CN109075707B - 电压变换装置 - Google Patents

电压变换装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109075707B
CN109075707B CN201780026731.5A CN201780026731A CN109075707B CN 109075707 B CN109075707 B CN 109075707B CN 201780026731 A CN201780026731 A CN 201780026731A CN 109075707 B CN109075707 B CN 109075707B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
unit
value
output
voltage conversion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780026731.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109075707A (zh
Inventor
三木敦志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Wiring Systems Ltd, AutoNetworks Technologies Ltd, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Wiring Systems Ltd
Publication of CN109075707A publication Critical patent/CN109075707A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109075707B publication Critical patent/CN109075707B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582—Buck-boost converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0025—Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够检测提供给电压变换部的占空比不在正常范围内的异常的电压变换装置。电压变换装置(1)具有：输出电压检测部，检测表示电压变换部(6)的输出电压的值；设定部，以使电压变换部(6)的输出电压值接近目标电压值的方式设定提供给电压变换部(6)的PWM信号的占空比；及驱动部(4)，向电压变换部(6)输出由设定部设定的占空比的PWM信号。此外，电压变换装置(1)具有异常检测部，该异常检测部在电压变换部(6)成为预定的稳定状态的情况下，检测由设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常。

Description

电压变换装置
技术领域
本发明涉及一种电压变换装置。
背景技术
在专利文献1中公开的电源装置具备：DCDC转换器，具有输出电感器；及电源控制部，反馈DCDC转换器的输出电压，决定脉冲宽度调制的脉冲信号的占空比，通过脉冲宽度调制来控制输出电压。电源控制部构成为在使输出电压变化的情况下，在输出电压的每个获取周期中，在最大指令值变化量以下，使对于DCDC转换器的电压指令值阶段性地变化。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2013-240176号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述电源装置中，以使输出电压成为指定的目标电压的方式，通过控制来调整DCDC转换器中的升压或者降压的程度。并且，作为控制升压或者降压的程度的方法，已知通过调整提供给DCDC转换器的开关元件的PWM信号的占空比来控制升压或者降压的程度的方式。例如，在输出电压低于目标电压的情况下，向增大PWM信号的占空比的方向进行调整，以使输出电压变高，在输出电压高于目标电压的情况下，向减小PWM信号的占空比的方向进行调整，以使输出电压变低，由此能够使输出电压与目标电压接近。
但是，在这样一边监控输出电压一边以使输出电压与目标电压接近的方式对PWM信号的占空比进行反馈控制的情况下，存在如下的问题：在输出电压的检测值由于某种理由而变得异常时无法进行适当的反馈控制。例如，当在从高压电源侧向低压电源侧的降压控制中发生输出电压的检测值表示0V那样的检测异常的情况下，仅仅通过进行上述反馈控制，则持续执行想要增大PWM信号的占空比的处理，最终，如果除去死区时间，则占空比变成1(即100％)。即，产生输出与输入电压相同程度的电压，向低压电源侧输出异常的高电压输出这样的问题。另外，该问题不限于降压控制的情况，在升压控制的情况下，也会产生相同的问题。
本发明基于上述情形而作出，其目的在于，提供一种能够检测出提供给电压变换部的占空比不处于正常范围的异常的电压变换装置。
用于解决课题的技术方案
本发明的电压变换装置具有：
电压变换部，通过开关元件的接通断开动作而对输入的电压进行升压或者降压并输出；
输出电压检测部，检测表示上述电压变换部的输出电压的值；
设定部，基于设定的目标电压值及由上述输出电压检测部得到的检测值，以使上述电压变换部的输出电压值接近上述目标电压值的方式设定提供给上述电压变换部的PWM信号的占空比；
驱动部，向上述电压变换部输出由上述设定部设定的占空比的PWM信号；及
异常检测部，在上述电压变换部成为预定的稳定状态的情况下，检测由上述设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常。
发明效果
本发明的电压变换装置具有检测由设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常的异常检测部。根据该结构，能够检测出通过反馈控制而设定的占空比不在标准范围内那样的异常。
特别是，能够检测如下那样的异常：尽管电压变换部是稳定状态，但由设定部设定的占空比不在标准范围内，因此能够抑制异常的误检测，能够进行准确性较高的异常检测。例如，由于输出电压检测部的监控器异常而进行异常的电压增大控制、异常的电压减少控制，虽然电压变换部是稳定状态(占空比应该处于标准范围内的状态)，但占空比却处于标准范围内，在发生了这样的事态的情况下，能够通过异常检测部来检测该异常状态。
附图说明
图1是概略地例示出实施例1的电压变换装置的电路图。
图2是例示出由实施例1的电压变换装置执行的降压控制中的异常判定处理的流程的流程图。
图3是例示出由实施例1的电压变换装置执行的升压控制中的异常判定处理的流程的流程图。
图4(A)是例示出降压控制中的PWM信号的说明图，图4(B)是例示出升压控制中的PWM信号的说明图。
具体实施方式
下面示出发明优选的方式。
本发明也可以具有检测表示电压变换部的输入电压的值的输入电压检测部。异常检测部可以基于目标电压值及由输入电压检测部得到的检测值，检测由设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常。
根据该结构，能够基于目标电压值及由输入电压检测部得到的检测值，检测由设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常。也就是说，无论输出电压的监控结果如何，都能够判别是否产生占空比不在标准范围内的异常。
异常检测部也可以构成为基于由输入电压检测部得到的检测值，作为预定的稳定状态的条件而判定向电压变换部输入的输入电压的状态是否为预定的输入电压稳定状态，在是预定的输入电压稳定状态的情况下，检测由设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常。
根据该结构，能够检测出尽管是输入电压稳定的状态但占空比不在标准范围内的异常。
异常检测部也可以构成为基于由输出电压检测部得到的检测值，作为预定的稳定状态的条件而判定从电压变换部输出的输出电压的状态是否为预定的输出电压稳定状态，在是预定的输出电压稳定状态的情况下，检测由设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常。
根据该结构，能够检测出尽管是输出电压稳定的状态但占空比不在标准范围内的异常。
本发明也可以具有检测表示电压变换部的输出电流的值的输出电流检测部。设定部也可以构成为在来自电压变换部的输出电流达到了预先设定的最大电流值的情况下，限制提供给电压变换部的PWM信号的占空比的增大。异常检测部也可以构成为基于由输出电流检测部得到的检测值，判定来自电压变换部的输出电流是否达到最大电流值，在未达到最大电流值的情况下，检测由设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常。
在来自电压变换部的输出电流达到了预先设定的最大电流值的情况下，限制提供给电压变换部的PWM信号的占空比的增大，从而能够防止输出电流超过最大电流值地上升。但是，在这样输出电流达到了最大电流值的情况下，可能发生由于用于防止电流增大的占空比的限制而占空比不在标准范围内的事态。因此，如果在输出电流未达到最大电流值的情况下检测由设定部设定的占空比不处于预定的标准范围内的异常，则能够防止每当输出电流达到最大电流值时检测出异常那样的事态，能够更准确地检测本来应该被检测出的异常。
＜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所示的电压变换装置1例如构成为车载用的升降压型DCDC转换器，构成为使施加到第一导电电路91或者第二导电电路92中的一个导电电路的直流电压升压或者降压而输出到另一个导电电路。
电压变换装置1具备作为电力线的第一导电电路91及第二导电电路92。第一导电电路91是与作为第一电源部的高压电源部101的高电位侧的端子导通的配线，构成为被从高压电源部101施加预定的直流电压的结构。第二导电电路92是与作为第二电源部的低压电源部102的高电位侧的端子导通的配线，构成为被从低压电源部102施加预定的直流电压的结构。
高压电源部101、低压电源部102例如由铅蓄电池、锂离子电池、双电荷层电容器、锂离子电容器、其他蓄电部等公知的蓄电单元构成。高压电源部101的输出电压是高于低压电源部102的输出电压的电压即可，对各自的输出电压的具体的值不作特别限定。高压电源部101及低压电源部102的低电位侧的端子保持于地电位(0V)。
将车载负载111连接到与高压电源部101连接的第一导电电路91，车载负载111构成为从高压电源部101接收电力供给的结构。将车载负载112连接到与低压电源部102连接的第二导电电路92，车载负载112构成为从低压电源部102接收电力供给的结构。车载负载111、112是公知的车载用的电气部件，种类不作特别限定。
电压变换部6具有通过开关元件T1、T2、T3、T4的接通断开动作而对输入的电压进行升压或者降压并输出的功能。电压变换部6设于第一导电电路91与第二导电电路92之间，具有对施加于第一导电电路91的电压进行降压并向第二导电电路92输出的降压功能及对施加于第二导电电路92的电压进行升压并向第一导电电路91输出的升压功能。
电压变换部6具备以H电桥构造配置的开关元件T1、T2、T3、T4及线圈8，作为所谓的双向型的DCDC转换器发挥作用。开关元件T1、T2、T3、T4均构成为MOSFET。另外，在第一导电电路91上设有电容器81，在第二导电电路92上设有电容器82。
在电压变换部6中，第一导电电路91连接于开关元件T1的漏极，开关元件T2的漏极及线圈8的一端连接于开关元件T1的源极。第二导电电路92连接于开关元件T3的漏极，开关元件T4的漏极及线圈8的另一端连接于开关元件T3的源极。开关元件T2、T4各自的源极连接于地。向开关元件T1、T2、T3、T4各自的栅极分别输入来自后述的驱动部4的各信号。
电流检测电路12、22(电流监控器)均构成为公知的电流检测电路。电流检测电路12是检测流过第一导电电路91的电流的电流检测电路，例如由设于第一导电电路91的分流电阻及将分流电阻的两端电压放大并输出的差动放大器构成。电流检测电路22是检测流过第二导电电路92的电流的电流检测电路，例如由设于第二导电电路92的分流电阻及将分流电阻的两端电压放大并输出的差动放大器构成。控制部2基于从电流检测电路12输入的值(电流检测电路12的检测值)来掌握流过第一导电电路91的电流值，基于从电流检测电路22输入的值(电流检测电路22的检测值)来掌握流过第二导电电路92的电流值。
电压检测电路14、24(电压监控器)均构成为公知的电压检测电路。电压检测电路14将表示第一导电电路91的电压的值(例如，第一导电电路91的电压值或者通过分压电路对第一导电电路91的电压值进行分压而得到的值等)作为检测值而向控制部2输入。电压检测电路24将表示第二导电电路92的电压的值(例如，第二导电电路92的电压值、或者通过分压电路对第二导电电路92的电压值进行分压而得到的值等)作为检测值而向控制部2输入。控制部2基于从电压检测电路14输入的值(电压检测电路14的检测值)而掌握第一导电电路91的电压值，基于从电压检测电路24输入的值(电压检测电路14的检测值)而掌握第二导电电路92的电压值。
控制部2例如构成为微型计算机，基于从电流检测电路12、22及电压检测电路14、24输入的电流值和电压值及由控制单元120设定的目标电压值，通过公知的方法进行反馈控制，设定提供给电压变换部6的PWM信号的占空比。并且，将所设定的占空比的PWM信号向驱动部4输出。
在电压变换装置1的外部，设置有构成为ECU的控制单元120。该控制单元120例如能够通过CAN通信而与电压变换装置1进行通信，具有向电压变换装置1发送目标电压值的功能。控制部2使用从控制单元120输入的目标电压值来进行上述反馈控制。
驱动部4是输出使开关元件T1、T2、T3、T4接通断开的控制信号的电路。该驱动部4具有将由相当于设定部的控制部2设定的占空比的PWM信号向电压变换部6输出的功能。
在降压模式中，如图4(A)所示，对开关元件T1、T2的各栅极以设定了死区时间的形式互补地输出PWM信号，在向开关元件T1输出接通信号的过程中，向开关元件T2输出断开信号，在向开关元件T1输出断开信号的过程中，向开关元件T2输出接通信号。当交替地切换将开关元件T1设为接通状态并将开关元件T2设为断开状态的第一状态及将开关元件T1设为断开状态并将开关元件T2设为接通状态的第二状态时，对施加到第一导电电路91的直流电压进行降压并输出到第二导电电路92。第二导电电路92的输出电压根据提供给开关元件T1的栅极的PWM信号的占空比D而确定。如图4(A)所示，在将对于开关元件T1的PWM信号的周期设为Ta，将对于开关元件T1的PWM信号的接通期间设为Tb的情况下，关于占空比D，D＝Tb/Ta。另外，在降压模式中，持续地向开关元件T3的栅极输入接通信号，开关元件T3维持于接通状态。另外，持续地向开关元件T4的栅极输入断开信号，开关元件T4维持于断开状态。
这样，在降压模式中，通过作为设定部发挥作用的控制部2进行公知方式的反馈控制，基于预先设定的目标电压值及由电压检测电路24(输出电压检测部)得到的检测值，以使电压变换部6的输出电压值接近目标电压值的方式，设定提供给电压变换部6的PWM信号的占空比。控制部2在使电压变换部6以降压模式进行动作的期间，持续地进行这样的反馈控制。但是，控制部2在来自电压变换部6的输出电流达到预先设定的最大电流值(上限值)的情况下，限制提供给电压变换部6的PWM信号的占空比的增大。即，在电压变换部6的输出电流值达到最大电流值的情况下，即使输出电压值低于目标电压值，也不进行使占空比增大的控制(即，使输出电压增大的控制)，以维持占空比的方式进行控制。
另外，在降压模式中，第一导电电路91是输入侧的导电电路，第二导电电路92是输出侧的导电电路。在该情况下，电压检测电路14作为输入电压检测部发挥作用，将表示电压变换部6的输入电压的值(检测值)向控制部2输入。另外，电压检测电路24作为输出电压检测部发挥作用，将表示电压变换部6的输出电压的值(检测值)向控制部2输入。电流检测电路22作为输出电流检测部发挥作用，将表示电压变换部6的输出电流的值(检测值)向控制部2输入。
在升压模式中，如图4(B)所示，对开关元件T1、T2的各栅极以设定了死区时间的形式互补地输出PWM信号，在向开关元件T1输出断开信号的过程中，向开关元件T2输出接通信号，在向开关元件T1输出接通信号的过程中，向开关元件T2输出断开信号。当交替地切换将开关元件T1设为断开状态并将开关元件T2设为接通状态的第一状态及将开关元件T1设为接通状态并将开关元件T2设为断开状态的第二状态时，对施加到第二导电电路92的直流电压进行升压并输出到第一导电电路91。第一导电电路91的输出电压根据提供给开关元件T2的栅极的PWM信号的占空比D而确定。如图4(B)所示，在将对开关元件T2的PWM信号的周期设为Ta、将对于开关元件T2的PWM信号的接通期间设为Tc的情况下，关于占空比D，D＝Tc/Ta。另外，在升压模式中，持续地向开关元件T3的栅极输入接通信号，开关元件T3维持于接通状态。另外，持续地向开关元件T4的栅极输入断开信号，开关元件T4维持于断开状态。
这样，在升压模式中，也通过作为设定部发挥作用的控制部2进行公知方式的反馈控制，基于预先设定的目标电压值及由电压检测电路14(输出电压检测部)得到的检测值，以使电压变换部6的输出电压值接近目标电压值的方式，设定提供给电压变换部6的PWM信号的占空比。控制部2在使电压变换部6以升压模式进行动作的期间，持续地进行这样的反馈控制。但是，控制部2在来自电压变换部6的输出电流达到预先设定的最大电流值(上限值)的情况下，限制提供给电压变换部6的PWM信号的占空比的增大。即，在电压变换部6的输出电流值达到最大电流值的情况下，即使输出电压值低于目标电压值，也不进行使占空比增大的控制(即，使输出电压增大的控制)，以维持占空比的方式进行控制。
在升压模式中，第二导电电路92是输入侧的导电电路，第一导电电路91是输出侧的导电电路。在该情况下，电压检测电路24作为输入电压检测部发挥作用，将表示电压变换部6的输入电压的值(检测值)向控制部2输入。另外，电压检测电路14作为输出电压检测部发挥作用，将表示电压变换部6的输出电压的值(检测值)向控制部2输入。电流检测电路12作为输出电流检测部发挥作用，将表示电压变换部6的输出电流的值(检测值)向控制部2输入。
接下来，说明在电压变换装置1的动作中执行的异常判定处理。
首先，说明在降压模式中执行的异常判定处理。图2的异常判定处理是在降压模式时通过控制部2以较短的时间间隔周期性地进行的处理。控制部2在图2的异常判定处理开始后，基于从电流检测电路22输入的检测值，判断电压变换部6的输出电流值(流过第二导电电路92的电流值)是否达到预定的最大电流值(S1)。在输出电流值达到了最大电流值的情况下，在步骤S1中为“是”的判断，并结束图2的异常判定处理。
控制部2当在步骤S1中判断为输出电流值未达到最大电流值的情况下(S1：“否”)，在步骤S2中，判断从外部状态稳定之后起是否经过了一定时间。“外部状态稳定的情况”相当于“预定的稳定状态”的一个例子，例如相当于输入电压保持于一定电平并且输出电压保持于一定电平的情况。例如，在步骤S2的判断处理的时刻下，在输入电压值的变动处于一定范围(一定电压差)内的状态经过了一定时间且输出电压值的变动处于一定范围(一定电压差)内的状态经过了一定时间的情况下，控制部2在步骤S2中判断为“是”，在并非如此的情况下，在步骤S2中判断为“否”。当在步骤S2中为“否”的判断的情况下，结束图2的异常判定处理。
控制部2当在步骤S2的判断处理中判断为从外部状态稳定之后起经过了一定时间的情况下(在输入电压值的变动处于一定电压差内的状态经过了一定时间且输出电压值的变动处于一定电压差内的状态经过了一定时间的情况下)，在步骤S3中，判断占空比D是否处于预定的标准范围内。具体来说，基于根据电压检测电路14的检测值掌握的输入电压值V1及通过来自控制单元120的指示而设定的目标电压值Vt，判断在S3的处理的时刻下设定的占空比D是否集中于与Vt/V1近似的值。控制部2在占空比D与Vt/V1之差低于一定值的情况下，在步骤S3中判断为“是”，并结束图2的异常判定处理。
控制部2当在步骤S3中判断为占空比D与Vt/V1之差为一定值以上的情况下(S3：“否”)，在步骤S4中判定为输出异常。当在步骤S4中判定为输出异常的情况下，例如停止对电压变换部6的PWM信号的输出，使电压变换部6的动作停止。并且，对外部ECU发送表示电压变换部6产生了异常的信息。
接下来，说明在升压模式中执行的异常判定处理。图3的异常判定处理是在升压模式时通过控制部2以较短的时间间隔周期性地进行的处理。控制部2在图3的异常判定处理开始后，基于从电流检测电路22输入的检测值，判断电压变换部6的输出电流值(流过第一导电电路91的电流值)是否达到预定的最大电流值(S21)。在输出电流值达到了最大电流值的情况下，在步骤S21中为“是”的判断，并结束图3的异常判定处理。
控制部2当在步骤S21中判断为输出电流值未达到最大电流值的情况下(S21：“否”)，在步骤S22中，判断从外部状态稳定之后起是否经过了一定时间。“外部状态稳定的情况”如上所述是指例如输入电压保持于一定电平且输出电压保持于一定电平的状态。例如，在步骤S22的判断处理的时刻下，在输入电压值的变动处于一定范围(一定电压差)内的状态经过了一定时间且输出电压值的变动处于一定范围(一定电压差)内的状态经过了一定时间的情况下，控制部2在步骤S22中判断为“是”，在并非如此的情况下，在步骤S22中判断为“否”。当在步骤s22中为“否”的判断的情况下，结束图3的异常判定处理。
控制部2当在步骤S22的判断处理中判断为从外部状态稳定之后起经过了一定时间的情况下(在输入电压值的变动处于一定电压差内的状态经过一定时间且输出电压值的变动处于一定电压差内的状态经过了一定时间的情况下)，在步骤S23中，判断占空比D是否处于预定的标准范围内。具体来说，基于根据电压检测电路24的检测值而掌握的输入电压值V2及通过来自控制单元120的指示而设定的目标电压值Vt，判断在S3的处理的时刻下D/(1-D)是否集中于与Vt/V2近似的值。即，判断在S3的处理的时刻下设定的占空比D是否集中于与Vt/(V2+Vt)近似的值。控制部2在D/(1-D)与Vt/V2之差低于一定值的情况下，在步骤S23中判断为“是”，并结束图3的异常判定处理。
控制部2当在步骤S23中判断为D/(1-D)与Vt/V2之差为一定值以上的情况下(S23：“否”)，在步骤S24中，判定为输出异常。当在步骤S24中判定为输出异常的情况下，例如，停止对电压变换部6的PWM信号的输出，使电压变换部6的动作停止。并且，对外部ECU发送表示电压变换部6产生了异常的信息。
在本结构中，进行图2、图3的处理的控制部2相当于异常检测部的一个例子，在电压变换部6成为预定的稳定状态的情况下(具体来说，当在S2、S22中判断为“是”的情况下)以检测由设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常的方式发挥作用。具体来说，控制部2在图2所示的降压模式的情况下，基于目标电压值Vt及由电压检测电路14(输入电压检测部)得到的检测值，检测通过反馈控制而设定的占空比D不在预定的标准范围(与Vt/V1之差低于一定值的范围)内的异常。另外，控制部2在图3所示的升压模式的情况下，基于目标电压值Vt及由电压检测电路24(输入电压检测部)得到的检测值，检测通过反馈控制而设定的占空比D不在预定的标准范围(与Vt/(V2+Vt)之差低于一定值的范围)内的异常。
如以上那样，电压变换装置1具有异常检测部，该异常检测部在电压变换部6成为预定的稳定状态的情况下，检测由设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常。由于这样构成，因此尽管电压变换部6是稳定状态，仍能够检测通过反馈控制而设定的占空比不在标准范围内那样的异常。
例如，由于输出电压检测部的监控器异常而进行异常的电压增大控制或异常的电压减少控制，虽然电压变换部6是稳定状态(占空比应该处于标准范围内的状态)，但占空比却不在标准范围内，在发生了这样的事态的情况下，能够通过异常检测部检测出该异常状态。
电压变换装置1具有检测表示电压变换部6的输入电压的值的输入电压检测部。并且，异常检测部基于目标电压值及由输入电压检测部得到的检测值，检测由设定部设定的占空比不在规定的标准范围内的异常。例如在降压模式的情况下，基于目标电压值及由电压检测电路14得到的检测值，检测由设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常。另外，在升压模式的情况下，基于目标电压值及由电压检测电路24得到的检测值，检测由设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常。根据该结构，能够基于目标电压值及由输入电压检测部得到的检测值，来检测由设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常。即，无论输出电压的监控结果如何，都能够判别是否发生了占空比不在标准范围内的异常。
相当于异常检测部的控制部2基于由输入电压检测部得到的检测值，作为“预定的稳定状态”的条件，判定向电压变换部输入的输入电压的状态是否为预定的输入电压稳定状态。例如，在图2所示的降压模式中，基于由电压检测电路14(输入电压检测部)得到的检测值，判定向电压变换部6输入的输入电压的状态是否为预定的输入电压稳定状态(具体来说，输入电压值V1的变动处于一定电压差内的状态是否经过了一定时间)。在图3所示的升压模式中，基于由电压检测电路24(输入电压检测部)得到的检测值，判定向电压变换部6输入的输入电压的状态是否为预定的输入电压稳定状态(具体来说，输入电压值V2的变动处于一定电压差的状态是否经过了一定时间)。在任一模式中，控制部2都在输入电压稳定的情况下，检测出占空比D不在预定的标准范围内的异常。根据该结构，尽管是输入电压稳定的状态，仍能够检测占空比不在标准范围内的异常。
相当于异常检测部的控制部2基于由输出电压检测部得到的检测值，作为“预定的稳定状态”的条件，判定从电压变换部输出的输出电压的状态是否为预定的输出电压稳定状态。在图2所示的降压模式中，基于由电压检测电路24(输出电压检测部)得到的检测值，判定从电压变换部6输出的输出电压的状态是否为预定的输出电压稳定状态(具体来说，输出电压值V2的变动处于一定电压差内的状态是否经过了一定时间)。在图3所示的升压模式中，基于由电压检测电路14(输出电压检测部)得到的检测值，判定从电压变换部6输出的输出电压的状态是否为预定的输出电压稳定状态(具体来说，输出电压值V1的变动处于一定电压差内的状态是否经过了一定时间)。在任一模式中，控制部2都在输出电压稳定的情况下，检测占空比D不在预定的标准范围内的异常。根据该结构，尽管是输出电压稳定的状态，仍能够检测占空比不在标准范围内的异常。
在电压变换装置1中，相当于设定部的控制部2在来自电压变换部6的输出电流达到预先设定的最大电流值的情况下，限制提供给电压变换部6的PWM信号的占空比的增大。并且，如图2的步骤S1、图3的步骤S21那样，相当于异常检测部的控制部2基于由输出电流检测部得到的检测值，判定来自电压变换部6的输出电流是否达到最大电流值，在未达到最大电流值的情况下，检测出通过反馈控制而设定的占空比不在预定的标准范围内的异常。
在来自电压变换部6的输出电流达到了预先设定的最大电流值的情况下，限制提供给电压变换部6的PWM信号的占空比的增大，从而能够防止输出电流超过最大电流值地上升。但是，在这样输出电流达到了最大电流值的情况下，可能发生由于用于防止电流增大的占空比的限制而占空比不在标准范围内的事态。因此，如果在输出电流未达到最大电流值的情况下，检测由设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常，则能够防止每当输出电流达到最大电流值时检测出异常那样的事态，能够更准确地检测出本来应该被检测出的异常。
＜其他实施例＞
本发明不限定于通过上述叙述及附图而说明的实施例，例如如下的实施例也包括在本发明的技术范围中。
(1)在上述实施例中，例示出构成为升降压型的DCDC转换器的电压变换装置，但可以应用于升压型的DCDC转换器，也可以应用于降压型的DCDC转换器。另外，可以应用于对从一侧输入的电压进行变换并向另一侧输出的单向型的DCDC转换器，也可以应用于双向型的DCDC转换器。
(2)在上述实施例中，例示出单相式的DCDC转换器，但也可以应用于多相式的DCDC转换器。
(3)在上述实施例中，例示出在对输入电压的稳定状态和输出电压的稳定状态都进行了确认的基础上在两电压是稳定状态的情况下检测占空比不在标准范围内的异常的结构。但是，不限定于该结构。例如在图2的S2、图3的S22中，可以仅确认是否成为上述预定的输入电压稳定状态，也可以仅确认是否成为上述预定的输出电压稳定状态。
附图标记说明
1…电压变换装置
2…控制部(设定部、异常检测部)
4…驱动部
6…电压变换部
12、22…电流检测电路(输出电流检测部)
14、24…电压检测电路(输入电压检测部、输出电压检测部)
T1、T2、T3、T4…开关元件。

Claims (4)

1.一种电压变换装置，具有：
电压变换部，通过开关元件的接通断开动作而对输入的电压进行升压或者降压并输出；
输出电压检测部，检测表示所述电压变换部的输出电压的值；
设定部，基于设定的目标电压值及由所述输出电压检测部得到的检测值，以使所述电压变换部的输出电压值接近所述目标电压值的方式设定提供给所述电压变换部的PWM信号的占空比；
驱动部，向所述电压变换部输出由所述设定部设定的占空比的PWM信号；及
异常检测部，在所述电压变换部成为预定的稳定状态的情况下，检测由所述设定部设定的占空比不在预定的标准范围内的异常，
所述电压变换装置具有检测表示所述电压变换部的输入电压的值的输入电压检测部，
所述异常检测部仅基于所述目标电压值及由所述输入电压检测部得到的检测值，检测由所述设定部设定的占空比不在所述预定的标准范围内的异常，
所述异常检测部基于由所述输入电压检测部得到的检测值，作为所述预定的稳定状态的条件而判定向所述电压变换部输入的输入电压的状态是否为预定的输入电压稳定状态，在是所述预定的输入电压稳定状态的情况下，检测由所述设定部设定的占空比不在所述预定的标准范围内的异常。
2.根据权利要求1所述的电压变换装置，其中，
所述异常检测部基于由所述输出电压检测部得到的检测值，作为所述预定的稳定状态的条件而判定从所述电压变换部输出的输出电压的状态是否为预定的输出电压稳定状态，在是所述预定的输出电压稳定状态的情况下，检测由所述设定部设定的占空比不在所述预定的标准范围内的异常。
3.根据权利要求1或2所述的电压变换装置，其中，
所述电压变换装置具有检测表示所述电压变换部的输出电流的值的输出电流检测部，
所述设定部在来自所述电压变换部的输出电流达到了预先设定的最大电流值的情况下，限制提供给所述电压变换部的PWM信号的占空比的增大，
所述异常检测部基于由所述输出电流检测部得到的检测值，判定来自所述电压变换部的输出电流是否达到所述最大电流值，在未达到所述最大电流值的情况下，检测由所述设定部设定的占空比不在所述预定的标准范围内的异常。
4.根据权利要求1或2所述的电压变换装置，其中，
所述异常检测部在所述电压变换部成为所述预定的稳定状态的情况下，在检测到由所述设定部设定的占空比不在所述预定的标准范围内的异常的情况下，停止使所述驱动部向所述电压变换部输出PWM信号。
CN201780026731.5A 2016-05-20 2017-05-15 电压变换装置 Active CN109075707B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016101106A JP6645356B2 (ja) 2016-05-20 2016-05-20 電圧変換装置
JP2016-101106 2016-05-20
PCT/JP2017/018161 WO2017199900A1 (ja) 2016-05-20 2017-05-15 電圧変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109075707A CN109075707A (zh) 2018-12-21
CN109075707B true CN109075707B (zh) 2020-08-11

Family

ID=60325121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780026731.5A Active CN109075707B (zh) 2016-05-20 2017-05-15 电压变换装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10476391B2 (zh)
JP (1) JP6645356B2 (zh)
CN (1) CN109075707B (zh)
DE (1) DE112017002587T5 (zh)
WO (1) WO2017199900A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107947578B (zh) * 2017-12-04 2020-09-15 成都芯源***有限公司 一种应用于升降压电路的电流采样电路及其控制方法
JP6914825B2 (ja) * 2017-12-18 2021-08-04 住友電気工業株式会社 ゲートドライブ回路
JP2019135887A (ja) * 2018-02-05 2019-08-15 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用電源装置の異常検出装置及び車載用電源装置
JP6904283B2 (ja) * 2018-03-12 2021-07-14 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用のｄｃｄｃコンバータ
JP6919628B2 (ja) * 2018-06-25 2021-08-18 株式会社オートネットワーク技術研究所 電流検出回路および電源装置
KR102589640B1 (ko) * 2018-12-12 2023-10-16 삼성전자주식회사 컨버터 및 이를 포함한 회로 장치
JP7218704B2 (ja) * 2019-10-10 2023-02-07 株式会社オートネットワーク技術研究所 電圧変換装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1457140A (zh) * 2002-05-08 2003-11-19 精工爱普生株式会社 过电流输出保护电路和包括此电路的恒定电压开关式电源
JP2013027231A (ja) * 2011-07-25 2013-02-04 Denso Corp 負荷駆動装置
CN105099211A (zh) * 2014-05-13 2015-11-25 台达电子企业管理（上海）有限公司 直流对直流变换装置及其控制方法
JP2016052242A (ja) * 2014-08-28 2016-04-11 株式会社デンソー 電圧コンバータ制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3582523B2 (ja) * 2002-09-17 2004-10-27 トヨタ自動車株式会社 電気負荷装置、異常処理方法、および電気負荷の異常処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体
JP4211640B2 (ja) * 2004-03-03 2009-01-21 株式会社デンソー 電子制御装置
JP2008517582A (ja) * 2004-10-20 2008-05-22 シーメンス ヴィディーオー オートモーティヴ コーポレイション 電力システム、方法および装置
JP5079622B2 (ja) * 2008-08-01 2012-11-21 光洋電子工業株式会社 ロータリエンコーダ
JP5920005B2 (ja) 2012-05-14 2016-05-18 三菱電機株式会社 デジタル制御電源装置
JP6583002B2 (ja) * 2016-01-08 2019-10-02 富士通株式会社 電源回路、電源回路の異常検出プログラム及び電源回路の異常検出方法
TWI622257B (zh) * 2017-07-05 2018-04-21 力林科技股份有限公司 電源轉換裝置及其同步整流電路
JP6812935B2 (ja) * 2017-09-20 2021-01-13 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用判定回路及び車載用電源装置
US10263523B1 (en) * 2018-01-25 2019-04-16 Silicon Laboratories Inc. Programmable pulse time limit for switching DC-DC converters

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1457140A (zh) * 2002-05-08 2003-11-19 精工爱普生株式会社 过电流输出保护电路和包括此电路的恒定电压开关式电源
JP2013027231A (ja) * 2011-07-25 2013-02-04 Denso Corp 負荷駆動装置
CN105099211A (zh) * 2014-05-13 2015-11-25 台达电子企业管理（上海）有限公司 直流对直流变换装置及其控制方法
JP2016052242A (ja) * 2014-08-28 2016-04-11 株式会社デンソー 電圧コンバータ制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109075707A (zh) 2018-12-21
JP6645356B2 (ja) 2020-02-14
WO2017199900A1 (ja) 2017-11-23
JP2017208968A (ja) 2017-11-24
US20190305685A1 (en) 2019-10-03
US10476391B2 (en) 2019-11-12
DE112017002587T5 (de) 2019-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109075707B (zh) 电压变换装置
CN109168326B (zh) 电源装置
US9768687B2 (en) Step-down DC/DC converter
US7772822B2 (en) Power supply apparatus
US9868358B2 (en) Power conversion system suppressing reduction in conversion efficiency
CN110391743A (zh) 开关模式电源
CN110603701A (zh) 车辆用电源装置
US8217634B2 (en) Current control systems with current feedbacks
CN107408884B (zh) 电力转换装置及电力转换装置的控制方法
CN111684696A (zh) 车载用的dcdc转换器
US11707997B2 (en) In-vehicle DC-DC converter
WO2018207224A1 (ja) 電力変換装置
JP2019161808A (ja) 車載用のｄｃｄｃコンバータ
WO2018079127A1 (ja) 誘導性負荷通電制御装置
US11476750B2 (en) Vehicle power supply device with charge circuit section
JP7276064B2 (ja) Ｄｃｄｃコンバータ
EP3460976B1 (en) Control system for controlling dc-dc voltage converter circuit
WO2022234784A1 (ja) 電力変換装置
US20220393593A1 (en) Control circuit of dc/dc converter, power supply circuit, and electronic device
WO2022124020A1 (ja) 車載用電源装置
KR102033548B1 (ko) 양방향 dc-dc 컨버터의 보호 장치 및 방법
JP2017093061A (ja) 電圧変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant