CN108141132A - 多相转换器 - Google Patents

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Abstract

在具备多个电压变换部的多相式的DCDC转换器中，更简单地实现能够在动作开始后的初始阶段中更具体地特定发生异常的部分的结构。多相转换器(1)具有具备多个电压变换部(CV1、CV2、CV3、CV4)的多相变换部(2)以及通过控制信号分别地控制电压变换部(CV1、CV2、CV3、CV4)的控制部(3)。控制部(3)针对每个电压变换部，错开期间地进行软启动控制。检测部(8)检测反映了来自多个电压变换部(CV1、CV2、CV3、CV4)的在共同的输出路径(输出侧导电电路(7))中的输出电流或者输出电压的值。异常特定部基于进行各个软启动控制的各期间内的检测部(8)中的检测结果，来特定产生异常电流或者异常电压的异常的电压变换部或者异常的电压变换部的组。

Description

多相转换器
技术领域
本发明涉及一种多相转换器。
背景技术
在通过开关元件的驱动而将直流电压升压或者降压的DCDC转换器中，已知一种将多个电压变换部并联连接而成的结构的多相DCDC转换器。作为这种多相DCDC转换器的例子，例如存在专利文献1那样的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－46541号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，关于多相式的DCDC转换器，还设想仅某一个相发生故障的情况，在某一个相发生了故障的情况下，可能也有时期望不使DCDC转换器的动作全部中止，而是利用未发生故障的相继续动作。专利文献1的电源装置应对这样的要求，在各相斩波器部的针对开关元件的控制信号的下降沿的边缘定时下，取得通过电流检测器检测到的电流值，如果所取得的各电流值不同，则判定为某一方的各相斩波器部的故障。然后，即使在检测到在某一方的各相斩波器部中发生故障的情况下，也使未故障的各相斩波器部的动作继续，限制发电机的输出，以避免超过未故障的各相斩波器部的耐电流。
然而，专利文献1的电源装置仅仅是在各相斩波器部的开关元件发生开路故障的情况下限制整体的输出，不存在在准确地特定发生故障的部分的基础上可靠地使该部分的动作停止这样的思想。
本发明是根据上述情形而完成的，其目的在于，在具备多个电压变换部的多相式的DCDC转换器中，更简单地实现能够在动作开始后的初始阶段中更具体地特定发生异常的部分的结构。
用于解决问题的手段
本发明的多相转换器包括：
多相变换部，具备多个将输入的电压变换并输出的电压变换部；
控制部，以使输出成为目标值的方式通过控制信号分别地控制各个所述电压变换部，伴随所述多相变换部的动作开始，对各个所述电压变换部进行使输出的目标值逐渐上升的软启动控制，对于每个所述电压变换部或者对于所述电压变换部的每个组，错开软启动控制的期间地进行软启动控制；
检测部，检测反映了来自多个所述电压变换部的在共同的输出路径中的输出电流或者输出电压中的至少某一方的值；以及
异常特定部，基于通过所述控制部进行各个软启动控制的各期间的所述检测部中的检测结果，来特定产生异常电流或者异常电压的异常的电压变换部或者异常的电压变换部的组。
本发明的多相转换器具备通过控制信号分别地控制各个所述电压变换部的控制部。该控制部伴随多相变换部的动作开始，对各个电压变换部进行使输出的目标值逐渐上升的软启动控制，对于每个电压变换部或者对于电压变换部的每个组，错开软启动控制的期间地进行软启动控制。通过这样的结构，能够抑制输出开始时的冲击电流，并且设定各个电压变换部或者各个电压变换部的组进行软启动控制的各期间。
进一步地，检测部构成为检测反映了来自多个电压变换部的在共同的输出路径中的输出电流或者输出电压中的至少某一方的值。并且，异常特定部构成为基于进行各个软启动控制的各期间的检测部中的检测结果，来特定产生异常电流或者异常电压的异常的电压变换部或者异常的电压变换部的组。根据该结构，能够在伴随多相转换器的动作开始的初始阶段中特定发生异常的电压变换部或者电压变换部的组。而且，能够检测反映了在共同的输出路径中的输出电流或者输出电压中的至少某一方的值，基于该值来特定异常，所以能够抑制检测部的数量。
因此，能够更简单地实现能够在动作开始后的初始阶段中更具体地特定发生异常的部分的结构。
附图说明
图1是概略地例示出实施例1的多相转换器的电路图。
图2是例示出实施例1的多相转换器中的输出开始时的控制的流程的流程图。
图3是例示出实施例1的多相转换器中的输出开始时的各相的控制目标电流值与时间的关系的图表。
具体实施方式
下面例示出发明的优选的技术方案。
在本发明中，控制部也可以构成为，在通过异常特定部特定出异常的电压变换部或者异常的电压变换部的组的情况下，使异常的电压变换部或者异常的电压变换部的组的电压变换停止，使多相变换部中的、至少除去停止了的异常的电压变换部或者异常的电压变换部的组以外的剩余的电压变换部进行电压变换，并将剩余的电压变换部的输出的目标值设定得小于在使多相变换部的全部进行动作的情况下的目标值。
根据该结构，在特定出异常的电压变换部或者异常的电压变换部的组的情况下，能够使该部分的电压变换停止而实现保护，同时通过剩余的电压变换部继续进行电压变换。而且，在通过剩余的电压变换部继续进行电压变换的情况下，与使多相变换部的全部进行动作时相比，将输出的目标值设定得较小，所以，能够减轻伴随驱动相数的减少的负载的集中。
本发明也可以具备存储部，该存储部在通过异常特定部以规定次数特定出异常的电压变换部或者异常的电压变换部的组的情况下，存储异常特定信息，所述异常特定信息表示以规定次数特定出的异常的电压变换部或者异常的电压变换部的组。控制部也可以构成为当在存储部中存储有异常特定信息的情况下，在多相变换部的动作开始时，不进行与异常特定信息对应的电压变换部或者与异常特定信息对应的电压变换部的组的软启动控制而使电压变换中止，并对不对应的电压变换部进行软启动控制。异常特定部也可以构成为基于对不对应的电压变换部的软启动控制的期间的检测部中的检测结果，来特定不对应的电压变换部是否产生异常电流或者异常电压。
在该结构中，能够在存储部中存储有异常特定信息的情况下，即在以规定次数特定出某一方的电压变换部或者电压变换部的组的异常的情况下，在多相变换部的动作开始时，不进行该电压变换部或者电压变换部的组的软启动控制而使电压变换中止。即，针对故障的可能性高的电压变换部或者电压变换部的组，不进行再检查而使电压变换中止，能够迅速地实现保护。特别是，由于除去与异常特定信息对应的电压变换部的软启动控制，所以能够在驱动剩余的电压变换部的基础上，缩短从动作开始直至软启动控制结束为止的期间。另外，针对与异常特定信息不对应的不对应的电压变换部，在软启动控制中通过异常特定部再次进行检查，所以即使在被中止的电压变换部以外的电压变换部中发生新的异常，也能够特定该异常。
本发明也可以具备存储部，每当通过异常特定部特定出异常的电压变换部或者异常的电压变换部的组时，该存储部将相信息与特定次数建立对应而存储，所述相信息表示所特定出的异常的电压变换部或者异常的电压变换部的组。控制部也可以构成为伴随多相变换部的动作开始，当在存储部中存储有相信息且成为相信息的对象的电压变换部或者成为对象的电压变换部的组的特定次数达到规定的多次时，不进行成为对象的电压变换部或者成为对象的电压变换部的组的软启动控制而使电压变换中止，当在存储部中存储有相信息且特定次数未达到规定的多次时，进行成为对象的电压变换部或者成为对象的电压变换部的组的软启动控制。异常特定部也可以构成为在进行成为对象的电压变换部或者成为对象的电压变换部的组的软启动控制的情况下，基于检测部中的检测结果，来再次特定成为对象的电压变换部或者成为对象的电压变换部的组是否产生异常电流或者异常电压。并且，控制部也可以构成为伴随多相变换部的动作开始，在通过异常特定部再次特定为成为对象的电压变换部或者成为对象的电压变换部的组产生异常电流或者异常电压的情况下，使成为对象的电压变换部或者成为对象的电压变换部的组的电压变换中止，在未再次特定出的情况下，继续进行至少成为对象的电压变换部或者成为对象的电压变换部的组的电压变换。
在该结构中，能够在以规定次数特定出某一方的电压变换部或者电压变换部的组的异常的情况下，在多相变换部的动作开始时，不进行该电压变换部或者电压变换部的组的软启动控制而使电压变换中止。即，针对故障等的可能性高的电压变换部或者电压变换部的组，不进行再检查而使电压变换中止，能够迅速地实现保护。特别是，由于除去了被以规定的多次特定出异常的电压变换部的软启动控制，所以能够在驱动剩余的电压变换部的基础上，缩短从动作开始直至软启动控制结束为止的期间。
另一方面，针对虽然被特定出异常但未达到规定的多次的电压变换部或者电压变换部的组，能够在多相变换部的动作开始时进行软启动控制，再次进行检查。然后，当在该软启动控制的期间内再次特定为产生异常电流或者异常电压的情况下，能够使该电压变换部或者电压变换部的组的电压变换中止，迅速地进行保护。相反地，当在该软启动控制的期间内未再次特定为产生异常电流或者异常电压的情况下，能够继续进行由该电压变换部或者电压变换部的组实施的电压变换。即，关于某一方的电压变换部或者电压变换部的组，即使由于某些原因而在过去特定出异常，但在异常的特定次数少并且在重新使多相变换部进行动作时未变成异常状态的情况下，过去的异常特定有可能是由于临时的原因(噪声等)引起的。在这样未发生根本性的故障等的可能性高的情况下，能够继续进行由该电压变换部或者电压变换部的组实施的电压变换，确保相数。
＜实施例1＞
下面，说明将本发明具体化而得到的实施例1。
图1所示的多相转换器1例如作为车载用的多相型DCDC转换器而构成，并且构成为以多相方式并且降压方式对施加到输入侧导电电路6的直流电压(输入电压)进行电压变换，将使输入电压降压而得到的输出电压输出到输出侧导电电路7。
多相转换器1具有具备输入侧导电电路6和输出侧导电电路7的电源线5、具备对所输入的电压进行变换并输出的m个电压变换部CV1、CV2…CVm的多相变换部2以及通过控制信号分别地控制电压变换部CV1、CV2…CVm的控制部3。此外，电压变换部的个数即m是2以上的自然数即可。下面以图1所示的结构、即m＝4的情况作为代表例来进行说明。
输入侧导电电路6例如作为被施加相对高的电压的初级侧(高压侧)的电源线而构成，构成为与初级侧电源部91的高电位侧的端子导通，并且被从该初级侧电源部91施加规定的直流电压(例如，48V)。该输入侧导电电路6分别连接于各电压变换部CV1、CV2、CV3、CV4的个别输入电路LA1、LA2、LA3、LA4。初级侧电源部91例如通过锂离子电池或者双电层电容器等蓄电单元构成，高电位侧的端子例如保持于48V，低电位侧的端子例如保持于地电位(0V)。
输出侧导电电路7作为被施加相对低的电压的次级侧(低压侧)的电源线而构成。该输出侧导电电路7例如构成为与次级侧电源部92的高电位侧的端子导通，并且被从该次级侧电源部92施加比初级侧电源部91的输出电压小的直流电压(例如，12V)。次级侧电源部92例如通过铅蓄电池等蓄电单元构成，高电位侧的端子例如保持于12V，低电位侧的端子例如保持于地电位(0V)。
在输入侧导电电路6与输出侧导电电路7之间，设置有多相变换部2。该多相变换部2具备并联连接于输入侧导电电路6与输出侧导电电路7之间的m个电压变换部CV1、CV2…CVm。m个电压变换部CV1、CV2…CVm为相同的结构，均作为同步整流方式的降压型转换器发挥功能。m个电压变换部CV1、CV2…CVm的各个别输入电路LA1、LA2…LAm从输入侧导电电路6分支。另外，m个电压变换部CV1、CV2…CVm的各个别输出电路LB1、LB2…LBm连接于作为共同的输出电路的输出侧导电电路7。此外，m个电压变换部CV1、CV2…CVm分别设为第1相、第2相…第m相。
说明m个电压变换部CV1、CV2…CVm中的第k相的电压变换部CVk。下面，k是m以下的自然数。第k相的电压变换部CVk具备高侧的开关元件SAk、低侧的开关元件SBk、电感器Lk以及保护用的开关元件SCk。例如，第1相的电压变换部CV1具备高侧的开关元件SA1、低侧的开关元件SB1、电感器L1以及保护用的开关元件SC1，第2相的电压变换部CV2具备高侧的开关元件SA2、低侧的开关元件SB2、电感器L2以及保护用的开关元件SC2。第3相、第4相也一样。
在第k相的电压变换部CVk中，开关元件SAk作为N沟道型的MOSFET而构成，将从输入侧导电电路6分支出的个别输入电路LAk连接于开关元件SAk的漏极。将低侧的开关元件SBk的漏极以及电感器Lk的一端连接于开关元件SAk的源极。开关元件SBk将漏极连接到开关元件SAk与电感器Lk的连接点，将源极接地。电感器Lk的另一端连接于开关元件SCk的源极。开关元件SCk的漏极连接于输出侧导电电路7。此外，开关元件SCk以在过电流、过电压、逆流等异常时切断路径的导通的方式发挥功能。
控制部3主要具备控制电路10和PWM驱动部18。控制电路10包括例如具有CPU的微型计算机而构成。该控制电路10具备作为异常特定部发挥功能的部分(CPU等)、由ROM、RAM、非易失性存储器等构成的存储部14以及将模拟电压变换成数字信号的A/D变换器16。对A/D变换器16输入从后述的电流检测部9A输出的电压值、输出侧导电电路7的电压值。
在控制部3中，控制电路10具有决定占空比的功能以及生成所决定的占空比的PWM信号并输出的功能，具体来说，生成分别针对m个电压变换部CV1、CV2…CVm的PWM信号并输出。例如，在后述的软启动控制结束后的稳态输出状态下，在全部驱动m个电压变换部CV1、CV2…CVm的情况下，控制电路10生成相位分别相差2π/m的PWM信号，分别输出到m个电压变换部CV1、CV2…CVm。例如，如果如图1所示是4个电压变换部CV1、CV2、CV3、CV4，则分别对它们提供相位分别相差2π/4的PWM信号。
PWM驱动部18根据由控制电路10生成的针对各相的PWM信号，将用于使各相的开关元件SAk、SBk(k是1～m的自然数)中的各开关元件交替地接通的接通信号施加到开关元件SAk、SBk的栅极。在向开关元件SAk、SBk输出PWM信号的过程中提供给开关元件SBk的栅极的信号在确保了死区时间的基础上，相对于提供给开关元件SAk的栅极的信号，相位大致反转。
检测部8具备检测输出电流的电流检测部9A以及检测输出电压的电压检测部9B，分别检测反映了来自多个电压变换部CV1、CV2…CVm的在共同的输出路径(输出侧导电电路7)中的输出电流以及输出电压的值。电流检测部9A是将与流过输出侧导电电路7的电流对应的电压值作为检测值输出的结构即可。例如，电流检测部9A具有介于输出侧导电电路7的电阻器和差动放大器，将电阻器的两端电压输入到差动放大器，通过差动放大器放大由于流过输出侧导电电路7的电流而在电阻器中产生的压降量，并作为检测值输出到控制电路10的A/D变换器16。电压检测部9B作为将例如反映了输出侧导电电路7的电压的值(例如，输出侧导电电路7的电压本身或者分压值等)输入到控制电路10的A/D变换器16的路径而构成，在图1的例子中，构成为从输出侧导电电路7分支而与控制电路10的A/D变换器16导通。
在这样构成的多相转换器1中，控制部3分别对m个电压变换部CV1、CV2…CVm，以设定了死区时间的形式互补地输出PWM信号。例如针对构成第k相的电压变换部CVk的开关元件SAk、SBk的各栅极，控制部3在设定了死区时间的基础上，在向开关元件SAk的栅极输出接通信号的过程中，将断开信号输出到开关元件SBk的栅极，在向开关元件SAk的栅极输出断开信号的过程中，将接通信号输出到开关元件SBk的栅极。电压变换部CVk根据这样的互补的PWM信号，和开关元件SBk的断开动作与接通动作的切换同步地进行开关元件SAk的接通动作与断开动作的切换，由此，使施加到个别输入电路LAk的直流电压降压，并输出到个别输出电路LBk。个别输出电路LBk的输出电压根据提供给开关元件SAk、SBk的各栅极的PWM信号的占空比而确定。这样的控制在上述自然数k是1至m中的任一方的情况下，即在第1相至第m相中的任一方的电压变换部中，都同样地进行。
控制部3在使多相变换部2进行动作的情况下，通过控制信号(PWM信号)分别地控制多个电压变换部CV1、CV2…CVm的一部分或者全部，并进行反馈控制，以使来自多相变换部2的输出成为所设定的目标值。具体来说，控制部3基于输入到控制电路10的输出侧导电电路7的电流值以及输出电流的目标值(目标电流值)，通过公知的基于PID控制方式的反馈运算来决定控制量(占空比)。例如，在驱动相数是N的稳态输出状态下，将输出电流的目标值(目标电流值)固定为与驱动相数N对应的值，针对通过反馈运算所决定的占空比的PWM信号，使相位分别相差2π/N，并分别输出到N个电压变换部。
接下来，说明通常动作中的异常检测。
多相转换器1伴随着规定的动作开始条件的成立，控制部3按图2的流程进行控制。动作开始条件例如是点火信号的从断开向接通的切换等，也可以是这以外的动作开始条件。
控制部3在开始图2的控制的时刻下，将表示驱动相数的N的值设为构成多相变换部2的电压变换部CV1、CV2…CVm的个数(最大相数)m。即，在开始图2的控制的时刻下，N＝m，如图1所示，在多相变换部2由4个电压变换部CV1、CV2、CV3、CV4构成的情况下，N＝m＝4。另外，在开始图2的控制的时刻下，将稳态输出状态下的多相变换部2的输出的目标值(目标电流值)X设定为在由多相变换部2驱动全相的情况下的固定值。
伴随图2的控制开始，将表示所着眼的相编号的值即i设为i＝1(S1)。在S1的处理之后，判断m个电压变换部CV1、CV2…CVm中的第i相是否正常(S2)。在S2的判断处理中，当在过去对第i相进行S10的处理而确定出第i相的故障的情况下，判断为“否”，在未确定出第i相的故障的情况下，判断为“是”。关于是否确定出故障的判断方法在后面叙述。
当在S2中判断为第i相的电压变换部正常的情况下，即在未确定出第i相的电压变换部的故障的情况下，在S2中前进到“是”，对第i相的电压变换部进行软启动控制(S3)。当在S3中进行第i相的电压变换部的软启动控制的情况下，控制部3使目标值(目标电流值)从S3的处理开始时刻下的初始值(对第i相进行软启动的情况下的初始值)起伴随时间经过而缓缓上升，并且根据目标值(目标电流值)以及由电流检测部9A检测到的输出侧导电电路7的电流值，反复进行通过公知的基于PID控制方式的反馈运算决定控制量(占空比)的处理。由此，来自第i相的电压变换部的输出电流缓缓上升。
例如，在S3的处理中，在i＝1的情况下，S3的处理开始时刻下的目标电流值是0(A)，在第1相的软启动控制的期间内，如图3所示，使目标电流值从0(A)缓缓上升直至成为稳态输出状态时的各相的目标电流值It为止。另外，在S3的处理中，在i＝2的情况下，在S3的处理开始时刻(即，第1相的软启动控制刚刚结束之后的时刻)下，第1相的目标电流值是It，第2相的目标电流值是0(A)。控制部3在第1相的软启动控制结束的时间t1之后进行第2相的软启动控制，使目标电流值从0(A)缓缓上升直至成为稳态输出状态时的各相的目标电流值It为止。第3相、第4相的软启动控制也一样。
控制部3当在S3中开始第i相的软启动控制之后，判断在第i相的软启动控制的整个期间内输出侧导电电路7中的输出电流以及输出电压是否保持于正常状态(S4)。具体来说，与各相的软启动控制建立对应而确定正常的电流范围以及正常的电压范围，如果将第i相的软启动控制中的正常的电流范围设为IAi以上且IBi以下，将正常的电压范围设为VAi以上且VBi以下，则在S4中，如果在第i相的软启动控制中流过输出侧导电电路7的电流值Io维持为IAi≤Io≤IBi，则控制部3判断为输出电流是正常状态，当在第i相的软启动控制中Io＜IAi或者Io＞IBi的情况下，判断为是异常状态。另外，如果在第i相的软启动控制中输出侧导电电路7的电压值Vo维持为VAi≤Vo≤VBi，则控制部3判断为输出电压是正常状态，当在第i相的软启动控制中Vo＜VAi或者Vo＞VBi的情况下，判断为是异常状态。
当在S4的处理中判断为第i相的软启动控制中的输出电流以及输出电压正常的情况下，在S4中前进到“是”，将第i相的电压变换部判断为正常，并且继续进行第i相的电压变换部的输出(S5)。然后，在第i相的软启动控制结束后，判断当前的i的值是否为最大值MAX(即，多相变换部2中的电压变换部的个数)(S6)，当在S6的处理中判断为i的值是最大值MAX的情况下，即，在针对多相变换部2的全部的相而结束S2之后的处理的情况下，在S6中前进到“是”，结束图2的处理。当在S6的处理中判断为i的值不是最大值MAX的情况下，在S6中前进到“否”，使i的值增加(S7)，着眼于接下来的相，进行S2之后的处理。
当在S4中判断为第i相的软启动控制中的输出电流或者输出电压中的至少某一方不正常的情况下，在S4中前进到“否”，使第i相的异常计数器增加。在本结构中，以将与第1相的电压变换部CV1对应的异常计数器设为fail_cnt[1]、将与第2相的电压变换部CV2对应的异常计数器设为fail_cnt[2]、…将与第m相的电压变换部CVm对应的异常计数器设为fail_cnt[m]的方式，与各相建立对应而准备异常计数器。将各相的异常计数器的信息存储到存储部14的一部分(例如，非易失性存储器等)。当在S4中前进到“否”的情况下，在S8的处理中，使第i相的异常计数器fail_cnt[i]增加。例如，如果i＝1，则在S8中，使第1相的异常计数器fail_cnt[1]的值加1。
然后，在S8的处理之后进行的S9的处理中，判断在S8的处理中增加了的fail_cnt[i]的值是否为预先确定的规定值M以上。规定值M能够设为例如2以上的自然数。
当在S9的处理中判定为fail_cnt[i]的值是规定值M以上的情况下，使第i相的电压变换部的输出停止，确定为第i相的电压变换部故障。在该情况下，将表示确定出第i相的故障的故障确定信息存储到存储部14中(S10)。此外，故障确定信息既可以是fail_cnt[i]＝M的信息，也可以是与其不同的故障确定标记等。然后，当在S10的处理中使第i相的电压变换部的输出停止之后，对多相变换部2整体的输出的目标值(总目标输出电流值)进行减法运算(S11)。具体来说，根据在S11的处理之前设定的目标电流值(总目标输出电流值)X以及在S11的处理之前设定的驱动相数N，将新的目标电流值(总目标输出电流值)X’设定为X’＝X－X/N。即，驱动相数减小1个相量，所以，使目标电流值的比例减小1个相量。这样得到的X’是更新而得到的X的值。在这样将X更新为新的目标电流值(总目标输出电流值)X’的值之后，使驱动相数N减1。
当在S9的处理中判定为fail_cnt[i]的值低于规定值M的情况下，在S9中前进到“否”，使第i相的电压变换部的输出停止，暂时确定为第i相的电压变换部故障(S12)。然后，当在S12的处理中使第i相的电压变换部的输出停止之后，对多相变换部2整体的输出的目标值(总目标输出电流值)进行减法运算(S13)。具体来说，根据在S13的处理之前设定的目标电流值(总目标输出电流值)X以及在S13的处理之前设定的驱动相数N，将新的目标电流值(总目标输出电流值)X’设定为X’＝X－X/N。这样得到的X’是更新而得到的X的值。在这样将X更新为新的目标电流值(总目标输出电流值)X’的值之后，使驱动相数N减1。
另外，在图2的控制中，当在S2的处理中判断为第i相的电压变换部已确定为异常的情况下，即在关于第i相的电压变换部确定出故障的情况下，在S2中前进到“否”。即，当在存储部14中存储有表示在过去关于第i相的电压变换部执行S10的处理而确定出第i相的故障的上述故障确定信息的情况下，在S2中前进到“否”。然后，当在S2的处理中前进到“否”的情况下，对多相变换部2整体的输出的目标值(总目标输出电流值)进行减法运算(S14)。即，关于该相，不进行软启动控制而使动作的停止状态继续。在S14的处理中，根据在S14的处理之前设定的目标电流值(总目标输出电流值)X以及在S14的处理之前设定的驱动相数N，将新的目标电流值(总目标输出电流值)X’设定为X’＝X－X/N。这样得到的X’是更新而得到的X的值。在这样将X更新为新的目标电流值(总目标输出电流值)X’的值之后，使驱动相数N减1。
这样进行图2的控制，当在S6的处理中判断为i的值是最大值MAX的情况下，结束图2的处理，在稳态输出状态下进行电压变换。在稳态输出状态下，为了将在S6中前进到“是”的时刻下的目标电流值(总目标输出电流值)X设为输出电流的目标值，通过当在S6中前进到“是”的时刻下继续进行动作的N个电压变换部进行电压变换。关于N个电压变换部中的各电压变换部的目标电流值为X/N，针对通过反馈运算所决定的占空比的PWM信号，使相位分别相差2π/N，并分别输出到N个电压变换部。
如上所述，在本结构中，控制部3伴随多相变换部2的动作开始，分别对m个电压变换部CV1、CV2…CVm进行使输出的目标值逐渐上升的软启动控制，如图3所示，针对每个电压变换部，错开期间地进行软启动控制。此外，在图3中的各相的图表中，纵轴是各相中的目标电流值，横轴是经过时间。如图3所示，是在第1相的软启动的结束时间t1之后进行第2相的软启动、在第2相的软启动的结束时间t2之后进行第3相的软启动这样的方式，即，是在第k相的软启动的结束时间tk之后进行第k+1相的软启动的方式。
然后，如图2的S3、S4所示，控制部3基于进行各个软启动控制的各期间内的检测部8中的检测结果，来特定产生异常电流或者异常电压的异常的电压变换部。并且，控制部3在特定出异常的电压变换部的情况下，在S10或者S12中使异常的电压变换部的电压变换停止，如S11、S13所示，使多相变换部2中的、至少除去停止了的异常的电压变换部以外的剩余的电压变换部进行电压变换，将剩余的电压变换部的输出的目标值设定得小于使多相变换部的全部进行动作的情况下的目标值。
另外，存储部14如图2的S8所示每当通过控制部3(异常特定部)特定出异常的电压变换部时，更新与所特定出的电压变换部对应起来的异常计数器，将表示所特定出的异常的电压变换部的相信息与特定次数建立对应而存储。具体来说，值为1以上的异常计数器的信息是相信息，值为1以上的异常计数器所表示的值是特定次数。然后，在通过控制部3(异常特定部)以规定次数(规定值M)特定出异常的电压变换部的情况下，存储部14存储表示确定出故障的故障确定信息。该故障确定信息是表示以规定次数特定出的异常的电压变换部的异常特定信息，例如，值为规定值M以上的异常计数器的信息是故障确定信息(异常特定信息)。
另外，控制部3当在存储部14中存储有相信息(值为1以上的异常计数器的信息)且作为该相信息的对象的电压变换部的特定次数达到规定的多次(规定值M)时(即，当在存储部14中存储有异常特定信息的情况下)，在图2的S2中前进到“否”，进行S14的处理，不进行成为该相信息的对象的电压变换部(即，与异常特定信息对应的电压变换部)的软启动控制而使电压变换中止。
另外，控制部3当在多相变换部2的动作开始时在存储部14中存储有上述相信息且特定次数未达到规定的多次(规定值M)时，从图2的S2前进到S3，进行成为该相信息的对象的电压变换部(不对应的电压变换部)的软启动控制。控制部3(异常特定部)在进行该不对应的电压变换部的软启动控制的情况下，进行S4的处理，根据检测部8中的检测结果，再次特定该不对应的电压变换部是否产生异常电流或者异常电压。然后，控制部3在再次特定为该不对应的电压变换部产生异常电流或者异常电压的情况下，在S4中前进到“否”，通过其后的S10或者S12的处理，使该不对应的电压变换部的电压变换中止。相反地，在未再次特定出的情况下，在S4中前进到“是”，继续进行至少该不对应的电压变换部的组的电压变换。
下面，例示出本结构的效果。
本结构的多相转换器1具备通过控制信号(PWM信号)分别地控制m个电压变换部CV1、CV2…CVm中的各电压变换部的控制部3。该控制部3伴随多相变换部2的动作开始，分别对电压变换部CV1、CV2…CVm进行使输出的目标值逐渐上升的软启动控制，对于每个电压变换部，错开软启动控制的期间地进行软启动控制。通过这样的结构，能够抑制输出开始时的冲击电流，并且设定电压变换部CV1、CV2…CVm中的各电压变换部的各个独自软启动控制的各期间。
进一步地，检测部8构成为检测反映了来自多个电压变换部CV1、CV2…CVm的在共同的输出路径(输出侧导电电路7)中的输出电流以及输出电压的各值。并且，与异常特定部相当的控制部3构成为基于进行各个软启动控制的各期间的检测部8中的检测结果，来特定产生异常电流或者异常电压的异常的电压变换部。根据该结构，能够在伴随多相转换器的动作开始的初始阶段中特定发生异常的电压变换部。而且，能够检测反映了在共同的输出路径中的输出电流或者输出电压中的至少某一方的值，并基于该值来特定异常，所以能够抑制检测部的数量。因此，能够更简单地实现能够在动作开始后的初始阶段中更具体地特定发生异常的部分的结构。
在本结构中，在特定出异常的电压变换部的情况下，能够使该部分的电压变换停止而实现保护，同时通过剩余的电压变换部继续进行电压变换。而且，在通过剩余的电压变换部继续进行电压变换的情况下，与使多相变换部的全部进行动作时相比，将输出的目标值设定得较小，所以，能够减轻伴随着驱动相数的减少的负载的集中。
在本结构中，当在存储部14中存储有异常特定信息(表示规定值M以上的值的异常计数器)的情况下，即在以规定次数特定出某一方的电压变换部的异常的情况下，在多相变换部2的动作开始时，能够不进行该电压变换部的软启动控制而使电压变换中止。即，关于故障的可能性高的电压变换部，能够不进行再检查而使电压变换中止，迅速地实现保护。特别是，由于除去了与异常特定信息对应的电压变换部的软启动控制，所以能够在驱动剩余的电压变换部的基础上，缩短从动作开始直至软启动控制结束为止的期间。
另外，关于与异常特定信息不对应的不对应的电压变换部，在软启动控制中，通过异常特定部再次进行检查，所以即使在被中止了的电压变换部以外的电压变换部中发生新的异常，也能够特定该异常。
例如，关于虽然被特定出异常但未达到规定的多次的电压变换部(即，通过表示1以上且低于规定值M的值的异常计数器特定的电压变换部)，能够在多相变换部2的动作开始时进行软启动控制，再次进行检查。然后，当在该软启动控制的期间内再次特定为产生异常电流或者异常电压的情况下，能够使该电压变换部的电压变换中止而迅速地进行保护。相反地，当在该软启动控制的期间内未再次特定为产生异常电流或者异常电压的情况下，能够继续进行由该电压变换部实施的电压变换。即，关于某一方的电压变换部，即使由于某些原因而在过去特定出异常，但在异常的特定次数少并且在重新使多相变换部2进行动作时未变成异常状态的情况下，过去的异常特定有可能是由于临时的原因(噪声等)引起的。在这样未发生根本性的故障等的可能性高的情况下，能够继续进行由该电压变换部实施的电压变换，确保相数。
＜实施例2＞
接下来，说明实施例2。
在实施例2中，硬件结构与实施例1相同。即，实施例2的多相转换器1也如图1所示，具有具备对所输入的电压进行变换并输出的m个电压变换部CV1、CV2…CVm的多相变换部2以及检测反映了来自m个电压变换部CV1、CV2…CVm的在共同的输出路径(输出侧导电电路7)中的输出电流以及输出电压的值的检测部8。
另外，在实施例2中，控制部3也构成为以使输出成为目标值的方式通过控制信号(PWM信号)分别地控制m个电压变换部CV1、CV2…CVm中的各电压变换部，伴随多相变换部2的动作开始，分别对m个电压变换部CV1、CV2…CVm进行使输出的目标值逐渐上升的软启动控制。但是，在实施例2中，控制部3针对电压变换部的每个组，使软启动控制的期间错开地进行。例如，在图1的例子中，关于第1相和第2相的组，先进行软启动控制，在该组的软启动控制结束之后，进行第3相和第4相的组的软启动控制。在相数多于4的情况下，按第5相和第6相的组这样的状况增加组数即可。
然后，控制部3基于进行各组的软启动控制的各期间内的检测部8中的检测结果，来产生异常电流或者异常电压的异常的电压变换部的组。软启动控制中的异常电流以及异常电压的判定方法能够通过与实施例1相同的方法来进行。然后，控制部3在特定出异常的电压变换部的组的情况下，使该异常的电压变换部的组的电压变换停止，使多相变换部2中的、至少除去停止了的异常的电压变换部的组以外的剩余的电压变换部进行电压变换，将剩余的电压变换部的输出的目标值设定得小于在使多相变换部2的全部进行动作的情况下的目标值。例如，在使2相的量停止的情况下，设定为从驱动多相变换部2的全部(全相)的情况下的目标值(目标电流值)X1减去1相的量的目标值X1/2而得到的目标值。
在该情况下，存储部14每当通过控制部3(异常特定部)特定出异常的电压变换部的组时，更新与所特定出的电压变换部的组建立了对应的异常计数器，将表示所特定出的异常的电压变换部的组的相信息与特定次数建立对应而存储。在该结构中，值为1以上的异常计数器的信息是相信息，值为1以上的异常计数器所表示的值是特定次数。然后，在通过控制部3(异常特定部)以规定次数(规定值M)特定出异常的电压变换部的组的情况下，存储部14存储表示确定出故障的故障确定信息。该故障确定信息是表示以规定次数特定出的异常的电压变换部的组的异常特定信息，例如，值为规定值M以上的异常计数器的信息是故障确定信息(异常特定信息)。
另外，控制部3在多相变换部2的动作开始时，当在存储部14中存储有相信息(值为1以上的异常计数器的信息)且作为该相信息的对象的电压变换部的组的特定次数达到规定的多次(规定值M)时(即，当在存储部14中存储有异常特定信息的情况下)，不进行成为该相信息的对象的电压变换部的组(即，与异常特定信息对应的电压变换部的组)的软启动控制而使电压变换中止。
另外，控制部3当在多相变换部2的动作开始时在存储部14中存储有上述相信息且特定次数未达到规定的多次(规定值M)时，进行成为该相信息的对象的电压变换部的组(不对应的电压变换部的组)的软启动控制。控制部3(异常特定部)在进行该不对应的电压变换部的组的软启动控制的情况下，基于检测部8中的检测结果，再次特定该不对应的电压变换部的组是否产生异常电流或者异常电压。然后，控制部3在再次特定为该不对应的电压变换部的组产生异常电流或者异常电压的情况下，使由该不对应的电压变换部的组实施的电压变换中止。相反地，在未再次特定出的情况下，继续进行至少由该不对应的电压变换部的组实施的电压变换。最终，仅通过未被中止电压变换的电压变换部来进行稳态输出状态的电压变换。
＜其他实施例＞
本发明不限定于通过上述叙述以及附图来说明的实施例，例如如下实施例也包括在本发明的技术范围中。
(1)在实施例1中，例示出降压型的多相转换器，但既可以是升压型的多相转换器，也可以是升降压型的多相转换器。
(2)在实施例1中，将k设为1～m的自然数，在各相的低侧设置开关元件SBk，但能够置换成将阳极连接于接地电位的二极管。另外，开关元件SAk、SBk既可以是P沟道型的MOSFET，也可以是双极型晶体管等其他开关元件。
(3)实施例1中的初级侧电源部91、次级侧电源部92的具体例只不过是一个例子，蓄电单元的种类、产生电压不限定于上述例子，能够进行各种变更。另外，还能够做成例如不存在次级侧电源部的结构。
(4)在图1的例子中，连接到输入侧导电电路、输出侧导电电路的发电机、负载等省略示出，但能够将各种装置、电子构件连接到输入侧导电电路、输出侧导电电路。
(5)在图1中，以将4个电压变换部CV1、CV2、CV3、CV4并联连接而成的4相构造的多相转换器1作为代表例而例示出，但电压变换部的数量既可以是低于4的多数，也可以是5以上的多数。
标号说明
1…多相转换器
2…多相变换部
3…控制部(异常特定部)
7…输出侧导电电路(共同的输出路径)
8…检测部
14…存储部
CV1、CV2、CV3、CV4…电压变换部。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种多相转换器，包括：
多相变换部，具备多个将输入的电压变换并输出的电压变换部；
控制部，以使输出成为目标值的方式通过控制信号分别地控制各个所述电压变换部，伴随所述多相变换部的动作开始，对各个所述电压变换部进行使输出的目标值逐渐上升的软启动控制，对于每个所述电压变换部或者对于所述电压变换部的每个组，错开软启动控制的期间地进行软启动控制；
检测部，检测反映了来自多个所述电压变换部的在共同的输出路径中的输出电流或者输出电压中的至少某一方的值；以及
异常特定部，基于通过所述控制部进行各个软启动控制的各期间的所述检测部中的检测结果，来特定产生异常电流或者异常电压的异常的电压变换部或者异常的电压变换部的组，
所述多相转换器具备存储部，所述存储部在通过所述异常特定部以规定次数特定出所述异常的电压变换部或者所述异常的电压变换部的组的情况下，存储异常特定信息，所述异常特定信息表示所述以规定次数特定出的所述异常的电压变换部或者所述异常的电压变换部的组，
在所述存储部中存储有所述异常特定信息的情况下，所述控制部在所述多相变换部的动作开始时，不进行与所述异常特定信息对应的电压变换部或者与所述异常特定信息对应的电压变换部的组的软启动控制而使电压变换中止，并对不对应的电压变换部进行软启动控制，
所述异常特定部基于对所述不对应的电压变换部进行软启动控制的期间的所述检测部中的检测结果，来特定所述不对应的电压变换部是否产生异常电流或者异常电压。
2.一种多相转换器，包括：
多相变换部，具备多个将输入的电压变换并输出的电压变换部；
控制部，以使输出成为目标值的方式通过控制信号分别地控制各个所述电压变换部，伴随所述多相变换部的动作开始，对各个所述电压变换部进行使输出的目标值逐渐上升的软启动控制，对于每个所述电压变换部或者对于所述电压变换部的每个组，错开软启动控制的期间地进行软启动控制；
检测部，检测反映了来自多个所述电压变换部的在共同的输出路径中的输出电流或者输出电压中的至少某一方的值；以及
异常特定部，基于通过所述控制部进行各个软启动控制的各期间的所述检测部中的检测结果，来特定产生异常电流或者异常电压的异常的电压变换部或者异常的电压变换部的组，
所述多相转换器具备存储部，每当通过所述异常特定部特定出所述异常的电压变换部或者所述异常的电压变换部的组时，所述存储部将相信息与特定次数建立对应而存储，所述相信息表示特定出的所述异常的电压变换部或者所述异常的电压变换部的组，
所述控制部伴随所述多相变换部的动作开始，当在所述存储部中存储有所述相信息且成为所述相信息的对象的电压变换部或者成为对象的电压变换部的组的所述特定次数达到规定的多次时，不进行所述成为对象的电压变换部或者所述成为对象的电压变换部的组的软启动控制而使电压变换中止，当在所述存储部中存储有所述相信息且所述特定次数未达到所述规定的多次时，进行所述成为对象的电压变换部或者所述成为对象的电压变换部的组的软启动控制，
所述异常特定部在进行所述成为对象的电压变换部或者所述成为对象的电压变换部的组的软启动控制的情况下，基于所述检测部中的检测结果，来再次特定所述成为对象的电压变换部或者所述成为对象的电压变换部的组是否产生异常电流或者异常电压，
所述控制部伴随所述多相变换部的动作开始，在通过所述异常特定部再次特定为所述成为对象的电压变换部或者所述成为对象的电压变换部的组产生异常电流或者异常电压的情况下，使所述成为对象的电压变换部或者所述成为对象的电压变换部的组的电压变换中止，在未再次特定出的情况下，继续进行至少所述成为对象的电压变换部或者所述成为对象的电压变换部的组的电压变换。
3.根据权利要求1或2所述的多相转换器，其中，
所述控制部在通过所述异常特定部特定出所述异常的电压变换部或者所述异常的电压变换部的组的情况下，使所述异常的电压变换部或者所述异常的电压变换部的组的电压变换停止，使所述多相变换部中至少除去停止了的所述异常的电压变换部或者所述异常的电压变换部的组以外的剩余的电压变换部进行电压变换，并将所述剩余的电压变换部的输出的目标值设定得小于在使所述多相变换部的全部进行动作的情况下的目标值。

Claims (4)

1.一种多相转换器，包括：
多相变换部，具备多个将输入的电压变换并输出的电压变换部；
控制部，以使输出成为目标值的方式通过控制信号分别地控制各个所述电压变换部，伴随所述多相变换部的动作开始，对各个所述电压变换部进行使输出的目标值逐渐上升的软启动控制，对于每个所述电压变换部或者对于所述电压变换部的每个组，错开软启动控制的期间地进行软启动控制；
检测部，检测反映了来自多个所述电压变换部的在共同的输出路径中的输出电流或者输出电压中的至少某一方的值；以及
异常特定部，基于通过所述控制部进行各个软启动控制的各期间的所述检测部中的检测结果，来特定产生异常电流或者异常电压的异常的电压变换部或者异常的电压变换部的组。
2.根据权利要求1所述的多相转换器，其中，
所述控制部在通过所述异常特定部特定出所述异常的电压变换部或者所述异常的电压变换部的组的情况下，使所述异常的电压变换部或者所述异常的电压变换部的组的电压变换停止，使所述多相变换部中至少除去停止了的所述异常的电压变换部或者所述异常的电压变换部的组以外的剩余的电压变换部进行电压变换，并将所述剩余的电压变换部的输出的目标值设定得小于在使所述多相变换部的全部进行动作的情况下的目标值。
3.根据权利要求1或者2所述的多相转换器，其中，
具备存储部，所述存储部在通过所述异常特定部以规定次数特定出所述异常的电压变换部或者所述异常的电压变换部的组的情况下，存储异常特定信息，所述异常特定信息表示所述以规定次数特定出的所述异常的电压变换部或者所述异常的电压变换部的组，
在所述存储部中存储有所述异常特定信息的情况下，所述控制部在所述多相变换部的动作开始时，不进行与所述异常特定信息对应的电压变换部或者与所述异常特定信息对应的电压变换部的组的软启动控制而使电压变换中止，并对不对应的电压变换部进行软启动控制，
所述异常特定部基于对所述不对应的电压变换部进行软启动控制的期间的所述检测部中的检测结果，来特定所述不对应的电压变换部是否产生异常电流或者异常电压。
4.根据权利要求1或者2所述的多相转换器，其中，
具备存储部，每当通过所述异常特定部特定出所述异常的电压变换部或者所述异常的电压变换部的组时，所述存储部将相信息与特定次数建立对应而存储，所述相信息表示特定出的所述异常的电压变换部或者所述异常的电压变换部的组，
所述控制部伴随所述多相变换部的动作开始，当在所述存储部中存储有所述相信息且成为所述相信息的对象的电压变换部或者成为对象的电压变换部的组的所述特定次数达到规定的多次时，不进行所述成为对象的电压变换部或者所述成为对象的电压变换部的组的软启动控制而使电压变换中止，当在所述存储部中存储有所述相信息且所述特定次数未达到所述规定的多次时，进行所述成为对象的电压变换部或者所述成为对象的电压变换部的组的软启动控制，
所述异常特定部在进行所述成为对象的电压变换部或者所述成为对象的电压变换部的组的软启动控制的情况下，基于所述检测部中的检测结果，来再次特定所述成为对象的电压变换部或者所述成为对象的电压变换部的组是否产生异常电流或者异常电压，
所述控制部伴随所述多相变换部的动作开始，在通过所述异常特定部再次特定为所述成为对象的电压变换部或者所述成为对象的电压变换部的组产生异常电流或者异常电压的情况下，使所述成为对象的电压变换部或者所述成为对象的电压变换部的组的电压变换中止，在未再次特定出的情况下，继续进行至少所述成为对象的电压变换部或者所述成为对象的电压变换部的组的电压变换。
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