JP2003521208A - 直流変換器の並列運転を制御するための方法 - Google Patents

直流変換器の並列運転を制御するための方法

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JP2003521208A JP2001555177A JP2001555177A JP2003521208A JP 2003521208 A JP2003521208 A JP 2003521208A JP 2001555177 A JP2001555177 A JP 2001555177A JP 2001555177 A JP2001555177 A JP 2001555177A JP 2003521208 A JP2003521208 A JP 2003521208A
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters

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Abstract

(57)【要約】 本発明は複数の直流変換器の並列運転を制御するための方法および装置に関する。これらの直流変換器の１つはマスタ機能を実行し、電圧制御部と共働する。別の直流変換器はスレイブ機能を実行し、単に電流源として用いられる。電圧制御部を有しマスタとして用いられる直流変換器は駆動時に、通常その定格電流の半分を使用する。そのため、負荷の短時間のプラス方向への変化もマイナス方向への変化も、その調整リザーブに基づき迅速に制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 従来の技術 本発明は、独立請求項１の上位概念に記載されている特徴を有する複数の直流
変換器の並列運転を制御するための方法、並びに請求項７の上位概念に記載され
ている特徴を有する複数の直流変換器の並列運転を制御するための装置に関する
。
【０００２】 複数の直流変換器の性能を高めるため、複数の直流変換器を並列に接続しマス
タ/スレイブモードとして使用することが可能である。ここでマスタとして用い
られる直流変換器は、出力側のシステム全体で電圧制御を担う。単数または複数
のスレイブ変換器は、出力電力を高めるためにマスタにより制御される電流源と
しての役割を担う。従来のシステムでは、制御命令をマスタとスレイブとの間で
伝送するために、付加的なケーブル接続が必要である。このケーブル接続を介し
て時間的に連続するアナログ目標電流値が単数または複数のスレイブ変換器に伝
送される。
【０００３】 ＤＥ１９５４６４９５Ａ１から電力を均等に配分するための回路装置および方
法が既に公知である。ここでは、複数の電流変換器が整流器を有する電源部とし
て、全ての直流負荷に給電するために並列に駆動される。電源部は、バスシステ
ムを介して相互に接続されている。装置の運転時には均等な電力配分が自動的に
行われる。
【０００４】 さらにＤＥ１９８０５９２６Ａ１から直流変換器の並列運転を制御する装置お
よび方法が公知である。この装置および方法はとりわけ自動車において複数の電
圧を有する搭載電流源に使用される。ここで変換器の一方は、アクチブ領域で動
作し、他方は全負荷駆動状態または無負荷駆動状態で動作する。
【０００５】 さらにまた特許願ＤＥ１９９３３０３９から、電圧制御部および電流制御部の
使用の下で制御信号が形成される直流変換器が公知である。電圧制御部と電流制
御部との間で制限器が設けられており、この制限器は、電圧制御部の出力信号を
制限するのに用いられる。適切な値を目標電圧値に対して設定し、目標電流値に
対して限界値信号を設定することにより種々異なる駆動状態が実現され得る。こ
れには出力電圧の制御される駆動状態および出力電流の制御される駆動状態が属
する。後者はとりわけ複数の直流変換器の並列運転に適している。ここでマスタ
直流変換器は電圧制御を担い、調整されるべき出力電流に対する目標値を別の変
換器に割り当てるだけである。従って、スレイブ変換器は電流源として動作する
。
【０００６】 本発明の利点 本発明による方法および本発明による装置の利点はとりわけ以下の点にある。
すなわち請求された制御手段によって変換器間の電流配分が、最大限に可能な調
整リザーブを考慮して最適化される。なぜなら、電圧制御部と共働し、マスタ機
能を実行する直流変換器は、通常その定格電流の半分で駆動されるから、この直
流変換器は短時間の負荷変化にプラス方向でもマイナス方向でもダイナミックに
応答するためにその定格電流の半分を使用する。
【０００７】 これは、直流変換器間で時間的に離散したデジタル情報が伝送される場合にと
りわけ有利である。このような情報伝送は遅延を伴うので、スレイブ変換器、す
なわち電流源として動作する直流変換器を即座に使用できない。これは、制御偏
差につながってしまう可能性がある。しかしこの種の制御偏差は、マスタ機能を
実行する直流変換器によって迅速に制御され得る。このマスタ機能を実行する直
流変換器は、負荷の短時間のプラス方向の変化にもマイナス方向の変化にもダイ
ナミックに応答するために十分な調整リザーブを有する。
【０００８】 図面 本発明を図に基づき、例を挙げて以下でより詳しく説明する。図１は自動車の
搭載電流源のブロックダイヤグラムを示す。この自動車の搭載電流源には負荷に
給電するため、２つの直流変換器からなる並列回路が設けられている。図２は並
列運転における２つの変換器の等価回路図を示す。
【０００９】 実施例の説明 図１は自動車の搭載電流源のブロックダイヤグラムを示す。この自動車の搭載
電流源には負荷に給電するために２つの直流変換器からなる並列回路が設けられ
ている。２つの直流変換器Ｗ１およびＷ２は情報交換のためにＣＡＮバスＣを介
して相互に接続されている。さらに、２つの直流変換器の出力側は相互に接続さ
れている。図示されていないエネルギー源に接続されている直流変換器Ｗ１およ
びＷ２のタスクは以下の点にある。すなわち、バッテリＢを介して緩衝されてい
る負荷ＲＮｅｔｚにエネルギーを供給する点にある。負荷ＲＮｅｔｚでは電圧Ｕ Ｎｅｔｚ が取り出される。
【００１０】 連続的に入り切りさせるのを阻止するために変換器Ｗ２はマスタ機能を実行し
、電圧制御部と共働する。スレイブ機能を有する変換器Ｗ１は、単に電流源とし
て用いられる。変換器Ｗ１が送出すべき目標電流値Ｉ１に関する情報は、マスタ
機能を有する変換器Ｗ２からＣＡＮバスＣを介して変換器Ｗ１に供給される。存
在する電力需要をカバーするために変換器Ｗ２から得られる電流は参照符号Ｉ２ で示される。スレイブ変換器Ｗ１に対する目標電流値は、変換器の測定された出
力電流Ｉ１およびＩ２から計算される。測定された出力電流はＣＡＮバスＣを介
してマスタ機能を実行する直流変換器Ｗ２に伝送される。
【００１１】 図示された装置は以下のように動作する。
【００１２】 負荷ＲＮｅｔｚのエネルギー需要が、マスタとして用いられ、電圧制御部と共
働する直流変換器Ｗ２の定格電流の半分以下の場合、変換器Ｗ２は全電流需要を
カバーする。この場合、変換器Ｗ１は負荷の電流供給に関与しない。
【００１３】 負荷ＲＮｅｔｚの全電流需要が、マスタとして用いられ、電圧制御部と共働す
る直流変換器Ｗ２の定格電流の半分よりも大きい場合、変換器Ｗ２はその定格電
流の半分を送出する。残りの電流需要は電流源として用いられる直流変換器Ｗ１
によってカバーされる。
【００１４】 変換器Ｗ１に対して並列に別のスレイブ直流変換器が設けらる場合、残りの電
流需要は、全てのスレイブ直流変換器によってカバーされる。ここで全てのスレ
イブ変換器は等しい分担分で電流を送出する。この電流の分担分はマスタとして
用いられる変換器Ｗ２で計算される。変換器間の所属の情報伝送はＣＡＮバスＣ
を介して行われる。計算はスレイブ変換器でマスタの測定値から行うことも可能
である。
【００１５】 負荷ＲＮｅｔｚの全電流需要が、変換器Ｗ２の定格電流の半分と変換器Ｗ１の
定格電流との合計よりも大きい場合、送出すべき全電流に対する変換器Ｗ２の分
担分は、変換器Ｗ２の定格電流の半分を越える。
【００１６】 変換器Ｗ１に対して並列に別のスレイブ直流変換器が設けられる場合、変換器
Ｗ２の定格電流の半分を越す電流需要は、これらのスレイブ変換器がその定格電
流を送出している限りはスレイブ変換器によってカバーされる。その後になって
初めて、送出すべき全電流に対する変換器Ｗ２の分担分は、変換器Ｗ２の定格電
流の半分を越える。
【００１７】 図２は並列運転における２つの直流変換器Ｗ１およびＷ２の等価回路図を示す
。変換器Ｗ２は電圧源として動作し、変換器Ｗ１は電流源として動作する。変換
器Ｗ２により変換器Ｗ１で目標電流値を設定することによって、電流Ｉ１は電源
部で制御されると見なすことができる。残りの電流需要は、その後自動的に変換
器Ｗ２によって供給される。ここで変換器Ｗ１における目標電流値の設定および
変換器Ｗ２から送出すべき電流は、上で図１との関連で説明した制御手段を考慮
して検出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は自動車の搭載電流源のブロックダイヤグラムを示す。
【図２】 図２は並列運転における２つの変換器の等価回路図を示す。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の直流変換器の並列運転を制御するための方法であって
    、 ここで直流変換器の１つはマスタ機能を実行し、少なくとも１つの別の直流変
    換器はスレイブ機能を実行し、 マスタ機能を実行する直流変換器は電圧制御部を有し、少なくとも１つの別の
    直流変換器は電流源として動作する形式の方法において、 電圧制御部を有する直流変換器は、全電流需要が電圧制御部を有する直流変換
    器の定格電流の半分以下の場合、全電流需要をカバーし、 全電流需要が、電圧制御部を有する直流変換器の定格電流の半分からその全定
    格電流までの範囲に存在する場合、その半分の定格電流を送出し、残りの電流需
    要を電流源として動作する直流変換器がカバーすることを特徴とする、複数の直
    流変換器の並列運転を制御するための方法。
  2. 【請求項２】 電圧制御部を有する直流変換器は短期間の負荷変化を制御す
    るのに用いる、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 電流源として動作する直流変換器は、残りの電流需要を等し
    い割合でカバーする、請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 マスタ機能を実行する直流変換器と、電流源として動作する
    直流変換器との通信はバスを介して行う、請求項１から３までのいずれ１項記載
    の方法。
  5. 【請求項５】 前記バスはＣＡＮバスである、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 電流需要が、電圧制御部を有する直流変換器の定格電流の半
    分と電流源として動作する直流変換器の定格電流との合計より大きい場合、電圧
    制御部を有する直流変換器は、全電流需要をカバーするためにその定格電流の半
    分以上を送出する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 複数の直流変換器の並列運転を制御するための装置であって
    、 電圧制御部と共働しマスタ機能を実行する第１の直流変換器と、 マスタ機能を実行する直流変換器と並列に配置され電流源として動作し、かつ
    スレイブ機能を実行する少なくとも１つの別の直流変換器とを有し、 直流変換器の出力側は相互に接続され、さらに１つの負荷と接続されている形
    式の装置において、 電流需要が、電圧制御部を有する直流変換器の定格電流の半分以下の場合、マ
    スタ機能を実行する直流変換器が全電流需要をカバーするように構成されており
    、 電流需要が、電圧制御部を有する直流変換器の定格電流の半分からその全定格
    電流までの範囲にある場合、マスタ機能を実行する直流変換器はその定格電流の
    半分を送出し、スレイブ機能を実行する直流変換器は残りの電流需要をカバーす
    ることを特徴とする、複数の直流変換器の並列運転を制御するための装置。
  8. 【請求項８】 電流需要が、電圧制御部を有する直流変換器の定格電流の半
    分と電流源として動作する直流変換器の全定格電流との合計より大きい場合、電
    圧制御部を有する直流変換器はその定格電流の半分以上を送出する、請求項７記
    載の装置。
  9. 【請求項９】 装置は前記直流変換器間に設けられたバスを有している、 請求項７または８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記バスはＣＡＮバスである、請求項９記載の装置。
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