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公開番号2024103121
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-01
出願番号2023007288
出願日2023-01-20
発明の名称電力変換回路制御装置
出願人株式会社豊田中央研究所,トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類H02M 3/28 20060101AFI20240725BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】本発明は、並列接続された複数の電力変換回路を制御する装置の構成を単純化することを目的とする。
【解決手段】制御値演算部20は、並列接続された複数の電力変換回路における並列接続端に流れる電流の測定値と電流指令値との差異に基づいて、総合操作量を求める操作量決定処理と、総合操作量に対し、複数の異なる外乱信号を個別に重畳して、複数の外乱重畳信号を生成する重畳処理と、複数の異なる外乱信号に対応する1つまたは複数の成分を総合操作量から抽出し、複数の異なる外乱信号に対応する1つまたは複数の誤差成分を求める誤差抽出処理と、誤差成分に基づいて、複数の外乱重畳信号のそれぞれに対する補正係数を求める補正係数決定処理と、複数の外乱重畳信号のそれぞれに対して、補正係数を用いた補正処理を施して、複数の電力変換回路のそれぞれに対する操作量を求める操作量決定処理と、を実行する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
並列接続された複数の電力変換回路における並列接続端に流れる電流の測定値と電流指令値との差異に基づいて、総合操作量を求める操作量決定処理と、
前記総合操作量に対し、複数の異なる外乱信号を個別に重畳して、複数の外乱重畳信号を生成する重畳処理と、
複数の異なる前記外乱信号に対応する１つまたは複数の成分を前記総合操作量から抽出し、複数の異なる前記外乱信号に対応する１つまたは複数の誤差成分を求める誤差抽出処理と、
前記誤差成分に基づいて、複数の前記外乱重畳信号のそれぞれに対する補正係数を求める補正係数決定処理と、
複数の前記外乱重畳信号のそれぞれに対して、前記補正係数を用いた補正処理を施して、複数の前記電力変換回路のそれぞれに対する操作量を求める操作量決定処理と、
を実行することを特徴とする電力変換回路制御装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力変換回路制御装置であって、
複数の前記外乱信号は、直交関数列で表されることを特徴とする電力変換回路制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力変換回路制御装置であって、
複数の前記外乱信号は、相互に直交する複数の三角関数で表されることを特徴とする電力変換回路制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電力変換回路制御装置であって、
複数の前記外乱信号は、複数の外乱関数であって、１つの関数の値が活性値となり、かつ、他の関数の値が非活性値となる時間帯があり、時間経過と共に１つずつ順に活性値となる複数の外乱関数で表されることを特徴とする電力変換回路制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電力変換回路制御装置であって、
複数の前記外乱信号は、
複数の前記外乱関数で表される複数の信号のそれぞれに対して、低域通過フィルタ処理を施して得られる複数の信号であることを特徴とする電力変換回路制御装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の電力変換回路制御装置であって、
前記誤差抽出処理は、
前記総合操作量に基づく値に複数の前記外乱信号をそれぞれ乗算することで、各前記誤差成分を前記総合操作量から抽出する処理を含むことを特徴とする電力変換回路制御装置。
【請求項７】
請求項４または請求項５に記載の電力変換回路制御装置であって、
前記誤差抽出処理は、
前記総合操作量に基づく値に複数の前記外乱信号をそれぞれ乗算して得られた複数の乗算値の平均値を求め、複数の前記乗算値のそれぞれから前記平均値を減算することで、各前記誤差成分を求めることを特徴とする電力変換回路制御装置。
【請求項８】
請求項１に記載の電力変換回路制御装置であって、
前記補正係数決定処理は、
各前記誤差成分に対する時間積分を実行し、各前記誤差成分の時間積分値に基づく値を独立変数とする各単調増加関数に基づいて、各前記補正係数を求める処理を含むことを特徴とする電力変換回路制御装置。
【請求項９】
請求項１に記載の電力変換回路制御装置であって、
複数の前記電力変換回路のそれぞれに対する前記操作量に基づいて、各前記電力変換回路を制御するスイッチング制御部を備え、
各前記電力変換回路は、
トランスによって結合した１次側スイッチング回路および２次側スイッチング回路を備え、
前記スイッチング制御部は、
前記操作量に基づいて、前記１次側スイッチング回路のスイッチング位相と、前記２次側スイッチング回路の位相との差異を制御することを特徴とする電力変換回路制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換回路制御装置に関し、特に、並列接続された複数の電力変換回路を制御する装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
２つのスイッチング回路をトランスによって結合した電力変換回路が広く用いられている。２次側のスイッチング回路には、例えば、電気自動車に搭載される電気回路が接続され、１次側のスイッチング回路には、例えば、商用電源が接続される。１次側のスイッチング回路と２次側のスイッチング回路とがトランスによって電気的に絶縁されているので、高出力電圧のバッテリが搭載されている場合であっても、商用電源の取り扱いが容易になる。
【０００３】
このような電力変換回路には、以下の特許文献１に示されているように、１次側のスイッチング回路をスイッチングする位相と、２次側のスイッチング回路をスイッチングする位相との差異に応じて、１次側から２次側に伝送される電力が定まるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１６００９３号公報
【非特許文献】
【０００５】
Yeh Ting, Sjoerd de Haan, Jan A. Ferreira: "Modular Single-active Bridge DC-DC Converters", IEEE IAS. Magazine, Vol. 22, No. 5, pp. 43-52 (2016)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電力変換回路から負荷回路に供給される電力を大きくする場合、電力変換回路に用いられるスイッチング素子の耐電圧または許容電流を大きくする必要が生じ、電力変換回路の設計が困難となることがある。そこで、非特許文献１に記載されているように、複数の電力変換回路を並列に接続した並列型電力変換装置が考えられている。しかし、並列型電力変換装置では、各電力変換回路を制御するために、各電力変換回路に電流計を設ける必要があり、並列型電力変換装置を制御する装置の構成が複雑となってしまう場合があった。
【０００７】
本発明は、並列接続された複数の電力変換回路を制御する装置の構成を単純化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、並列接続された複数の電力変換回路における並列接続端に流れる電流の測定値と電流指令値との差異に基づいて、総合操作量を求める操作量決定処理と、前記総合操作量に対し、複数の異なる外乱信号を個別に重畳して、複数の外乱重畳信号を生成する重畳処理と、複数の異なる前記外乱信号に対応する１つまたは複数の成分を前記総合操作量から抽出し、複数の異なる前記外乱信号に対応する１つまたは複数の誤差成分を求める誤差抽出処理と、前記誤差成分に基づいて、複数の前記外乱重畳信号のそれぞれに対する補正係数を求める補正係数決定処理と、複数の前記外乱重畳信号のそれぞれに対して、前記補正係数を用いた補正処理を施して、複数の前記電力変換回路のそれぞれに対する操作量を求める操作量決定処理と、を実行することを特徴とする。
【０００９】
望ましくは、複数の前記外乱信号は、直交関数列で表される。
【００１０】
望ましくは、複数の前記外乱信号は、相互に直交する複数の三角関数で表される。
（【００１１】以降は省略されています）

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