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JP7412388B2 - power converter - Google Patents
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JP7412388B2 - power converter - Google Patents

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Description

本願は、電力変換装置に関するものである。 The present application relates to a power conversion device.

ハイブリッド自動車(HEV)あるいは電気自動車(EV)等に搭載される電力変換装置には小型化・低コスト化が求められる。
入力電力に基づいて出力電力を制御する車載電力変換装置においては、小型・低コスト化を目的として電流検出のためにカレントトランス(CT)が用いられる。カレントトランスの使用においては、検出される電流値が実際の電流値と乖離する場合がある。そこで、例えば、下記特許文献1には、カレントトランスを使用した電流検出回路において、検出電流による誤差を電解効果トランジスタ(FET)で修正する技術が開示されている。
Power conversion devices installed in hybrid vehicles (HEVs), electric vehicles (EVs), etc. are required to be smaller and lower in cost.
In an on-vehicle power conversion device that controls output power based on input power, a current transformer (CT) is used for current detection with the aim of reducing size and cost. When using a current transformer, the detected current value may deviate from the actual current value. For example, Patent Document 1 listed below discloses a technique for correcting errors caused by detected current using a field effect transistor (FET) in a current detection circuit using a current transformer.

特開2014-119354号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-119354

カレントトランスを介して電圧変換された電流値を読み取るために、通常、例えばマイクロコンピューターに組み合わされる高速AD変換器の使用を避けるため、カレントトランスの後段にフィルタ抵抗およびフィルタコンデンサで構成された平滑回路を設け、この平滑回路で平滑化された電圧をマイクロコンピューターで読み取る。しかしながら、上記技術は、この平滑フィルタにより抽出される周波数成分の違いから発生する電流検出誤差は考慮出来ておらず、誤差は依然として発生する。例えば、デューティー比が狭小の時、全体的な入力電流の高周波成分が増加し、AD変換を目的とした平滑回路によるフィルタ処理後の検出電圧値が減少する傾向にあった。 In order to read the current value converted into voltage through the current transformer, a smoothing circuit consisting of a filter resistor and a filter capacitor is installed after the current transformer to avoid the use of a high-speed AD converter that is usually combined with a microcomputer, for example. A microcomputer reads the voltage smoothed by this smoothing circuit. However, the above technique cannot take into account current detection errors caused by differences in frequency components extracted by the smoothing filter, and errors still occur. For example, when the duty ratio is narrow, the high frequency component of the overall input current increases, and the detected voltage value after filtering by a smoothing circuit for AD conversion tends to decrease.

本願は上記のような問題点を解決するためのものであり、電力変換回路の半導体スィッチング素子を駆動する駆動信号のデューティー比により電流値を補正することで、取得する電流の周波数成分の違いから発生する検出誤差を抑制する電力変換装置を得ることを目的とする。 This application is intended to solve the above-mentioned problems, and corrects the current value based on the duty ratio of the drive signal that drives the semiconductor switching element of the power conversion circuit, thereby correcting the difference in frequency components of the obtained current. An object of the present invention is to obtain a power conversion device that suppresses detection errors that occur.

本願に開示される電力変換装置は、半導体スイッチング素子を有した電力変換回路と、電力変換回路の入力電流を電圧に変換して検出するためのカレントトランスと、カレントトランスの二次側の出力を平滑する平滑回路と、平滑回路の出力電圧を入力として半導体スイッチング素子を駆動する駆動信号を制御し、半導体スイッチング素子の駆動信号のデューティー比により平滑回路の出力電圧を補正する制御部を有する電力変換装置において、制御部は、デューティー比をデューティー比狭小時における最小値からデューティー比広大時における最大値まで変動させた際の真の入力電流と平滑回路の出力電圧とを予め取得し、真の入力電流と平滑回路の出力電圧の相関を、平滑された出力電圧をカレントトランスの電流値に変換する際に補正するための係数として記憶した記憶部を有しており、
真の入力電流の平滑回路の出力電圧をV_flat_realとし、
デューティー比が狭小の時の平滑回路の出力電圧をV_flatとし、
現在のデューティー比をdutyとし、
デューティー比広大時における最大値である最大デューティー比をduty_largeとした場合、下記の式(1)に基づき、

V_flat_real=V_flat×(duty_large/duty)・・・・・(1)

現在のデューティー比と最大デューティー比の比率をゲインとし、平滑回路の出力電圧にゲインを乗算して入力電流に対して平滑回路の出力電圧を補正する。
The power conversion device disclosed in this application includes a power conversion circuit having a semiconductor switching element, a current transformer for converting and detecting the input current of the power conversion circuit into a voltage, and A power converter that includes a smoothing circuit that performs smoothing and a control section that uses the output voltage of the smoothing circuit as input to control a drive signal that drives a semiconductor switching element, and corrects the output voltage of the smoothing circuit based on the duty ratio of the drive signal of the semiconductor switching element. In the device, the control unit obtains in advance the true input current and the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is varied from the minimum value when the duty ratio is narrow to the maximum value when the duty ratio is wide, and calculates the true input current. It has a storage section that stores the correlation between the current and the output voltage of the smoothing circuit as a coefficient for correcting when converting the smoothed output voltage into a current value of the current transformer ,
Let the output voltage of the smoothing circuit of the true input current be V_flat_real,
Let the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is narrow be V_flat,
Let the current duty ratio be duty,
If the maximum duty ratio, which is the maximum value when the duty ratio is large, is duty_large, then based on the following formula (1),

V_flat_real=V_flat×(duty_large/duty) (1)

The ratio between the current duty ratio and the maximum duty ratio is set as a gain, and the output voltage of the smoothing circuit is multiplied by the gain to correct the output voltage of the smoothing circuit with respect to the input current.

本願の電力変換装置によれば、正確な電流値を検出可能な電力変換装置を実現できる。 According to the power conversion device of the present application, a power conversion device capable of detecting accurate current values can be realized.

実施の形態1に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。1 is a diagram showing a circuit configuration of a power conversion device according to a first embodiment; FIG. 実施の形態1に係る電力変換装置における入力電流の周波数スペクトル例を示す図である。3 is a diagram showing an example of a frequency spectrum of an input current in the power conversion device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る電力変換装置における入力電流と平滑回路の出力電圧との相関関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the correlation between the input current and the output voltage of the smoothing circuit in the power conversion device according to the first embodiment. 実施の形態に係る電力変換装置における制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a control unit in a power conversion device according to an embodiment.

実施の形態1.
以下、実施の形態1について説明する。
図1は、実施の形態1による電力変換装置1の一例を示すブロック図である。図1に示すように、カレントトランス11、リセット抵抗12、分圧抵抗13、ダイオード14、フィルタ抵抗15、フィルタコンデンサ16を有し、更に、カレントトランス11の後段に接続された半導体スイッチング素子17a、17b、17c、17dと、トランス18と、ダイオード19a、19b、19c、19dと、平滑リアクトル20とで構成される電力変換回路100を備えている。電力変換回路100は、DC/DCコンバータを構成しており、半導体スイッチング素子17a~17dのそれぞれには制御ドライバ101a、101b、101c、101dが接続されている。電力変換装置1の入力側にはセンサ回路300が接続され、その出力側にはセンサ回路400が接続されている。
Embodiment 1.
Embodiment 1 will be described below.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a power conversion device 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, it has a current transformer 11, a reset resistor 12, a voltage dividing resistor 13, a diode 14, a filter resistor 15, and a filter capacitor 16, and further includes a semiconductor switching element 17a connected to the rear stage of the current transformer 11, 17b, 17c, 17d, a transformer 18, diodes 19a, 19b, 19c, 19d, and a smoothing reactor 20. The power conversion circuit 100 constitutes a DC/DC converter, and control drivers 101a, 101b, 101c, and 101d are connected to each of the semiconductor switching elements 17a to 17d. A sensor circuit 300 is connected to the input side of the power conversion device 1, and a sensor circuit 400 is connected to the output side thereof.

制御ドライバ101a~101dは第1の制御部200aから出力された駆動信号Dra、Drb、Drc、Drdを受け、半導体スイッチング素子17a~17dを駆動する。半導体スイッチング素子17a~17dは、例えばMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)あるいはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の自己消弧型半導体、ワイドバンドギャップ半導体でもよい。 The control drivers 101a to 101d receive drive signals Dra, Drb, Drc, and Drd output from the first control section 200a, and drive the semiconductor switching elements 17a to 17d. The semiconductor switching elements 17a to 17d are, for example, self-extinguishing semiconductors such as MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) or IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), or wide bandgap semiconductors. It may be a semiconductor.

制御部200は、第1の制御部200aと第2の制御部200bとに分離されており、第2の制御部200bには記憶部200cを有している。
一般的に、第1の制御部200aは、低コスト化のために、汎用ICにて構成される。汎用ICでは、例えば、出力側のセンサ回路400により得た出力電圧値Voutを、第2の制御部200bからの出力電圧指令値Vに近づけるように半導体スイッチング素子17a~17dの駆動信号Dra~Drdのデューティー比を制御する。
The control section 200 is separated into a first control section 200a and a second control section 200b, and the second control section 200b has a storage section 200c.
Generally, the first control unit 200a is configured with a general-purpose IC to reduce cost. In the general-purpose IC, for example, the drive signals Dra to 17d of the semiconductor switching elements 17a to 17d are set so that the output voltage value Vout obtained by the output side sensor circuit 400 approaches the output voltage command value V * from the second control unit 200b. Controls the duty ratio of Drd.

第1の制御部200aによるPWM制御により、半導体スイッチング素子17a~17dを駆動する。第1の制御部200aは駆動信号Dra~Drdを生成する。駆動信号Dra~Drdは、制御ドライバ101a~101dを介して半導体スイッチング素子のゲートに接続されている。また、第2の制御部200bは、例えば、入出力電圧の過電圧検知のために、センサ回路300で検出された入力電圧値Vinおよびセンサ回路400で検出された出力電圧値Voutもモニタする。第2の制御部200bは、例えばマイクロコンピューターである。 The semiconductor switching elements 17a to 17d are driven by PWM control by the first control section 200a. The first control unit 200a generates drive signals Dra to Drd. The drive signals Dra to Drd are connected to the gates of the semiconductor switching elements via control drivers 101a to 101d. Further, the second control unit 200b also monitors the input voltage value Vin detected by the sensor circuit 300 and the output voltage value Vout detected by the sensor circuit 400, for example, for overvoltage detection of the input/output voltage. The second control unit 200b is, for example, a microcomputer.

カレントトランス11の電流は、分圧抵抗13を介して電圧に変換され、フィルタ抵抗15及びフィルタコンデンサ16のフィルタ素子で構成された平滑回路を介して平滑化され、第2の制御部200bに入力される。平滑回路によるフィルタ処理で平滑されることにより、第2の制御部200bは、高速のAD変換器が必要なく、低コスト化できる。第2の制御部200bは、フィルタ抵抗15及びフィルタコンデンサ16を介して出力された電圧を、カレントトランス11の電流値に変換し、電力変換装置1の外部へ出力する。 The current of the current transformer 11 is converted into a voltage via the voltage dividing resistor 13, smoothed via a smoothing circuit composed of filter elements of a filter resistor 15 and a filter capacitor 16, and inputted to the second control unit 200b. be done. By smoothing through filter processing using a smoothing circuit, the second control unit 200b does not require a high-speed AD converter, and can reduce costs. The second control unit 200b converts the voltage output through the filter resistor 15 and the filter capacitor 16 into a current value of the current transformer 11, and outputs the current value to the outside of the power conversion device 1.

第2の制御部200bは、フィルタ抵抗15及びフィルタコンデンサ16で平滑化された出力電圧を、カレントトランス11の電流値に変換する際に補正をするための係数を記憶する記憶部200cを具備している。 The second control section 200b includes a storage section 200c that stores coefficients for correction when converting the output voltage smoothed by the filter resistor 15 and the filter capacitor 16 into a current value of the current transformer 11. ing.

以下では、半導体スイッチング素子17a~17dの駆動信号Dra~Drdのデューティー比に対しての検出電流の補正の仕方について説明する。第2の制御部200bで検出されたデューティー比が予め定められたデューティー比よりも狭小の時(「デューティー比狭小時」ともいう)、検出された入力電流に対して増加させる補正を行う。デューティー比が狭小の時、入力電流は高周波成分を多く持つことになる。しかしながら、平滑回路を構成するフィルタ抵抗15およびフィルタコンデンサ16を介してAD変換された検出入力電流値は高周波成分がカットされる(図2参照)。デューティー比狭小時、高周波の電流成分が支配的である。なお、予め定められた上述のデューティー比よりも広大の時をデューティー比広大時ともいう。 Below, a method of correcting the detected current with respect to the duty ratio of the drive signals Dra to Drd of the semiconductor switching elements 17a to 17d will be explained. When the duty ratio detected by the second control unit 200b is narrower than a predetermined duty ratio (also referred to as "narrow duty ratio") , the detected input current is corrected to increase. When the duty ratio is narrow, the input current will have many high frequency components. However, high frequency components of the detected input current value that has been AD-converted via the filter resistor 15 and filter capacitor 16 that constitute the smoothing circuit are cut off (see FIG. 2). When the duty ratio is narrow, high-frequency current components are dominant. Note that the time when the duty ratio is much larger than the predetermined duty ratio described above is also referred to as the time when the duty ratio is wide.

検出入力電流値は、カットオフ周波数fc以下におけるスペクトルの2乗和に等しいため、検出入力電流値としては真の入力電流よりも小さい値として出力される。そこで、前述の補正により、フィルタ抵抗15およびフィルタコンデンサ16を介して平滑された入力電流の高周波成分を補うことで、デューティー比が狭小の時に入力電流が減少傾向に検出された問題を解決できる。 Since the detected input current value is equal to the sum of squares of the spectrum below the cutoff frequency fc, the detected input current value is output as a value smaller than the true input current. Therefore, by compensating for the high frequency component of the input current smoothed through the filter resistor 15 and filter capacitor 16 through the above-described correction, it is possible to solve the problem in which the input current is detected as decreasing when the duty ratio is narrow.

以下では、現在のデューティー比とデューティー比広大時における最大デューティー比(予め定められた最大デューティー比)の比率を使用した検出電流の補正について説明する。入力電流値によってデューティー比が変動する一方で、入力電流の周波数成分量は、入力電流の実効値に比例するため、フィルタ抵抗15とフィルタコンデンサ16により削減される電流成分量はデューティー比に依存せずに一定である(図3参照)。従って、デューティー比が最大の場合との比にて補正する。
なお、一般的に、電力変換回路を構成している半導体スイッチング素子の駆動信号における駆動周波数の一周期をT、半導体スイッチング素子で構成されている上下アームの短絡を防止するために設定されるデッドタイムをTdとすると、「最大デューティー比」は(T-2×Td)/T、「最小デューティー比」は制御器200aが出力可能な駆動信号の最小パルス幅として表すことができる。
また、図3に記載のとおり、デューティー比狭小からデューティー比広大までは、ある一定の傾きで入力電流と平滑回路出力電圧は線形的に相関を持つことになるため、予めこの「デューティー比狭小時の平滑回路出力電圧と真の入力電流」、「デューティー比広大時の平滑回路出力電圧と真の入力電流」を取得していれば、現在の平滑回路出力電圧から入力電流を算出することが可能となる。この相関の関係を示したものが図3である。この関係を用いて真の入力電流を求める算出式が後述する式(1)である。よって、この相関関係は、式(1)の前提条件である。
Below, correction of the detected current using the ratio between the current duty ratio and the maximum duty ratio (predetermined maximum duty ratio) when the duty ratio is wide will be described. While the duty ratio varies depending on the input current value, the frequency component amount of the input current is proportional to the effective value of the input current, so the amount of current component reduced by the filter resistor 15 and filter capacitor 16 does not depend on the duty ratio. (See Figure 3). Therefore, the duty ratio is corrected using the ratio of the maximum duty ratio.
Generally, one cycle of the drive frequency in the drive signal of the semiconductor switching elements that make up the power conversion circuit is T, and the dead period is set to prevent short circuits between the upper and lower arms made up of the semiconductor switching elements. When the time is Td, the "maximum duty ratio" can be expressed as (T-2×Td)/T, and the "minimum duty ratio" can be expressed as the minimum pulse width of the drive signal that the controller 200a can output.
In addition, as shown in Figure 3, from a narrow duty ratio to a wide duty ratio, the input current and the smoothing circuit output voltage have a linear correlation with a certain slope. If you have obtained the "smoothing circuit output voltage and true input current" and "smoothing circuit output voltage and true input current when the duty ratio is wide", it is possible to calculate the input current from the current smoothing circuit output voltage. becomes. FIG. 3 shows this correlation. A calculation formula for determining the true input current using this relationship is formula (1), which will be described later. Therefore, this correlation is a precondition for equation (1).

具体的には、デューティー比をデューティー比狭小時における最小値からデューティー比広大時における最大値まで変動させた際の真の入力電流とフィルタ抵抗15及びフィルタコンデンサ16からなる平滑回路の出力電圧とを予め取得し、真の入力電流と前述の平滑回路の出力電圧の相関を、平滑化された出力電圧をカレントトランスの電流値に変換する際に補正するための係数として記憶部200cに記憶する。下記の式(1)に基づき、現在のデューティー比と最大デューティー比の比率をゲインとし、平滑回路の出力電圧に本ゲインを乗算することで平滑回路の出力電圧が補正され、入力電流の検出値を補正する。
即ち、真の入力電流と平滑回路の出力の相関について、係数は、具体的な演算関係における補正値を導出するための演算式に用いられる。
V_flat_real=V_flat×(duty_large/duty)・・・・・(1)
上記の式(1)において、V_flat_realは真の入力電流の平滑回路の出力電圧を、V_flatはデューティー比が狭小の時の平滑回路の出力電圧を、dutyは現在のデューティー比を、duty_largeは最大デューティー比を示す。ここで、式(1)の「duty_large」は、図3のデューティー比広大の中でも最もデューティー比が最大の時である。また、式(1)における「duty_large/duty」は、現在のデューティー比と最大デューティー比の比率を表している。
このように、平滑回路によって検出される出力電圧がデューティー比によって変化する分をあらかじめ入力電流で補正しておくことで、結果的に正しく補正された入力電流に相当する平滑回路の出力電圧が検出される。

Specifically, the true input current and the output voltage of the smoothing circuit consisting of the filter resistor 15 and the filter capacitor 16 are calculated when the duty ratio is varied from the minimum value when the duty ratio is narrow to the maximum value when the duty ratio is wide. The correlation between the true input current and the output voltage of the smoothing circuit is obtained in advance and stored in the storage unit 200c as a coefficient for correction when converting the smoothed output voltage into the current value of the current transformer. Based on the formula (1) below, the ratio between the current duty ratio and the maximum duty ratio is used as a gain, and the output voltage of the smoothing circuit is corrected by multiplying the output voltage of the smoothing circuit by this gain, and the detected value of the input current is Correct.
That is, regarding the correlation between the true input current and the output of the smoothing circuit, the coefficient is used in an arithmetic expression for deriving a correction value in a specific arithmetic relationship.
V_flat_real=V_flat×(duty_large/duty) (1)
In the above equation (1), V_flat_real is the output voltage of the smoothing circuit for the true input current, V_flat is the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is narrow, duty is the current duty ratio, and duty_large is the maximum duty. Show the ratio. Here, "duty_large" in equation (1) is the time when the duty ratio is the largest among the wide range of duty ratios shown in FIG. Further, "duty_large/duty" in equation (1) represents the ratio between the current duty ratio and the maximum duty ratio.
In this way, by correcting in advance the amount that the output voltage detected by the smoothing circuit changes depending on the duty ratio using the input current, the output voltage of the smoothing circuit that corresponds to the correctly corrected input current is detected as a result. be done.

以下に第2の制御部200bにおけるデューティー比を測定する方法を述べる。第2の制御部200bは検出された入力電圧値Vinおよび出力電圧値Voutを基に、下記の式(2)により駆動信号Dra~Drdのデューティー比を測定する。式(2)において、dutyは駆動信号Dra~Drdのデューティー比を、Vinは入力電圧値を、Voutは出力電圧値を示す。
duty=1-(Vin/Vout)・・・・・(2)
第2の制御部200bにおいて上記のようにデューティー比を測定することで、既存の検出用の回路を流用することで、デューティー比を算出するための追加部品の必要が無く、デューティー比を測定できる。
A method of measuring the duty ratio in the second control section 200b will be described below. The second control unit 200b measures the duty ratio of the drive signals Dra to Drd based on the detected input voltage value Vin and output voltage value Vout using the following equation (2). In equation (2), duty indicates the duty ratio of the drive signals Dra to Drd, Vin indicates the input voltage value, and Vout indicates the output voltage value.
duty=1-(Vin/Vout)...(2)
By measuring the duty ratio as described above in the second control unit 200b, the duty ratio can be measured without the need for additional parts to calculate the duty ratio by reusing the existing detection circuit. .

なお、本実施の形態では、デューティー比が広大な場合の時の真の入力電流と平滑回路の出力電圧との相関を基準としたが、デューティー比が狭小な場合の時の真の入力電流と平滑回路の出力電圧との相関を基準とし、検出されたデューティー比が広大な時に検出された入力電流に対して減少させる補正をかけてもよい。 In this embodiment, the correlation between the true input current and the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is wide is used as a reference, but the correlation between the true input current and the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is narrow is used as the standard. Based on the correlation with the output voltage of the smoothing circuit, correction may be applied to reduce the input current detected when the detected duty ratio is large.

本実施の形態における第1の制御部200a、第2の制御部200b及び記憶部200cを1つの制御部としてもよい。一般的に、デューティー比は、入出力電圧を使用した式(2)により算出されるのに加えて、回路部の電圧降下等により、出力電流が増加するに従い、大きくなる。そこで、第1の制御部200a、第2の制御部200b及び記憶部200cを1つの制御部とすれば、制御部200において実際のデューティー比を知ることができるため、より精度の高い電流値の補正が可能となる。 The first control section 200a, second control section 200b, and storage section 200c in this embodiment may be one control section. In general, the duty ratio is calculated by Equation (2) using input and output voltages, and also increases as the output current increases due to a voltage drop in a circuit section or the like. Therefore, if the first control section 200a, the second control section 200b, and the storage section 200c are integrated into one control section, the actual duty ratio can be known in the control section 200, so that the current value can be calculated with higher accuracy. Correction becomes possible.

即ち、制御部200は、デューティー比を最小値から最大値まで変動させた際の真の入力電流と平滑回路の出力電圧とを予め取得し、真の入力電流と平滑回路の出力電圧の相関を記憶する記憶部200cを有し、デューティー比が最大の場合に対する現在のデューティー比の比率をゲインとし、平滑回路の出力電圧に前記ゲインを乗算することで入力電流の検出値を補正する。 That is, the control unit 200 obtains in advance the true input current and the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is varied from the minimum value to the maximum value, and calculates the correlation between the true input current and the output voltage of the smoothing circuit. It has a storage unit 200c for storing information, uses the ratio of the current duty ratio to the maximum duty ratio as a gain, and corrects the detected value of the input current by multiplying the output voltage of the smoothing circuit by the gain.

また、制御部200は、デューティー比を最小値から最大値まで変動させた際の真の入力電流と平滑回路の出力電圧とを予め取得し、真の入力電流と平滑回路の出力電圧の相関を記憶する記憶部200cを有し、デューティー比が最小の場合に対する現在のデューティー比の比率をゲインとし、平滑回路の出力電圧にゲインを乗算することで前記入力電流の検出値を補正する。 Further, the control unit 200 obtains in advance the true input current and the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is varied from the minimum value to the maximum value, and calculates the correlation between the true input current and the output voltage of the smoothing circuit. It has a storage unit 200c for storing the information, uses the ratio of the current duty ratio to the minimum duty ratio as a gain, and corrects the detected value of the input current by multiplying the output voltage of the smoothing circuit by the gain.

なお、実施の形態1では、電力変換回路100としてフルブリッジDC/DCコンバータの例を示したが、この回路構成に限定するものではなく、AD変換に平滑回路を用いている構成であれば、LLC方式又はハーフブリッジ型のDC/DCコンバータ等でもよい。 In addition, in Embodiment 1, an example of a full bridge DC/DC converter was shown as the power conversion circuit 100, but the circuit configuration is not limited to this, and any configuration that uses a smoothing circuit for AD conversion may be used. An LLC type or half bridge type DC/DC converter may be used.

なお、制御部200は、ハードウェアの一例を図4に示すように、プロセッサ201と記憶装置202から構成される。記憶装置202は、例えば、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ201は、記憶装置202から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ201にプログラムが入力される。また、プロセッサ201は、演算結果等のデータを記憶装置202の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。 Note that the control unit 200 includes a processor 201 and a storage device 202, as an example of hardware is shown in FIG. The storage device 202 includes, for example, a volatile storage device such as a random access memory, and a nonvolatile auxiliary storage device such as a flash memory. Further, an auxiliary storage device such as a hard disk may be provided instead of the flash memory. Processor 201 executes a program input from storage device 202 . In this case, the program is input from the auxiliary storage device to the processor 201 via the volatile storage device. Further, the processor 201 may output data such as calculation results to a volatile storage device of the storage device 202, or may store data in an auxiliary storage device via the volatile storage device.

本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。
Although this application describes exemplary embodiments, the various features, aspects, and functions described in the embodiments are not limited to the application of particular embodiments, and may be used alone or It is applicable to the embodiments in various combinations.
Accordingly, countless variations not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed herein. For example, this includes cases in which at least one component is modified, added, or omitted.

1 電力変換装置、11 カレントトランス、15 フィルタ抵抗、16 フィルタコンデンサ、17a~17d 半導体スイッチング素子、100 電力変換回路、200 制御部、200a 第1の制御部、200b 第2の制御部、200c 記憶部 Reference Signs List 1 power converter, 11 current transformer, 15 filter resistor, 16 filter capacitor, 17a to 17d semiconductor switching element, 100 power converter circuit, 200 control section, 200a first control section, 200b second control section, 200c storage section

Claims (2)

半導体スイッチング素子を有した電力変換回路と、
前記電力変換回路の入力電流を電圧に変換して検出するためのカレントトランスと、
前記カレントトランスの二次側の出力を平滑する平滑回路と、
前記平滑回路の出力電圧を入力として前記半導体スイッチング素子を駆動する駆動信号を制御し、前記半導体スイッチング素子の前記駆動信号のデューティー比により前記平滑回路の出力電圧を補正する制御部を有する電力変換装置において、
前記制御部は、前記デューティー比をデューティー比狭小時における最小値からデューティー比広大時における最大値まで変動させた際の真の入力電流と前記平滑回路の出力電圧とを予め取得し、前記真の入力電流と前記平滑回路の出力電圧の相関を、平滑された出力電圧をカレントトランスの電流値に変換する際に補正するための係数として記憶した記憶部を有しており、
真の入力電流の平滑回路の出力電圧をV_flat_realとし、
デューティー比が狭小の時の平滑回路の出力電圧をV_flatとし、
現在のデューティー比をdutyとし、
デューティー比広大時における最大値である最大デューティー比をduty_largeとした場合、下記の式(1)に基づき、

V_flat_real=V_flat×(duty_large/duty)・・・・・(1)

現在のデューティー比と最大デューティー比の比率をゲインとし、前記平滑回路の出力電圧に前記ゲインを乗算して前記入力電流に対して前記平滑回路の出力電圧を補正することを特徴とする電力変換装置。
a power conversion circuit having a semiconductor switching element;
a current transformer for converting the input current of the power conversion circuit into voltage and detecting the voltage;
a smoothing circuit that smoothes the output of the secondary side of the current transformer;
A power conversion device including a control unit that controls a drive signal for driving the semiconductor switching element using the output voltage of the smoothing circuit as an input, and corrects the output voltage of the smoothing circuit based on the duty ratio of the drive signal of the semiconductor switching element. In,
The control unit obtains in advance the true input current and the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is varied from a minimum value when the duty ratio is narrow to a maximum value when the duty ratio is wide, and It has a storage section that stores the correlation between the input current and the output voltage of the smoothing circuit as a coefficient for correcting when converting the smoothed output voltage into a current value of the current transformer ,
Let the output voltage of the smoothing circuit of the true input current be V_flat_real,
Let the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is narrow be V_flat,
Let the current duty ratio be duty,
If the maximum duty ratio, which is the maximum value when the duty ratio is large, is duty_large, based on the following formula (1),

V_flat_real=V_flat×(duty_large/duty) (1)

A power conversion device characterized in that a ratio between a current duty ratio and a maximum duty ratio is used as a gain, and the output voltage of the smoothing circuit is multiplied by the gain to correct the output voltage of the smoothing circuit with respect to the input current. .
前記制御部は、前記半導体スイッチング素子を駆動する第1の制御部と前記平滑回路の出力を取得する第2の制御部とに分離していることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 The power conversion unit according to claim 1, wherein the control unit is separated into a first control unit that drives the semiconductor switching element and a second control unit that obtains the output of the smoothing circuit. Device.
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