JP2009183081A - チョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】過電流検知回路126は、コンバータ12に設けられているスイッチング素子124に流れる電流が所定電流以上になると、過電流検知信号を出力する。制御回路15は、スイッチング素子124を所定時間オンさせた時に、過電流検知回路126から過電流検知信号が出力されたか否かに基づいて、コンバータ12に用いられるリアクトル120の状態を検出する。
【選択図】図1
Description
図1は、第1の実施の形態におけるチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置の構成を示す図である。このチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置は、例えば、ハイブリッド自動車に搭載されて使用される。
Vout={1/(1−Duty)}×Vin (1)
ただし、Dutyは、IGBT124のオンデューティであり、IGBT124のオン時間をTon、スイッチング周期をTとすると、次式(2)で表される。
Duty=Ton/T (2)
ILmax=(Vin×Ton)/(L) (3)
ただし、TonはIGBT124のオン時間であり、Lはリアクトル120のインダクタンス値である。
L=(Vin×Ton)/(ILmax) (4)
ここで、過電流検知回路126から過電流検知信号が出力された時に、IGBT124から過電流検知回路126に流れる電流Iqは、実験等を行うことによって予め求めておくことができる。過電流検知回路126に流れる電流Iqと、IGBT124に流れる電流ILmaxとは所定の関係があるため、電流ILmaxも予め求めておくことができる。例えば、過電流検知回路126に流れる電流Iqが、IGBT124に流れる電流ILmaxの1/1000の大きさの場合には、電流Iqを1000倍した電流値がILmaxとなる。制御回路15には、電流値ILmaxを予め記憶させておく。
図7は、第2の実施の形態におけるコンバータのリアクトル状態検出装置で用いられる過電流検知回路125Aの詳細な構成を示す図である。以下では、IGBT123に対応して設けられている過電流検知回路125Aの詳細な構成について説明するが、IGBT124に対応して設けられている過電流検知回路126Aの構成も同様である。過電流検知回路125Aは、基準電源702と、抵抗703,704,705,708と、比較器707と、NPNトランジスタ709とを備える。抵抗708は、NPNトランジスタ709と直列に接続された状態で、抵抗705と並列に接続されている。
図9は、第3の実施の形態におけるチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置の構成を示す図である。コンバータ22は、双方向昇降圧コンバータである。すなわち、コンバータ22は、直流電源10の電圧を昇圧/降圧して出力することができるとともに、第2の直流電源27の電圧を昇圧/降圧して出力することができる。
Claims (7)
- リアクトルと、前記リアクトルに接続される第1のスイッチング素子および第2のスイッチング素子とを少なくとも備え、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子をオン/オフすることにより、第1の電圧を第2の電圧に変換するチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置であって、
前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子のうちの少なくとも一方のスイッチング素子に流れる電流が所定電流より大きくなると、過電流が流れたことを示す過電流検知信号を出力する過電流検知手段と、
前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子のオン/オフを制御する制御手段と、
前記制御手段によって、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子のうちの一方のスイッチング素子を所定時間オンさせた時に、前記過電流検知手段から前記過電流検知信号が出力されたか否かに基づいて、前記リアクトルの状態を検出する状態検出手段とを備えることを特徴とするチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置。 - 請求項1に記載のチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置において、
前記制御手段は、前記過電流検知手段から前記過電流検知信号が出力されるまで、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子のうちの一方のスイッチング素子をオンさせる時間を徐々に長くしていき、
前記状態検出手段は、前記過電流検知手段から前記過電流検知信号が出力された時に、前記制御手段によってスイッチング素子をオンさせていた時間が所定の基準時間より短い場合には、前記リアクトルのインダクタンス値が低下する故障が生じていると判定することを特徴とするチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置。 - 請求項1または請求項2に記載のチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置において、
前記制御手段は、前記過電流検知手段から前記過電流検知信号が出力されるまで、前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子のうちの一方のスイッチング素子をオンさせる時間を徐々に長くしていき、
前記状態検出手段が前記リアクトルの状態を検出する処理を行う場合に、前記過電流検知手段が電流を比較する前記所定電流の大きさを小さくする所定電流変更手段をさらに備えることを特徴とするチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置において、
前記状態検出手段は、前記過電流検知手段から前記過電流検知信号が出力された時に、前記制御手段によってスイッチング素子をオンさせていた時間と、前記過電流検知手段が電流を比較する前記所定電流と、前記第1の電圧とに基づいて、前記リアクトルのインダクタンス値を演算することを特徴とするチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置。 - 請求項4に記載のチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置において、
前記リアクトルの様々なインダクタンス値に応じた制御定数を記憶する制御定数記憶手段と、
前記状態検出手段が演算したインダクタンス値に応じた制御定数を前記制御定数記憶手段から読み出し、読み出した制御定数に基づいて、前記制御手段に出力するための制御指令値を算出する制御指令値算出手段とをさらに備えることを特徴とするチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置。 - 請求項4または請求項5に記載のチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置において、
前記状態検出手段がインダクタンス値を演算するたびに、演算されたインダクタンス値を記憶するインダクタンス値記憶手段と、
前記インダクタンス値記憶手段に記憶された複数のインダクタンス値に基づいて、前記リアクトルの劣化を判定する劣化判定手段とをさらに備えることを特徴とするチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置において、
前記チョッパ型コンバータは、昇圧コンバータ、降圧コンバータ、および、昇降圧コンバータの少なくとも1つであることを特徴とするチョッパ型コンバータのリアクトル状態検出装置。
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