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公開番号2025067409
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-24
出願番号2023177368
出願日2023-10-13
発明の名称DCDCコンバータの制御装置及びプログラム
出願人株式会社SOKEN,株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02M 3/155 20060101AFI20250417BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】リアクトルに流れる電流の制御性を向上することができるDCDCコンバータの制御装置を提供する。
【解決手段】DCDCコンバータ10は、スイッチ31、リアクトル30及び制御装置50を備える。制御装置50は、スイッチ31のスイッチング制御を行う。制御装置50は、リアクトル30に流れる電流を検出する電流センサ42の検出値を取得する電流取得部と、電流取得部により取得された電流の時間変化率を算出する変化率算出部と、変化率算出部により算出された時間変化率に基づいて、1スイッチング周期におけるスイッチ31のオン期間の比率であるデューティ比を算出するデューティ比算出部と、デューティ比算出部により算出されたデューティ比に基づいて、スイッチング制御を行う制御部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
スイッチ（３１，１３１）及びリアクトル（３０，１３０）を備えるＤＣＤＣコンバータ（１０，１１０）に適用され、
前記リアクトルに流れる電流を指令電流値に制御すべく、前記スイッチのスイッチング制御を行うＤＣＤＣコンバータの制御装置（５０）において、
前記リアクトルに流れる電流を検出する電流検出部の電流検出値を取得する電流取得部と、
前記電流取得部により取得された電流検出値の時間変化率を算出する変化率算出部と、
前記変化率算出部により算出された時間変化率に基づいて、１スイッチング周期における前記スイッチのオン期間の比率であるデューティ比を算出するデューティ比算出部と、
前記デューティ比算出部により算出された前記デューティ比に基づいて、前記スイッチング制御を行う制御部と、
を備える、ＤＣＤＣコンバータの制御装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記電流取得部は、前記制御部が前記スイッチをオンする期間における前記電流検出部の電流検出値であるオン期間電流値を取得し、
前記変化率算出部は、取得された前記オン期間電流値の時間変化率を算出し、
前記デューティ比算出部は、算出された前記オン期間電流値の時間変化率に基づいて、前記デューティ比を算出する、請求項１に記載のＤＣＤＣコンバータの制御装置。
【請求項３】
前記電流取得部は、前記制御部が前記スイッチをオフする期間における前記電流検出部の電流検出値であるオフ期間電流値を取得し、
前記変化率算出部は、取得された前記オフ期間電流値の時間変化率を算出し、
前記デューティ比算出部は、算出された前記オン期間電流値の時間変化率及び前記オフ期間電流値の時間変化率に基づいて、前記デューティ比を算出する、請求項２に記載のＤＣＤＣコンバータの制御装置。
【請求項４】
前記ＤＣＤＣコンバータの低圧側電圧を検出する第１電圧検出部の電圧検出値、及び前記ＤＣＤＣコンバータの高圧側電圧を検出する第２電圧検出部の電圧検出値を取得する電圧取得部を備え、
前記デューティ比算出部は、算出された前記オン期間電流値の時間変化率と、取得された前記第１，第２電圧検出部の電圧検出値とに基づいて、前記デューティ比を算出する、請求項２に記載のＤＣＤＣコンバータの制御装置。
【請求項５】
前記第２電圧検出部の電圧検出値に対する前記第１電圧検出部の電圧検出値の比である電圧比の誤差を推定する推定部を備え、
前記デューティ比算出部は、前記推定部により推定された前記電圧比の誤差を前記デューティ比の算出に更に用いる、請求項４に記載のＤＣＤＣコンバータの制御装置。
【請求項６】
前記デューティ比算出部は、前記デューティ比として、電流不連続モードにおけるフィードフォワード制御用のデューティ比を算出する、請求項１～５のいずれか１項に記載のＤＣＤＣコンバータの制御装置。
【請求項７】
前記デューティ比算出部は、前記デューティ比として、電流不連続モードにおけるフィードフォワード制御用の第１デューティ比と、電流連続モードにおけるフィードフォワード制御用の第２デューティ比とを算出し、
算出された前記第１デューティ比及び前記第２デューティ比の比較に基づいて、現状の電流モードが前記電流不連続モード及び前記電流連続モードのいずれであるかを判定するモード判定部を備え、
前記制御部は、前記第１デューティ比及び前記第２デューティ比のうち前記モード判定部により判定された電流モードにおけるデューティ比に基づいて、前記スイッチング制御を行う、請求項１～５のいずれか１項に記載のＤＣＤＣコンバータの制御装置。
【請求項８】
スイッチ（３１，１３１）及びリアクトル（３０）を備えるＤＣＤＣコンバータ（１０，１１０）に適用され、
コンピュータ（５０）に、前記リアクトルに流れる電流を指令電流値に制御すべく、前記スイッチのスイッチング制御を実行させるプログラムにおいて、
前記リアクトルに流れる電流を検出する電流検出部の電流検出値を取得する電流取得処理と、
取得された前記電流検出値の時間変化率を算出する変化率算出処理と、
算出された時間変化率に基づいて、１スイッチング周期における前記スイッチのオン期間の比率であるデューティ比を算出するデューティ比算出処理と、
算出された前記デューティ比に基づいて、前記スイッチング制御を行う制御処理と、
を前記コンピュータに実行させる、プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＤＣＤＣコンバータの制御装置及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチ及びリアクトルを備えるＤＣＤＣコンバータが知られている。ＤＣＤＣコンバータの制御装置としては、リアクトルに流れる電流を指令電流値に制御するために、スイッチのスイッチング制御を行うものが知られている。制御装置は、スイッチング制御において、１スイッチング周期におけるスイッチのオン期間の比率であるデューティ比を算出し、算出したデューティ比に基づいてスイッチング制御を行う。このような技術の例として、特許文献１に開示された技術が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－２１２５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スイッチのデューティ比が適切に算出されないことに起因して、リアクトルに流れる電流の制御性が低下することが懸念される。
【０００５】
本開示の主たる目的は、リアクトルに流れる電流の制御性を向上することができるＤＣＤＣコンバータの制御装置及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、
スイッチ及びリアクトルを備えるＤＣＤＣコンバータに適用され、
前記リアクトルに流れる電流を指令電流値に制御すべく、前記スイッチのスイッチング制御を行うＤＣＤＣコンバータの制御装置において、
前記リアクトルに流れる電流を検出する電流検出部の電流検出値を取得する電流取得部と、
前記電流取得部により取得された電流検出値の時間変化率を算出する変化率算出部と、
前記変化率算出部により算出された時間変化率に基づいて、１スイッチング周期における前記スイッチのオン期間の比率であるデューティ比を算出するデューティ比算出部と、
前記デューティ比算出部により算出された前記デューティ比に基づいて、前記スイッチング制御を行う制御部と、
を備える。
【０００７】
デューティ比の算出に用いるパラメータに誤差が含まれる。誤差は、例えば、リアクトルのインダクタンス値である。誤差が含まれることに起因して、デューティ比が適切に算出されず、リアクトルに流れる電流が指令電流値に対して大きくずれることが懸念される。ここで、リアクトルに流れる電流の時間変化率は、誤差の影響を抑制できるパラメータである。
【０００８】
そこで、本開示では、リアクトルに流れる電流検出値の時間変化率に基づいてデューティ比を算出する。これにより、誤差の影響を抑制したデューティ比を算出することが可能となる。そして、算出されたデューティ比に基づいてスイッチング制御を行うことにより、リアクトルに流れる電流の制御性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係るＤＣＤＣコンバータを含む制御システムの全体構成図。
電流不連続モードにおけるスイッチング態様及びリアクトル電流値の推移を示すタイムチャート。
電流臨界モードにおけるスイッチング態様及びリアクトル電流値の推移を示すタイムチャート。
電流連続モードにおけるスイッチング態様及びリアクトル電流値の推移を示すタイムチャート。
電流不連続モード用のフィードフォワード項ＤｆｆＡに誤差が生じた場合のリアクトル平均電流値の推移を示す図。
電流不連続モードから電流連続モードへの切り替えが遅い場合のリアクトル平均電流値の推移を示す図。
電流不連続モードから電流連続モードへの切り替えが早い場合のリアクトル平均電流値の推移を示す図。
第１実施形態に係るＤＣＤＣコンバータ制御の処理手順を示すフローチャート。
第１実施形態に係るリアクトル電流値の検出タイミングを示す図。
制御の一例を示すタイムチャート。
第２実施形態に係るＤＣＤＣコンバータ制御の処理手順を示すフローチャート。
第２実施形態に係るリアクトル電流値の検出タイミングを示す図。
第３実施形態に係るＤＣＤＣコンバータ制御の処理手順を示すフローチャート。
誤差推定制御の処理手順を示すフローチャート。
電圧比の誤差の推定処理を説明するためのタイムチャート。
その他の実施形態に係るＤＣＤＣコンバータを含む制御システムの全体構成図。
その他の実施形態に係る制御の処理手順を示すフローチャート。
その他の実施形態に係る制御システムの全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分及び／又は関連付けられる部分には同一の参照符号、又は百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分及び／又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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