースが接続され、第1整流ダイオードDaのカソードには、第5スイッチQ5のドレインが接続されている。第2整流ダイオードDbのアノードには、第6スイッチQ6のソースが接続され、第2整流ダイオードDbのカソードには、第6スイッチQ6のドレインが接続されている。第1整流ダイオードDaのカソードには、第1電気経路15aを介して第1出力端子Co1が接続されている。中間タップMtには、第2電気経路15bを介して第2出力端子Co2が接続されている。なお、各整流ダイオードDa,Dbは、各スイッチQ5,Q6のボディダイオードであってもよいし、各スイッチQ5,Q6に対して外付けされたダイオードであってもよい。
The anode of the first rectifying diode Da is connected to the first end of the secondary coil 13b, and the anode of the second rectifying diode Db is connected to the second end of the secondary coil 13b. The source of the fifth switch Q5 is connected to the anode of the first rectifying diode Da, and the drain of the fifth switch Q5 is connected to the cathode of the first rectifying diode Da. The source of the sixth switch Q6 is connected to the anode of the second rectifying diode Db, and the drain of the sixth switch Q6 is connected to the cathode of the second rectifying diode Db. The first output terminal Co1 is connected to the cathode of the first rectifying diode Da via the first
電力変換装置10は、第1,第2電気経路15a,15bにおいて整流部14及び各出力端子Co1,Co2の間に設けられたフィルタ回路16を備えている。フィルタ回路16は、リアクトル16a及びコンデンサ16bを備えるLCフィルタである。リアクトル16aの第1端には、第1整流ダイオードDaのカソードが接続され、リアクトル16aの第2端には、第1出力端子Co1が接続されている。コンデンサ16bの第1端には、第1電気経路15aのうちリアクトル16aの第2端よりも第1出力端子Co1側が接続されている。コンデンサ16bの第2端には、第2電気経路15bが接続されている。
The
電力変換装置10は、第1電圧検出部20、第2電圧検出部21及び1次電流検出部22を備えている。第1電圧検出部20は、第1,第2入力端子Ci1,Ci2から入力される電圧値を入力電圧値Vinとして検出する。第2電圧検出部21は、第1,第2出力端子Co1,Co2から出力される電圧値を出力電圧値Voutとして検出する。1次電流検出部22は、1次コイル13aに流れる電流値を1次電流値Itrとして検出する。
The
電力変換装置10は、各スイッチQ1〜Q6をオンオフ制御する制御装置50を備えている。
The
制御装置50は、指令電流算出部51を備えている。指令電流算出部51は、FB演算部51a及びデジタルアナログコンバータ(以下「DAC51b」と記載)を備えている。FB演算部51aは、第2電圧検出部21により検出された出力電圧値Voutを指令電圧値Vrefにフィードバック制御するための操作量として、指令電流値Irefを算出する。なおFB演算部51aにおけるフィードバック制御は、例えば比例積分制御であればよい。
The
DAC51bは、デジタル信号としての指令電流値Irefをアナログ信号としての指令電流値Id1に変換して出力する。
The
制御装置50は、スロープ生成部52、加算部53、比較器54、パルス生成部55及びドライブ回路56を備えている。
The
スロープ生成部52は、1次電流検出部22により検出された1次電流値Itrを漸増させるためのスロープ信号Islpを生成して出力する。スロープ信号Islpは、鋸波のように、時間経過とともに変化し、所定周期ごとにリセットされる。加算部53は、1次電流値Itrとスロープ信号Islpとを加算し、加算値を比較電流値Id2として出力する。
The
比較器54は、加算部53から出力された比較電流値Id2と、DAC51bから出力された指令電流値Id1との大小比較に基づいて、パルス信号である比較信号ΔIを出力する。比較器54は、比較電流値Id2が指令電流値Id1を超えた場合、論理Hの比較信号ΔIを出力する。
The
パルス生成部55は、比較器54から出力された比較信号ΔIに基づいて、各スイッチQ1〜Q6をオンオフするためのパルス幅変調信号である各制御信号G1〜G6を生成して出力する。ドライブ回路56は、パルス生成部55から出力された各制御信号G1〜G6を増幅して各スイッチQ1〜Q6に出力する。
The
続いて図2を用いて、パルス生成部55及びドライブ回路56について説明する。
Subsequently, the
パルス生成部55は、基準波生成部55a、第1NOT回路55b及び第1デッドタイム生成部55cを備えている。ドライブ回路56は、第1〜第4駆動部56a〜56dを備えている。
The
基準波生成部55aは、基準となるクロック信号MCを生成して出力する。クロック信号MCの周期は、各スイッチQ1〜Q6のスイッチング周期Tswと一致している。本実施形態において、クロック信号MCのデューティ比は一定値(例えば50%)に設定されている。
The reference
第1NOT回路55bは、クロック信号MCの論理反転信号を出力する。第1デッドタイム生成部55cは、クロック信号MCの論理がHに切り替わるタイミングをデッドタイムDT遅らせたタイミングから、クロック信号MCの論理がLに切り替わるタイミングまでの期間に渡って第1スイッチQ1をオン制御する第1制御信号G1を生成する。第1デッドタイム生成部55cは、クロック信号MCの論理反転信号の論理がHに切り替わるタイミングをデッドタイムDT遅らせたタイミングから、上記論理反転信号の論理がLに切り替わるタイミングまでの期間に渡って第3スイッチQ3をオン制御する第3制御信号G3を生成する。
The
第1駆動部56aは、第1制御信号G1に基づいて第1スイッチQ1をオンオフ制御し、第3制御信号G3に基づいて第3スイッチQ3をオンオフ制御する。 The first drive unit 56a controls the first switch Q1 on and off based on the first control signal G1, and controls the third switch Q3 on and off based on the third control signal G3.
パルス生成部55は、トグル回路部55d、第2NOT回路55e及び第2デッドタイム生成部55fを備えている。トグル回路部55dは、比較器54から出力された比較信号ΔIが論理Lから論理Hに切り替わるたびに、論理を反転させたトグル信号TCを出力する。トグル回路部55dは、例えば、現在出力しているトグル信号TCの論理がHの場合、比較信号ΔIが論理Lから論理Hに切り替わると、論理Lのトグル信号TCを出力する。なおトグル回路部55dとしては、例えばTフリップフロップが用いられればよい。
The
第2NOT回路55eは、トグル信号TCの論理反転信号を出力する。第2デッドタイム生成部55fは、トグル信号TCの論理がHに切り替わるタイミングをデッドタイムDT遅らせたタイミングから、トグル信号TCの論理がLに切り替わるタイミングまでの期間に渡って第2スイッチQ2をオン制御する第2制御信号G2を生成する。第2デッドタイム生成部55fは、トグル信号TCの論理反転信号の論理がHに切り替わるタイミングをデッドタイムDT遅らせたタイミングから、上記論理反転信号の論理がLに切り替わるタイミングまでの期間に渡って第4スイッチQ4をオン制御する第4制御信号G4を生成する。
The
第2駆動部56bは、第2制御信号G2に基づいて第2スイッチQ2をオンオフ制御し、第4制御信号G4に基づいて第4スイッチQ4をオンオフ制御する。
The
パルス生成部55は、遅延時間算出部55g、補正値算出部57及び遅延信号生成部58を備えている。遅延時間算出部55gは、遅延時間τを算出する。本実施形態において遅延時間τは、第4スイッチQ4がオフされてから第5スイッチQ5がオフされるまでの時間、及び第2スイッチQ2がオフされてから第6スイッチQ6がオフされるまでの時間である。遅延時間τは、第5,第6スイッチQ5,Q6をドレイン側からソース側へと電流が逆流することを防止する観点から設定される。
The
遅延時間算出部55gは、指令電流値Id1が電流閾値Xth以上となる連続モードである場合、遅延時間τをその最大値に設定する。ただしこの場合、遅延時間τは、第3スイッチQ3が次回オンされるまでに第5スイッチQ5がオフされ、第1スイッチQ1が次回オンされるまでに第6スイッチQ6がオフされるように設定される。
The delay
遅延時間算出部55gは、指令電流値Id1が電流閾値Xthよりも小さい不連続モードである場合、入力電圧値Vin、出力電圧値Vout及びオン時間Tonに基づいて遅延時間τを算出する。本実施形態において、オン時間Tonは、第1スイッチQ1及び第4スイッチQ4の双方がオンされる時間、又は第2スイッチQ2及び第3スイッチQ3の双方がオンされる時間である。遅延時間算出部55gは、例えば、下式(eq1)に基づいて遅延時間τを算出すればよい。なお下式(eq1)において、Laはリアクトル16aのインダクタンスを示す。
When the command current value Id1 is smaller than the current threshold Xth in the discontinuous mode, the delay
パルス生成部55は、第1RSフリップフロップ55h及び第2RSフリップフロップ55iを備えている。第1RSフリップフロップ55hのセット入力端子Sには、第1制御信号G1が入力され、リセット入力端子Rには、遅延信号生成部58から出力される遅延信号ΔIdが入力される。第1RSフリップフロップ55hの出力端子Qから出力される信号が、第5スイッチQ5を制御する第5制御信号G5となる。第3駆動部56cは、第5制御信号G5に基づいて第5スイッチQ5をオンオフ制御する。
The
第2RSフリップフロップ55iのセット入力端子Sには、第3制御信号G3が入力され、リセット入力端子Rには、遅延信号ΔIdが入力される。第2RSフリップフロップ55iの出力端子Qから出力される信号が、第6スイッチQ6を制御する第6制御信号G6となる。第4駆動部56dは、第6制御信号G6に基づいて第6スイッチQ6をオンオフ制御する。なお本実施形態において、パルス生成部55の各構成55a〜55i、及び遅延信号生成部58のうち後述する補正を行う構成以外の構成がスイッチ制御部に相当する。
The third control signal G3 is input to the set input terminal S of the second RS flip-flop 55i, and the delay signal ΔId is input to the reset input terminal R. The signal output from the output terminal Q of the second RS flip-flop 55i becomes the sixth control signal G6 that controls the sixth switch Q6. The
ここで、遅延時間算出部55gにより算出される遅延時間τが、逆流を防止するための適切な時間からずれ得る。時間がずれる要因には、第1電圧検出部20及び第2電圧検出部21の検出精度が経時変化によって低下することが含まれる。また、時間がずれる要因には、上式(eq1)において遅延時間τの算出に用いられるインダクタンスLaが、リアクトル16aの実際のインダクタンスからずれることが含まれる。
Here, the delay time τ calculated by the delay
そこで本実施形態では、適切な遅延時間τを算出するために、パルス生成部55は、補正値算出部57及び逆流検出部59を備えている。
Therefore, in the present embodiment, the
まず、図3を用いて逆流検出部59について説明する。図3には、1次電流値Itr、リアクトル16aに流れる電流値であるリアクトル電流値IL及び比較信号ΔIの推移を示す。なお図3において、1次電流値Itrは、1次コイル13aの第1端から第2端へと流れる方向が正と定義され、リアクトル電流値ILは、リアクトル16aの第1端から第2端へと流れる方向が正と定義されている。
First, the
逆流検出部59は、比較信号ΔIの論理がHに切り替わる時刻t1から、第3スイッチQ3がオンされる時刻t2までの第1判定期間Taにおいて、1次電流値Itrが低下して判定閾値Ithよりも小さくなったと判定した場合、逆流が生じたことを検出する。図3には、第1判定期間Taにおける判定閾値Ithが0よりも小さい値に設定される例を示す。また逆流検出部59は、比較信号ΔIの論理がHに切り替わる時刻t3から、第1スイッチQ1がオンされる時刻t4までの第2判定期間Tbにおいて、1次電流値Itrが上昇して判定閾値Ithよりも大きくなったと判定した場合、逆流が生じたことを検出する。図3には、第2判定期間Tbにおける判定閾値Ithが0よりも大きい値に設定される例を示す。ちなみに本実施形態では、第1判定期間Taにおける判定閾値Ithの絶対値と、第2判定期間Tbにおける判定閾値Ithの絶対値とが等しい値であるとする。
The
なお、判定閾値Ithの絶対値は、第5,第6スイッチQ5,Q6の電流容量が大きかったり、第5,第6スイッチQ5,Q6の許容上限温度が高かったりするほど、大きい値に設定されればよい。本実施形態において、電流容量は、スイッチに流せる電流値の上限値のことである。また判定閾値Ithは、第5,第6スイッチQ5,Q6の電流容量及び許容上限温度のうち少なくとも1つに基づいて設定されればよい。 The absolute value of the determination threshold value Is is set to a larger value as the current capacity of the fifth and sixth switches Q5 and Q6 is larger and the allowable upper limit temperature of the fifth and sixth switches Q5 and Q6 is higher. Just do it. In the present embodiment, the current capacity is the upper limit of the current value that can be passed through the switch. Further, the determination threshold value Is may be set based on at least one of the current capacity and the allowable upper limit temperature of the fifth and sixth switches Q5 and Q6.
続いて、補正値算出部57について説明する。
Subsequently, the correction
補正値算出部57は、逆流検出部59から逆流が生じていない旨の情報を取得した場合、補正時間Tαを0として算出する。一方、補正値算出部57は、逆流検出部59から逆流が生じた旨の情報を取得した場合、図4に示す構成で補正時間Tαを算出する。
When the correction
詳しくは、補正値算出部57は、2次電流算出部57a、指令時間算出部57b、時間偏差算出部57c及びフィードバック部57dを備えている。
Specifically, the correction
2次電流算出部57aは、判定閾値Ithと、トランス13の巻数比とに基づいて、リアクトル電流推定値Iaを算出する。本実施形態において、リアクトル電流推定値Iaは、1次コイル13aに流れる電流値が判定閾値Ithとなる場合に想定されるリアクトル電流値である。
The secondary current calculation unit 57a calculates the reactor current estimated value Ia based on the determination threshold value Is and the turns ratio of the
指令時間算出部57bは、リアクトル電流推定値Ia、リアクトル16aのインダクタンスLa及び出力電圧値Voutに基づいて、指令時間Trefを算出する。指令時間算出部57bは、例えば下式(eq2)に基づいて指令時間Trefを算出すればよい。
The command
フィードバック部57dは、時間偏差ΔTを0にフィードバック制御するための操作量として、補正時間Tαを算出する。なおフィードバック部57dにおけるフィードバック制御は、例えば比例積分制御であればよい。
The
ちなみに補正時間Tαは、制御装置50の起動時に初期化されてもよい。この場合、制御装置50が前回起動された後に算出された補正時間Tαが、今回の起動後に用いられることを防止できる。また本実施形態において、補正値算出部57と、遅延信号生成部58のうち補正処理を行う構成とが補正部に相当する。
Incidentally, the correction time Tα may be initialized when the
図5に、本実施形態に係る遅延時間τの補正処理の一例を示す。図5は、クロック信号MC、各スイッチQ1〜Q6、高圧蓄電池30から変換回路12への入力電流値Iin、リアクトル電流値IL、比較信号ΔI及び遅延信号ΔIdの推移を示すタイムチャートである。
FIG. 5 shows an example of the delay time τ correction process according to the present embodiment. FIG. 5 is a time chart showing changes in the clock signal MC, the switches Q1 to Q6, the input current value Iin from the high-
図5に示す例では、比較信号ΔIの論理がHに切り替わって第4スイッチQ4がオフされる時刻t1から、第3スイッチQ3がオンされる時刻t3までの第1判定期間Taにおいて、1次電流値Itrが低下して判定閾値Ithよりも小さくなり、逆流が生じたと判定される。このため、第3スイッチQ3がオンされる時刻t3から第1スイッチQ1がオンされる時刻t6までの期間において用いられる遅延時間τが短縮されるように補正される。時刻t4〜t5で示す時間は、短縮された遅延時間「τ−Tα」である。比較信号ΔIの論理がHに切り替わる時刻t4から遅延時間「τ−Tα」経過したタイミングである時刻t5において、遅延信号ΔIdの論理がHに切り替わる。これにより、リアクトル電流値ILが0又は略0となるタイミングで第6スイッチQ6がオフされる。 In the example shown in FIG. 5, the primary determination period Ta is from the time t1 when the logic of the comparison signal ΔI is switched to H and the fourth switch Q4 is turned off to the time t3 when the third switch Q3 is turned on. It is determined that the backflow has occurred because the current value Itr decreases and becomes smaller than the determination threshold value Is. Therefore, the delay time τ used in the period from the time t3 when the third switch Q3 is turned on to the time t6 when the first switch Q1 is turned on is corrected so as to be shortened. The time indicated by the times t4 to t5 is the shortened delay time "τ-Tα". The logic of the delay signal ΔId is switched to H at the time t5, which is the timing when the delay time “τ−Tα” has elapsed from the time t4 when the logic of the comparison signal ΔI is switched to H. As a result, the sixth switch Q6 is turned off at the timing when the reactor current value IL becomes 0 or substantially 0.
また図5に示す例では、比較信号ΔIの論理がHに切り替わって第2スイッチQ2がオフされる時刻t4から、第1スイッチQ1がオンされる時刻t6までの第2判定期間Tbにおいて、1次電流値Itrが上昇して判定閾値Ithよりも大きくなり、逆流が生じたと判定される。このため、第1スイッチQ1がオンされる時刻t6から第3スイッチQ3がオンされる時刻t9までの期間において用いられる遅延時間τが短縮されるように補正される。時刻t7〜t8で示す時間は、短縮された遅延時間「τ−Tα」である。比較信号ΔIの論理がHに切り替わる時刻t7から遅延時間「τ−Tα」経過したタイミングである時刻t8において、遅延信号ΔIdの論理がHに切り替わる。これにより、リアクトル電流値ILが0又は略0となるタイミングで第5スイッチQ5がオフされる。 Further, in the example shown in FIG. 5, in the second determination period Tb from the time t4 when the logic of the comparison signal ΔI is switched to H and the second switch Q2 is turned off to the time t6 when the first switch Q1 is turned on, 1 The next current value Itr rises and becomes larger than the determination threshold value Is, and it is determined that a backflow has occurred. Therefore, the delay time τ used in the period from the time t6 when the first switch Q1 is turned on to the time t9 when the third switch Q3 is turned on is corrected so as to be shortened. The time indicated by the times t7 to t8 is the shortened delay time “τ-Tα”. At time t8, which is the timing at which the delay time “τ−Tα” has elapsed from the time t7 when the logic of the comparison signal ΔI switches to H, the logic of the delay signal ΔId switches to H. As a result, the fifth switch Q5 is turned off at the timing when the reactor current value IL becomes 0 or substantially 0.
以上詳述した本実施形態では、整流部14において出力端子Co1,Co2側から2次コイル13b側への電流の逆流が生じたと逆流検出部59により判定された場合、パルス生成部55は、逆流が生じなくなるように第5,第6スイッチQ5,Q6のオフタイミングを補正した。これにより、同期整流が行われる場合に整流部14で発生する損失の低減効果の低下を抑制できる。
In the present embodiment described in detail above, when the
なお、遅延時間算出部55gにより算出された遅延時間τが、適切な遅延時間に対して短くなることもあり得る。この場合、リアクトル電流値ILが0となるタイミングに対して過度に早いタイミングで第5スイッチQ5又は第6スイッチQ6がオフされ、同期整流による損失低減効果が低下し得る。このような場合であっても、本実施形態によれば、補正時間Tαが負の値として算出され、遅延時間τが長くされるように補正される。その結果、リアクトル電流値ILが0又は略0となるタイミングで第5スイッチQ5又は第6スイッチQ6をオフさせることができる。
The delay time τ calculated by the delay
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、上記第1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。本実施形態では、逆流判定手法を変更する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. In this embodiment, the backflow determination method is changed.
図6に、本実施形態に係る電力変換システムを示す。なお図6において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。 FIG. 6 shows a power conversion system according to this embodiment. In FIG. 6, the same reference numerals are given to the same configurations as those shown in FIG. 1 above for convenience.
電力変換装置10は、リアクトル16aに流れる電流値をリアクトル電流値ILとして検出するリアクトル電流検出部23と、リアクトル16aの端子間電圧をリアクトル電圧値VLとして検出する第3電圧検出部24とを備えている。リアクトル電圧値VLは、逆流検出部59に入力される。リアクトル電流値ILは、補正値算出部57に入力される。なお本実施形態において、リアクトル電圧値VLは、リアクトル16aの第2端に対して第1端の電位が高い場合が正と定義されている。
The
続いて、本実施形態に係る逆流検出部59について説明する。
Subsequently, the
逆流検出部59は、第1判定期間Taにおいて、リアクトル電圧値VLが低下して判定閾値Vthよりも小さくなったと判定した場合、逆流が生じたと判定する。なお、第1判定期間Taにおける判定閾値Vthは、例えば0よりも小さい値に設定されればよい。また逆流検出部59は、第2判定期間Tbにおいて、リアクトル電圧値VLが上昇して判定閾値Vthよりも大きくなったと判定した場合、逆流が生じたと判定する。なお、第2判定期間Tbにおける判定閾値Vthは、例えば0よりも大きい値に設定されればよい。
When it is determined that the reactor voltage value VL is lowered and becomes smaller than the determination threshold value Vth in the first determination period Ta, the
続いて、図7を用いて本実施形態に係る補正値算出部57について説明する。
Subsequently, the correction
補正値算出部57は、乗算部57e、時間偏差算出部57c及びフィードバック部57dを備えている。
The correction
乗算部57eは、判定閾値Vth、リアクトル16aのインダクタンスLa及びリアクトル電流値ILに基づいて、指令時間Trefを算出する。本実施形態において、乗算部57eは、下式(eq3)に基づいて指令時間Trefを算出する。乗算部57eにより算出された指令時間Trefは、時間偏差算出部57cに入力される。
The
(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、上記第1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。本実施形態では、図8に示すように、パルス生成部55は、遅延時間算出部55g及び遅延信号生成部58に代えて、マスク処理部60を備えている。なお図8において、先の図2に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
(Third Embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the
マスク処理部60は、マスク信号Imskを生成して出力する。出力されたマスク信号Imskは、第1RSフリップフロップ55h及び第2RSフリップフロップ55iそれぞれのリセット入力端子Rに入力される。マスク信号Imskは、第5スイッチQ5又は第6スイッチQ6のオフを指示するための信号である。
The
図9に、マスク処理部60における処理のブロック図を示す。
FIG. 9 shows a block diagram of processing in the
励磁電流算出部60aは、トランス13の励磁電流相当値ΔImを算出する。励磁電流相当値ΔImは、トランス13の励磁電流値又はその相関値として定義される。励磁電流算出部60aは、例えば、入力電圧値Vin、出力電圧値Vout、トランス13の励磁インダクタンスLm及びオン時間Tonの中から選択したパラメータに基づいて、励磁電流相当値ΔImを算出する。本実施形態において、励磁電流算出部60aは、入力電圧値Vin、励磁インダクタンスLm及びオン時間Tonに基づいて励磁電流相当値ΔImを算出する。励磁電流相当値ΔImは、例えば、「Vin/Lm×Ton」、又は「Vin/Lm×Ton/2」以上であってかつ「Vin/Lm×Ton」未満の値として算出されればよい。
The exciting
なお、第1,第2電圧検出部20,21の故障等により入力電圧値Vin,出力電圧値Voutが不定となる場合には、適切な励磁電流相当値ΔImを算出できないおそれがある。このため、不定となる場合、入力電圧値Vinとして想定される最大値Vimax、出力電圧値Voutとして想定される最大値Vomaxに基づいて、励磁電流相当値ΔImが算出されればよい。
If the input voltage value Vin and the output voltage value Vout are undefined due to a failure of the first and second
デジタルアナログコンバータ60bは、デジタル信号としての励磁電流相当値ΔImをアナログ信号に変換して出力する。
The digital-to-
信号生成部60cは、1次電流値Itrの絶対値と、デジタルアナログコンバータ60bから出力された励磁電流相当値ΔImとの大小を比較してマスク信号Imskを出力する。詳しくは、信号生成部60cは、第4スイッチQ4がオフされてから第3スイッチQ3がオンされるまでの期間において、1次電流値Itrの絶対値が励磁電流相当値ΔImよりも小さくなる場合に論理Hのマスク信号Imskを出力する。また、信号生成部60cは、第2スイッチQ2がオフされてから第1スイッチQ1がオンされるまでの期間において、1次電流値Itrの絶対値が励磁電流相当値ΔImよりも小さくなる場合に論理Hのマスク信号Imskを出力する。
The
励磁電流算出部60aは、逆流検出部59から逆流が生じた旨の情報を取得した場合、励磁電流相当値ΔImを補正する処理を行う。詳しくは、励磁電流算出部60aは、補正時間Tαが長いほど、第5スイッチQ5又は第6スイッチQ6のオフタイミングを早める必要があるため、算出した励磁電流相当値ΔImを増大補正する。これにより、1次電流値Itrの絶対値が低下して励磁電流相当値ΔImを下回るタイミングが早くなり、マスク信号Imskの論理がHに切り替わるタイミングが早くなる。その結果、第5スイッチQ5又は第6スイッチQ6のオフタイミングが早まり、逆流を防止できる。
When the exciting
図10に、本実施形態に係る補正処理の一例を示す。図10は、クロック信号MC、各スイッチQ1〜Q6、入力電流値Iin、リアクトル電流値IL、比較信号ΔI及びマスク信号Imskの推移を示すタイムチャートである。 FIG. 10 shows an example of the correction process according to the present embodiment. FIG. 10 is a time chart showing changes in the clock signal MC, the switches Q1 to Q6, the input current value Iin, the reactor current value IL, the comparison signal ΔI, and the mask signal Imsk.
図10に示す例では、比較信号ΔIの論理がHに切り替わって第4スイッチQ4がオフされる時刻t1から、第3スイッチQ3がオンされる時刻t3までの第1判定期間Taにおいて、逆流が生じたと判定される。このため、補正時間Tαに基づいて励磁電流相当値ΔImが補正される。そして、1次電流値Itrの絶対値が補正された励磁電流相当値ΔImよりも小さくなる時刻t2〜t3において、論理Hのマスク信号Imskが出力される。このため、第5スイッチQ5が時刻t2においてオフされる。なお、時刻t1〜t2の時間が、上記第1実施形態の遅延時間τに相当する。励磁電流相当値ΔImが補正されることにより、マスク信号Imskの論理がHに切り替わるタイミングが補正され、遅延時間τが補正される。 In the example shown in FIG. 10, the backflow occurs in the first determination period Ta from the time t1 when the logic of the comparison signal ΔI is switched to H and the fourth switch Q4 is turned off to the time t3 when the third switch Q3 is turned on. It is determined that it has occurred. Therefore, the exciting current equivalent value ΔIm is corrected based on the correction time Tα. Then, the mask signal Imsk of the logic H is output at time t2 to t3 in which the absolute value of the primary current value Itr becomes smaller than the corrected excitation current equivalent value ΔIm. Therefore, the fifth switch Q5 is turned off at time t2. The time t1 to t2 corresponds to the delay time τ of the first embodiment. By correcting the exciting current equivalent value ΔIm, the timing at which the logic of the mask signal Imsk is switched to H is corrected, and the delay time τ is corrected.
また図10に示す例では、比較信号ΔIの論理がHに切り替わって第2スイッチQ2がオフされる時刻t4から、第1スイッチQ1がオンされる時刻t6までの第2判定期間Tbにおいて、1次電流値Itrが上昇して判定閾値Ithよりも大きくなり、逆流が生じたと判定される。このため、補正時間Tαに基づいて励磁電流相当値ΔImが補正される。そして、1次電流値Itrの絶対値が補正された励磁電流相当値ΔImよりも小さくなる時刻t5〜t6において、論理Hのマスク信号Imskが出力される。このため、第6スイッチQ6が時刻t5においてオフされる。なお、時刻t4〜t5の時間が、上記第1実施形態の遅延時間τに相当する。 Further, in the example shown in FIG. 10, in the second determination period Tb from the time t4 when the logic of the comparison signal ΔI is switched to H and the second switch Q2 is turned off to the time t6 when the first switch Q1 is turned on, 1 The next current value Itr rises and becomes larger than the determination threshold value Is, and it is determined that a backflow has occurred. Therefore, the exciting current equivalent value ΔIm is corrected based on the correction time Tα. Then, the mask signal Imsk of the logic H is output at times t5 to t6 in which the absolute value of the primary current value Itr becomes smaller than the corrected excitation current equivalent value ΔIm. Therefore, the sixth switch Q6 is turned off at time t5. The time t4 to t5 corresponds to the delay time τ of the first embodiment.
以上説明した本実施形態によれば、上記第1実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。 According to the present embodiment described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
(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.
・逆流したか否かの判定に用いる判定パラメータとしては、1次電流値Itr及びリアクトル電圧値VLに代えて、例えば、1次コイル13aの端子間電圧値、2次コイル13bに流れる電流値、2次コイル13bの端子間電圧、第5,第6スイッチQ5,Q6に流れる電流値,端子間電圧値、及びリアクトル電流値ILのいずれかの検出値が用いられてもよい。また、判定パラメータとしては、1次電流値Itr、リアクトル電圧値VL、1次コイル13aの端子間電圧値、2次コイル13bに流れる電流値、2次コイル13bの端子間電圧、第5,第6スイッチQ5,Q6に流れる電流値,端子間電圧値、及びリアクトル電流値ILのうち少なくとも1つ以上が用いられてもよい。
-As the determination parameters used for determining whether or not the current has flowed back, instead of the primary current value Itr and the reactor voltage value VL, for example, the voltage value between the terminals of the
・上記第1,第2実施形態において、不連続モードにおける遅延時間τは、例えば、リアクトル電流値IL、クロック信号MCのデューティ比、スイッチング周期Tsw及び指令電流値Irefのうち少なくとも1つに基づいて算出されてもよい。また、スイッチング周期Tswに代えて、スイッチング周波数fs(=1/Tsw)が用いられてもよい。 In the first and second embodiments, the delay time τ in the discontinuous mode is based on, for example, at least one of the reactor current value IL, the duty ratio of the clock signal MC, the switching cycle Tsw, and the command current value Iref. It may be calculated. Further, the switching frequency fs (= 1 / Tsw) may be used instead of the switching cycle Tsw.
・上記第1実施形態では、図4に示すように、補正時間Tαがリニアに変更される構成が用いられたがこれに限らない。例えば、逆流が生じたと判定された場合、補正時間Tαがステップ状に変更される構成が用いられてもよい。 -In the first embodiment, as shown in FIG. 4, a configuration in which the correction time Tα is linearly changed is used, but the present invention is not limited to this. For example, when it is determined that a backflow has occurred, a configuration in which the correction time Tα is changed in steps may be used.
・上記第1実施形態において、判定閾値Ithが例えば0に設定されていてもよい。 -In the first embodiment, the determination threshold value Is may be set to, for example, 0.
・電力変換回路としては、図1に示した構成に限らず、例えば上記特許文献1の図10に記載の構成であってもよい。この場合、スイッチ回路は1つの入力側スイッチを有することとなる。なお、整流部14についても、1つの出力側スイッチを備えるものであってもよい。
The power conversion circuit is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and may be, for example, the configuration shown in FIG. 10 of
また電力変換回路としては、降圧コンバータに限らず、昇圧コンバータ又は昇降圧コンバータであってもよい。また電力変換回路としては、トランスを備える絶縁型のものに限らず、トランスを備えない非絶縁型のものであってもよい。 Further, the power conversion circuit is not limited to the step-down converter, and may be a boost converter or a step-up / down converter. Further, the power conversion circuit is not limited to an insulated type having a transformer, and may be a non-insulated type not provided with a transformer.
10…電力変換装置、12…変換回路、13…トランス、14…整流部、50…制御装置。 10 ... power converter, 12 ... conversion circuit, 13 ... transformer, 14 ... rectifier, 50 ... control device.
Claims (4)
出力側スイッチ(Q5,Q6)を有し、同期整流が行われるように前記出力側スイッチがオンオフされることにより、入力される交流電力を直流電力に変換して出力する整流部(14)と、
前記整流部から出力される直流電力を外部に出力する出力部(Co1,Co2)と、
前記整流部と前記出力部とを接続する電気経路(15a,15b)に設けられたリアクトル(16a)と、
を備える電力変換回路に適用される電力変換回路の制御装置(50)において、
前記スイッチ回路は、
入力側スイッチ(Q1〜Q4)を有し、前記入力側スイッチがオンオフされることにより、入力される直流電力を交流電力に変換して出力する変換回路(12)と、
前記変換回路の出力側に接続された1次コイル(13a)、及び前記1次コイルと磁気結合してかつ前記整流部の入力側に接続された2次コイル(13b)を有するトランス(13)と、を有し、
前記スイッチ回路から前記整流部へと電力を供給するために前記入力側スイッチ(Q1又はQ3)をオンするとともに、前記同期整流を行うために前記出力側スイッチ(Q5又はQ6)をオンする動作と、その後前記スイッチ回路から前記整流部への電力の供給を停止するために前記入力側スイッチ(Q4又はQ2)をオフしてから遅延時間経過したタイミングにおいて、前記同期整流を停止するために前記出力側スイッチをオフする動作とを交互に繰り返すスイッチ制御部と、
前記スイッチ回路から前記整流部への電力の供給を停止するために前記入力側スイッチがオフされてから、前記スイッチ回路から前記整流部へと電力を供給するために前記入力側スイッチが再度オンされるまでの判定期間(Ta,Tb)において、前記入力側スイッチがオフされて前記1次コイルに流れる電流値(Itr)の絶対値が低下し始めた後、前記1次コイルに流れる電流値、前記2次コイルに流れる電流値、前記整流部に流れる電流値又は前記リアクトルに流れる電流値のいずれかである判定パラメータが閾値(Ith)を跨いだことをもって、前記整流部において出力側から入力側への電流の逆流が生じたことを検出する逆流検出部と、
今回の前記判定期間において前記逆流検出部により前記逆流が検出された場合、前記閾値に基づいて算出された前記リアクトルの電流推定値、前記リアクトルのインダクタンス(La)及び前記出力部の電圧値(Vout)に基づいて前記遅延時間の補正値である補正時間(Tα)を算出し、算出した前記補正時間に基づいて、前記出力側スイッチの次回のオフタイミングを補正する補正部と、を備える電力変換回路の制御装置。 Switch circuit (12, 13) and
With an output side switch (Q5, Q6) and a rectifier unit (14) that converts input AC power into DC power and outputs it by turning the output side switch on and off so that synchronous rectification is performed. ,
Output units (Co1, Co2) that output DC power output from the rectifier unit to the outside, and
A reactor (16a) provided in an electric path (15a, 15b) connecting the rectifying unit and the output unit, and
In the control device (50) of the power conversion circuit applied to the power conversion circuit including
The switch circuit
A conversion circuit (12) having input side switches (Q1 to Q4) and converting input DC power into AC power and outputting it by turning the input side switch on and off.
A transformer (13) having a primary coil (13a) connected to the output side of the conversion circuit and a secondary coil (13b) magnetically coupled to the primary coil and connected to the input side of the rectifier unit. And have
An operation of turning on the input side switch (Q1 or Q3) to supply power from the switch circuit to the rectifying unit and turning on the output side switch (Q5 or Q6) to perform the synchronous rectification. After that, at the timing when the delay time elapses after the input side switch (Q4 or Q2) is turned off to stop the supply of power from the switch circuit to the rectifier unit, the output is to stop the synchronous rectification. A switch control unit that alternately repeats the operation of turning off the side switch,
The input side switch is turned off to stop the supply of power from the switch circuit to the rectifying unit, and then the input side switch is turned on again to supply power from the switch circuit to the rectifying unit. After the input side switch is turned off and the absolute value of the current value (Itr) flowing through the primary coil begins to decrease during the determination period (Ta, Tb), the current value flowing through the primary coil, When the determination parameter, which is either the current value flowing through the secondary coil, the current value flowing through the rectifying section, or the current value flowing through the reactor crosses the threshold value (Ith), the rectifying section is from the output side to the input side. A backflow detector that detects the occurrence of backflow of current to
When the backflow is detected by the backflow detection unit during the determination period, the current estimated value of the reactor calculated based on the threshold value, the inductance (La) of the reactor, and the voltage value (Vout) of the output unit. ), A correction time (Tα) which is a correction value of the delay time is calculated, and a correction unit for correcting the next off timing of the output side switch based on the calculated correction time is provided. Circuit controller.
出力側スイッチ(Q5,Q6)を有し、同期整流が行われるように前記出力側スイッチがオンオフされることにより、入力される交流電力を直流電力に変換して出力する整流部(14)と、
前記整流部から出力される直流電力を外部に出力する出力部(Co1,Co2)と、
前記整流部と前記出力部とを接続する電気経路(15a,15b)に設けられたリアクトル(16a)と、
を備える電力変換回路に適用される電力変換回路の制御装置(50)において、
前記スイッチ回路は、
入力側スイッチ(Q1〜Q4)を有し、前記入力側スイッチがオンオフされることにより、入力される直流電力を交流電力に変換して出力する変換回路(12)と、
前記変換回路の出力側に接続された1次コイル(13a)、及び前記1次コイルと磁気結合してかつ前記整流部の入力側に接続された2次コイル(13b)を有するトランス(13)と、を有し、
前記スイッチ回路から前記整流部へと電力を供給するために前記入力側スイッチ(Q1又はQ3)をオンするとともに、前記同期整流を行うために前記出力側スイッチ(Q5又はQ6)をオンする動作と、その後前記スイッチ回路から前記整流部への電力の供給を停止するために前記入力側スイッチ(Q4又はQ2)をオフしてから遅延時間経過したタイミングにおいて、前記同期整流を停止するために前記出力側スイッチをオフする動作とを交互に繰り返すスイッチ制御部と、
前記スイッチ回路から前記整流部への電力の供給を停止するために前記入力側スイッチがオフされてから、前記スイッチ回路から前記整流部へと電力を供給するために前記入力側スイッチが再度オンされるまでの判定期間(Ta,Tb)において、前記入力側スイッチがオフされて前記1次コイルに流れる電流値の絶対値が低下し始めた後、前記リアクトルの端子間電圧値(VL)、前記1次コイルの端子間電圧値又は前記2次コイルの端子間電圧値のいずれかである判定パラメータが閾値(Vth)を跨いだことをもって、前記整流部において出力側から入力側への電流の逆流が生じたことを検出する逆流検出部と、
今回の前記判定期間において前記逆流検出部により前記逆流が検出された場合、前記閾値、前記リアクトルのインダクタンス(La)及び前記リアクトルに流れる電流値(IL)に基づいて前記遅延時間の補正値である補正時間(Tα)を算出し、算出した前記補正時間に基づいて、前記出力側スイッチの次回のオフタイミングを補正する補正部と、を備える電力変換回路の制御装置。 Switch circuit (12, 13) and
And an output-side switch (Q5, Q6), by the output-side switch to synchronous rectification is performed is off, the rectifying unit for converting an AC power input to DC power (14) ,
Output units (Co1, Co2) that output DC power output from the rectifier unit to the outside, and
A reactor (16a) provided in an electric path (15a, 15b) connecting the rectifying unit and the output unit, and
The control apparatus of a power conversion circuit that apply to the power conversion circuit comprising a (50),
The switch circuit
A conversion circuit (12) having input side switches (Q1 to Q4) and converting input DC power into AC power and outputting it by turning the input side switch on and off.
A transformer (13) having a primary coil (13a) connected to the output side of the conversion circuit and a secondary coil (13b) magnetically coupled to the primary coil and connected to the input side of the rectifier unit. And have
An operation of turning on the input side switch (Q1 or Q3) to supply power from the switch circuit to the rectifying unit and turning on the output side switch (Q5 or Q6) to perform the synchronous rectification. After that, at the timing when the delay time elapses after the input side switch (Q4 or Q2) is turned off to stop the supply of power from the switch circuit to the rectifier unit, the output is to stop the synchronous rectification. A switch control unit that alternately repeats the operation of turning off the side switch,
The input side switch is turned off to stop the supply of power from the switch circuit to the rectifying unit, and then the input side switch is turned on again to supply power from the switch circuit to the rectifying unit. After the input side switch is turned off and the absolute value of the current value flowing through the primary coil begins to decrease during the determination period (Ta, Tb), the voltage value between terminals (VL) of the reactor, the said. When the determination parameter, which is either the voltage value between the terminals of the primary coil or the voltage value between the terminals of the secondary coil, crosses the threshold value (Vth), the backflow of current from the output side to the input side in the rectifying unit A backflow detector that detects the occurrence of
When the backflow is detected by the backflow detection unit in the determination period, it is a correction value of the delay time based on the threshold value, the inductance (La) of the reactor, and the current value (IL) flowing through the reactor. calculating corrected time (T [alpha), on the basis of the calculated correction time, the control equipment of the power conversion circuit and a correcting unit that corrects the next off timing of the output-side switch.
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