JP5978146B2 - Power supply system and power supply device - Google Patents

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Description

本発明は電源システム及び電源装置に関し、特に直列に接続された複数の電源装置からなる電源システム及びそのような電源システムを構成する電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply system and a power supply device, and more particularly to a power supply system including a plurality of power supply devices connected in series and a power supply device constituting such a power supply system.

ハイブリッドカーのバッテリなどの充放電試験には回生型の電源装置（回生型充放電装置）が用いられるが、近年、この種の電源装置の中に直並列拡張を実現するものが誕生している（例えば非特許文献１を参照）。直並列拡張とは同種の電源装置を複数個直列又は並列に接続して用いることであり、これにより、個々の電源装置の定格を超える電圧値や電流値で充放電試験を行うことが可能になる。   A regenerative power supply device (regenerative charge / discharge device) is used for a charge / discharge test of a hybrid car battery or the like. Recently, a power supply device of this type has been developed that realizes series-parallel expansion. (For example, refer nonpatent literature 1). Series-parallel expansion is the use of multiple power supply units of the same type connected in series or in parallel, which makes it possible to perform charge / discharge tests with voltage and current values exceeding the rating of each power supply unit. Become.

ｐＣＵＢＥ（登録商標）のカタログ、［online］、Ｍｙｗａｙプラス株式会社、［平成24年5月9日検索］、インターネット〈URL：http://www.myway.co.jp/products/pcube.html〉pCUBE (registered trademark) catalog, [online], Myway Plus Co., Ltd., [Search May 9, 2012], Internet <URL: http://www.myway.co.jp/products/pcube.html>

しかしながら、上述した回生型充放電装置を複数個直列に接続し、１つの定電流源として用いようとすると、電源装置の故障リスクが大きくなってしまう場合や、一部の回生型充放電装置の負荷が一時的に過大になってしまう場合がある。以下、図面を参照しながら詳しく説明する。   However, if a plurality of regenerative charge / discharge devices described above are connected in series and used as one constant current source, the risk of failure of the power supply device may increase, or some regenerative charge / discharge devices may The load may become temporarily excessive. Hereinafter, it will be described in detail with reference to the drawings.

図１３は、それぞれ回生型充放電装置である３個の電源装置２ａ〜２ｃを直列接続して構成した電源システム１ａを示す図である。この電源システム１ａを負荷３の充放電試験用に用いる場合、電源装置２ａ〜２ｃそれぞれが外部から供給される電流指令値Ｉ＊に等しい電流を出力するように、これらを制御する必要がある。これを実現するための最も簡単な制御方法は、同図にも示すように、電源装置２ａ〜２ｃそれぞれに電流指令値Ｉ＊を供給し、電源装置ごとに、内蔵する電流計によって検出された出力電流のモニタ電流値が電流指令値Ｉ＊に等しくなるよう電流制御（ＣＣ制御）を行うことである。この方法は簡便であるが、実際には電源装置の故障リスクがあり、使うことができない。 FIG. 13 is a diagram showing a power supply system 1a configured by connecting three power supply devices 2a to 2c, each of which is a regenerative charge / discharge device, in series. When this power supply system 1a is used for the charge / discharge test of the load 3, it is necessary to control these so that each of the power supply apparatuses 2a to 2c outputs a current equal to the current command value I * supplied from the outside. As shown in the figure, the simplest control method for realizing this is that the current command value I * is supplied to each of the power supply devices 2a to 2c and detected by a built-in ammeter for each power supply device. Current control (CC control) is performed so that the monitor current value of the output current becomes equal to the current command value I * . Although this method is simple, there is actually a risk of failure of the power supply device and it cannot be used.

詳しく説明する。電源装置２ａ〜２ｃは直列に接続されているのであるから、それぞれの出力電流の電流値は互いに等しい値となる。図１３では、これをＩｏｕｔとしている。しかしながら、電源装置２ａ〜２ｃそれぞれの内蔵電流計によって検出されるモニタ電流値は、必ずしも互いに等しいものとはならない。図１３の例では、電源装置２ｂ，２ｃに入力されるモニタ電流値がＩｏｕｔとなっているのに対し、電源装置２ａに入力されるモニタ電流値はＩｏｕｔ−αとなっている。このような違いが出るのは、内蔵電流計に検出誤差があるためである。   explain in detail. Since the power supply apparatuses 2a to 2c are connected in series, the current values of the respective output currents are equal to each other. In FIG. 13, this is Iout. However, the monitor current values detected by the built-in ammeters of the power supply devices 2a to 2c are not necessarily equal to each other. In the example of FIG. 13, the monitor current value input to the power supply devices 2b and 2c is Iout, whereas the monitor current value input to the power supply device 2a is Iout−α. This difference is due to a detection error in the built-in ammeter.

図１３の例に即して説明すると、電源装置２ａは、モニタ電流値が正常値より小さな値となるのであるから、仮にＩｏｕｔが電流指令値Ｉ＊に等しくなっている場合、出力電流を増やす方向に電流制御を行うことになる。これにより、Ｉｏｕｔは電流指令値Ｉ＊より大きくなってしまう。すると、正しいモニタ電流値が供給されている電源装置２ｂ，２ｃにより、出力電流を減らす方向での電流制御が行われる。その結果、Ｉｏｕｔは減少して電流指令値Ｉ＊に近づくが、これに伴い、電源装置２ａは再度、出力電流を増やす方向に電流制御を行うことになる。つまり、電源装置２ａは出力電流を増やし続け、電源装置２ｂ，２ｃは出力電流を減らし続けることになるので、電源装置２ａ〜２ｃの負荷が過大になり、故障するリスクが高まることになる。 Referring to the example of FIG. 13, since the power supply device 2a has a monitor current value smaller than the normal value, if Iout is equal to the current command value I * , the output current is increased. Current control is performed in the direction. As a result, Iout becomes larger than the current command value I * . Then, current control in a direction to reduce the output current is performed by the power supply devices 2b and 2c to which the correct monitor current value is supplied. As a result, Iout decreases and approaches the current command value I *, and accordingly, the power supply device 2a again performs current control in a direction to increase the output current. That is, since the power supply device 2a continues to increase the output current and the power supply devices 2b and 2c continue to decrease the output current, the load on the power supply devices 2a to 2c becomes excessive and the risk of failure increases.

したがって、本発明の目的の一つは、複数の電源装置を直列に接続した場合の、各電源装置の故障リスクを低減できる電源システム及びそのような電源システムを実現する電源装置を提供することにある。   Accordingly, one of the objects of the present invention is to provide a power supply system that can reduce the risk of failure of each power supply apparatus when a plurality of power supply apparatuses are connected in series, and a power supply apparatus that realizes such a power supply system. is there.

一方、このような課題を解決する方法のひとつとして、直列に接続された複数の電源装置のうちのひとつをマスター、他をスレーブとするマスター／スレーブ構成を採用し、マスターである電源装置については上記同様の電流制御を行い、スレーブである電源装置については、その出力電圧がマスターである電源装置の出力電圧のモニタ電圧値に等しくなるよう電圧制御（ＣＶ制御）を行う構成が考えられる。この構成によれば、電源装置２ｂ，２ｃは電源装置２ａに合わせた動作を行うことになるので、電源システム１ａのように、出力電流を増加又は減少させ続けるようなことにはならない。しかし、このような構成を採用しても、電流指令値が大きく変化すると、一時的ではあるが、マスターである電源装置の負荷が過大になってしまう可能性がある。以下、詳しく説明する。   On the other hand, as one of the methods for solving such problems, a master / slave configuration is adopted in which one of a plurality of power supply devices connected in series is a master and the other is a slave. A configuration in which voltage control (CV control) is performed so that the current control similar to the above is performed and the output voltage of the slave power supply device becomes equal to the monitor voltage value of the output voltage of the power supply device that is the master is conceivable. According to this configuration, the power supply apparatuses 2b and 2c perform an operation in accordance with the power supply apparatus 2a. Therefore, unlike the power supply system 1a, the output current is not continuously increased or decreased. However, even if such a configuration is adopted, if the current command value changes greatly, the load on the power supply device that is a master may become excessive, although temporarily. This will be described in detail below.

図１４は、図１３に示した電源システム１ａの構成を、上述したマスター／スレーブ構成に変更してなる電源システム１ｂを示す図である。電源システム１ｂでは、電源装置２ａがマスター、電源装置２ｂ，２ｃがスレーブである。マスターである電源装置２ａでは、電源システム１ａにおけるものと同じ電流制御が行われる。一方、スレーブである電源装置２ｂ，２ｃでは、電源装置ごとに、内蔵する電圧計によって検出された出力電圧のモニタ電圧値Ｖｏｕｔ２が、電源装置２ａの出力電圧のモニタ電圧値Ｖｏｕｔ１に等しくなるよう、電圧制御が行われる。 FIG. 14 is a diagram showing a power supply system 1b obtained by changing the configuration of the power supply system 1a shown in FIG. 13 to the master / slave configuration described above. In the power supply system 1b, the power supply device 2a is a master, and the power supply devices 2b and 2c are slaves. In the power supply device 2a which is a master, the same current control as that in the power supply system 1a is performed. On the other hand, in the power supply apparatuses 2b and 2c as slaves, the monitor voltage value Vout 2 of the output voltage detected by the built-in voltmeter is equal to the monitor voltage value Vout 1 of the output voltage of the power supply apparatus 2a for each power supply apparatus. Thus, voltage control is performed.

図１５は、電源システム１ｂを構成する電源装置２ａ〜２ｃの機能ブロックを示す図である。同図に示すように、電源装置２ａ〜２ｃはそれぞれ、直流電力を生成する主回路４と、電流制御を行う電流制御部５とを有している。また、電源装置２ｂ，２ｃはそれぞれ、電圧制御を行う電圧制御部６をさらに有している。   FIG. 15 is a diagram illustrating functional blocks of the power supply devices 2a to 2c constituting the power supply system 1b. As shown in the figure, each of the power supply apparatuses 2a to 2c includes a main circuit 4 that generates DC power and a current control unit 5 that performs current control. Each of the power supply devices 2b and 2c further includes a voltage control unit 6 that performs voltage control.

主回路４は、図示しない系統電源より供給される系統電力から直流電力を生成するスイッチング電源である。スイッチング電源を構成するスイッチ素子の変調率（開閉の割合）は、電流制御部５から供給される変調率ｍによって制御される。電源装置２ａの電流制御部５は、外部から供給される電流指令値Ｉ＊とモニタ電流値Ｉｏｕｔとが等しくなるよう、変調率ｍを生成する。これにより、電源装置２ａの出力電流の電流値は、電流指令値Ｉ＊に等しくなる。ただし、上述したようにモニタ電流値に誤差がある場合には、出力電流はその誤差分だけ電流指令値Ｉ＊からずれることになる。 The main circuit 4 is a switching power supply that generates DC power from system power supplied from a system power supply (not shown). The modulation factor (open / close ratio) of the switch elements constituting the switching power supply is controlled by the modulation factor m supplied from the current control unit 5. The current control unit 5 of the power supply device 2a generates the modulation factor m so that the current command value I * supplied from the outside is equal to the monitor current value Iout. Thereby, the current value of the output current of the power supply device 2a becomes equal to the current command value I * . However, if there is an error in the monitor current value as described above, the output current will deviate from the current command value I * by the error.

電源装置２ｂ，２ｃの電圧制御部６は、電源装置２ａの出力電圧のモニタ電圧値Ｖｏｕｔ１とそれぞれのモニタ電圧値Ｖｏｕｔ２とが等しくなるよう、内部電流指令値Ｉ＊ ｉを生成する。そして、電源装置２ｂ，２ｃの電流制御部５は、この内部電流指令値Ｉ＊ ｉとそれぞれのモニタ電流値Ｉｏｕｔとが等しくなるよう、変調率ｍを生成する。これらの制御の結果として、電源装置２ａ〜２ｃの出力電圧は互いに等しくなる。 Power supply 2b, the voltage control unit 6 of 2c, each monitor voltage value Vout 2 and that is equal to the monitor voltage value Vout 1 output voltage of the power supply 2a, to generate an internal current command value I * i. Then, the current control unit 5 of the power supply devices 2b and 2c generates the modulation factor m so that the internal current command value I * i is equal to each monitor current value Iout. As a result of these controls, the output voltages of the power supply devices 2a to 2c are equal to each other.

ここで、電源装置２ｂ，２ｃにおいて電流制御を行っているのは設計上の都合等からであるが、そのようにしている結果、図１５にも示すように、電源装置２ｂ，２ｃでは２つのフィードバックループ（モニタ電流値Ｉｏｕｔのフィードバックとモニタ電圧値Ｖｏｕｔ２のフィードバック）を利用することになる。このような場合、外側に位置するフィードバックループの制御は内側に位置するフィードバックループに対して遅れるので、電流指令値Ｉ＊が変化した場合、電源装置２ｂ，２ｃの出力電圧が安定化するまでには、電源装置２ａの出力電流が安定化するまでの時間に比べて長い時間を要することになる。 Here, the current control is performed in the power supply devices 2b and 2c for the convenience of design and the like. As a result, as shown in FIG. A feedback loop (feedback of the monitor current value Iout and feedback of the monitor voltage value Vout 2 ) is used. In such a case, the control of the feedback loop located outside is delayed with respect to the feedback loop located inside, so that when the current command value I * changes, the output voltages of the power supply devices 2b and 2c become stable. Takes a longer time than the time required for the output current of the power supply device 2a to stabilize.

このことは、例えば電流指令値Ｉ＊が急上昇した場合、しばらくの間（電源装置２ｂ，２ｃの出力電圧が十分に大きくなるまでの間）、電源装置２ａが単体で電流指令値Ｉ＊を賄うのに十分な電圧を出力しなければならないということを意味する。場合によっては、電源装置２ａの出力電圧が定格を超えてしまうことも考えられる。このように、電源システム１ｂは、電流指令値Ｉ＊が大きく変化した際、一時的に電源装置２ａの負荷が過大になってしまう場合があり、改善が求められている。 This is because, for example, when the current command value I * rises rapidly, the power supply device 2a alone covers the current command value I * for a while (until the output voltages of the power supply devices 2b and 2c become sufficiently large). This means that a sufficient voltage must be output. In some cases, the output voltage of the power supply device 2a may exceed the rating. As described above, when the current command value I * changes greatly, the power supply system 1b may temporarily become overloaded with the power supply device 2a, and improvement is required.

したがって、本発明の目的の他の一つは、電流指令値が大きく変化した際のマスター電源装置の負荷の増大を抑制できる電源システム及びそのような電源システムを実現する電源装置を提供することにある。   Therefore, another object of the present invention is to provide a power supply system that can suppress an increase in the load of the master power supply apparatus when the current command value changes greatly, and a power supply apparatus that realizes such a power supply system. is there.

上記目的を達成するための本発明による電源システムは、直列に接続された第１及び第２の電源装置を備え、前記第１の電源装置は、電流指令値に基づくフィードバック電流制御により第１の変調率を生成する第１の電流制御部と、前記第１の変調率に基づいて直流電力を生成する第１の主回路とを有し、前記第２の電源装置は、前記電流指令値に関連する内部電流指令値に基づくフィードバック制御と、前記第１の電源装置に関する物理量に基づくフィードフォワード制御とを組み合わせてなる電流制御により第２の変調率を生成する第２の電流制御部と、前記第２の変調率に基づいて直流電力を生成する第２の主回路とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a power supply system according to the present invention includes first and second power supply devices connected in series, and the first power supply device performs first feedback current control based on a current command value. A first current control unit configured to generate a modulation rate; and a first main circuit configured to generate DC power based on the first modulation rate. A second current control unit that generates a second modulation factor by current control obtained by combining feedback control based on a related internal current command value and feedforward control based on a physical quantity related to the first power supply device; And a second main circuit that generates DC power based on the second modulation factor.

本発明によれば、第１の電源装置に関する物理量に基づくフィードフォワード制御が第２の変調率の生成過程に組み入れられているので、第１の電源装置と第２の電源装置とが互いに反対方向に制御を続けるような事態の発生を抑制することができる。したがって、第１及び第２の電源装置の故障リスクを低減できる。   According to the present invention, since the feedforward control based on the physical quantity related to the first power supply device is incorporated in the generation process of the second modulation factor, the first power supply device and the second power supply device are in opposite directions. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a situation where the control is continued. Therefore, the failure risk of the first and second power supply devices can be reduced.

上記電源システムにおいて、前記第２の電源装置は、前記第１の電源装置の出力電圧に基づくフィードバック電圧制御により前記内部電流指令値を生成する電圧制御部をさらに有することとしてもよい。この場合、さらに、前記物理量は前記電流指令値であり、前記第２の電流制御部は、前記内部電流指令値と前記第２の電源装置の出力電流との偏差に前記物理量を加算した結果を入力値とする電流制御により、前記第２の変調率を生成することとしてもよい（後述する第１の実施の形態）し、前記物理量は前記第１の変調率であり、前記第２の電流制御部は、前記内部電流指令値と前記第２の電源装置の出力電流との偏差を入力値とする電流制御により得られる第３の変調率に前記物理量を加算した結果を前記第２の変調率として出力することとしてもよい（後述する第２の実施の形態）。   In the above power supply system, the second power supply device may further include a voltage control unit that generates the internal current command value by feedback voltage control based on an output voltage of the first power supply device. In this case, further, the physical quantity is the current command value, and the second current control unit adds a result of adding the physical quantity to a deviation between the internal current command value and the output current of the second power supply device. The second modulation factor may be generated by current control as an input value (first embodiment described later), the physical quantity is the first modulation factor, and the second current The control unit adds a result of adding the physical quantity to a third modulation factor obtained by current control using an input value as a deviation between the internal current command value and the output current of the second power supply device. It is good also as outputting as a rate (2nd Embodiment mentioned later).

第２の電源装置を、第１の電源装置の出力電圧に基づくフィードバック電圧制御により内部電流指令値を生成するように構成した場合、そのこと自体によっても第１及び第２の電源装置の故障リスクを低減できるようになる一方で、上述したように、電流指令値が大きく変化した際のマスター電源装置の負荷が増大してしまう場合がある。この点、上記のようにすることにより、第２の変調率の生成過程に第１の電源装置に関する物理量が直接反映されるので、電流指令値が大きく変化してから第２の電源装置の出力電圧が安定化するまでの時間を短縮できる。したがって、マスターである第１の電源装置の負荷の増大を抑制できるようになる。   When the second power supply device is configured to generate the internal current command value by feedback voltage control based on the output voltage of the first power supply device, the failure risk of the first and second power supply devices also by itself. However, as described above, the load on the master power supply device when the current command value changes greatly may increase. In this respect, the physical quantity related to the first power supply device is directly reflected in the generation process of the second modulation factor by performing the above, so that the output of the second power supply device after the current command value changes greatly. The time until the voltage stabilizes can be shortened. Therefore, an increase in the load on the first power supply device that is the master can be suppressed.

また、上記電源システムにおいて、前記物理量は前記第１の電源装置の出力電圧であり、前記第２の主回路は、前記第２の変調率に基づいて第１の直流電圧から第２の直流電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータと、出力端と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記出力端との間に設けられたインダクタンスとを含み、前記第２の電流制御部は、前記内部電流指令値に基づくＰＩＤ制御により前記インダクタンスの両端電位差を生成するＰＩＤ制御部と、前記ＰＩＤ制御部によって生成された前記両端電位差に前記物理量を加算した結果と、前記第１の直流電圧とに基づいて前記第２の変調率を算出する変調率算出部とを有することとしてもよい（後述する第３及び第５の実施の形態）。これによれば、第２の主回路が、第２の変調率に基づいて第１の直流電圧から第２の直流電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータと、出力端と、ＤＣ／ＤＣコンバータと出力端との間に設けられたインダクタンスとを含んで構成される場合に、第１及び第２の電源装置の故障リスクを低減できるようになる。   In the power supply system, the physical quantity is an output voltage of the first power supply device, and the second main circuit is configured to convert the first DC voltage to the second DC voltage based on the second modulation factor. The second current control unit is based on the internal current command value, and includes a DC / DC converter that generates the output, an output end, and an inductance provided between the DC / DC converter and the output end. Based on a PID control unit that generates a potential difference between both ends of the inductance by PID control, a result of adding the physical quantity to the potential difference between both ends generated by the PID control unit, and the first DC voltage. A modulation rate calculation unit that calculates the modulation rate may be included (third and fifth embodiments described later). According to this, the second main circuit generates a second DC voltage from the first DC voltage based on the second modulation factor, the output terminal, the DC / DC converter, and the output When configured to include an inductance provided between the first and second ends, the risk of failure of the first and second power supply devices can be reduced.

この電源システムにおいてさらに、前記ＰＩＤ制御部は、前記内部電流指令値と前記第２の電源装置の出力電流との偏差を入力値とする電流制御により、前記両端電位差を生成することとしてもよく、さらに、前記第２の電源装置は、前記第１の電源装置の出力電圧に基づくフィードバック電圧制御により前記内部電流指令値を生成する電圧制御部をさらに有することとしてもよい（後述する第３の実施の形態）し、前記内部電流指令値は前記電流指令値であることとしてもよい（後述する第５の実施の形態）。   In this power supply system, the PID control unit may generate the potential difference between both ends by current control using an input value as a deviation between the internal current command value and the output current of the second power supply device. Furthermore, the second power supply device may further include a voltage control unit that generates the internal current command value by feedback voltage control based on the output voltage of the first power supply device (a third implementation described later). The internal current command value may be the current command value (fifth embodiment to be described later).

また、上記電源システムにおいて、前記物理量は、前記電流指令値である第１の物理量と、前記第１の電源装置の出力電圧である第２の物理量とを含み、前記第２の主回路は、前記第２の変調率に基づいて第１の直流電圧から第２の直流電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータと、出力端と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記出力端との間に設けられたインダクタンスとを含み、前記第２の電流制御部は、前記内部電流指令値と前記第２の電源装置の出力電流との偏差に前記第１の物理量を加算した結果を入力値とする電流制御により、前記インダクタンスの両端電位差を生成するＰＩＤ制御部と、前記ＰＩＤ制御部によって生成された前記両端電位差に前記第１の物理量を加算した結果と、前記第１の直流電圧とに基づいて前記第２の変調率を算出する変調率算出部とを有することとしてもよい（後述する第４の実施の形態）。この場合、前記第２の電源装置は、前記第１の電源装置の出力電圧に基づくフィードバック電圧制御により前記内部電流指令値を生成する電圧制御部をさらに有することとしてもよい。   In the power supply system, the physical quantity includes a first physical quantity that is the current command value and a second physical quantity that is an output voltage of the first power supply device, and the second main circuit includes: A DC / DC converter that generates a second DC voltage from the first DC voltage based on the second modulation factor, an output terminal, and an inductance provided between the DC / DC converter and the output terminal And the second current control unit is configured to perform current control with an input value obtained by adding the first physical quantity to a deviation between the internal current command value and the output current of the second power supply device. A PID control unit that generates a potential difference between both ends of the inductance, a result obtained by adding the first physical quantity to the potential difference between the both ends generated by the PID control unit, and the second DC voltage based on the first DC voltage Modulation rate Modulation factor calculating unit that calculates and may be as having a (fourth embodiment to be described later). In this case, the second power supply device may further include a voltage control unit that generates the internal current command value by feedback voltage control based on the output voltage of the first power supply device.

また、上記各電源システムにおいて、前記第２の電源装置と同一の内部構成を有する第３の電源装置をさらに備え、前記第１乃至第３の電源装置は直列に接続されることとしてもよい。   Each of the power supply systems may further include a third power supply device having the same internal configuration as the second power supply device, and the first to third power supply devices may be connected in series.

また、本発明による電源装置は、電流指令値に基づくフィードバック電流制御により第１の変調率を生成する第１の電流制御部と、前記第１の変調率に基づいて直流電力を生成する第１の主回路とを有する第１の電源装置と直列に接続され、前記電流指令値に関連する内部電流指令値に基づくフィードバック制御と、前記第１の電源装置に関する物理量に基づくフィードフォワード制御とを組み合わせてなる電流制御により第２の変調率を生成する第２の電流制御部と、前記第２の変調率に基づいて直流電力を生成する第２の主回路とを有することを特徴とする。   Further, the power supply device according to the present invention includes a first current control unit that generates a first modulation factor by feedback current control based on a current command value, and a first current that generates DC power based on the first modulation factor. A feedback control based on an internal current command value related to the current command value and a feedforward control based on a physical quantity related to the first power supply device. And a second main circuit that generates DC power based on the second modulation factor. The second current control unit generates a second modulation factor by current control.

本発明によれば、第１の電源装置に関する物理量に基づくフィードフォワード制御が第２の変調率の生成過程に組み入れられているので、第１の電源装置と第２の電源装置とが互いに反対方向に制御を続けるような事態の発生を抑制することができる。したがって、第１及び第２の電源装置の故障リスクを低減できる。   According to the present invention, since the feedforward control based on the physical quantity related to the first power supply device is incorporated in the generation process of the second modulation factor, the first power supply device and the second power supply device are in opposite directions. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a situation where the control is continued. Therefore, the failure risk of the first and second power supply devices can be reduced.

また、電流指令値が大きく変化してから第２の電源装置の出力電圧が安定化するまでの時間を短縮できるので、第２の電源装置を、第１の電源装置の出力電圧に基づくフィードバック電圧制御により内部電流指令値を生成するように構成した場合においても、マスターである第１の電源装置の負荷の増大を抑制できるようになる。   In addition, since the time until the output voltage of the second power supply device stabilizes after the current command value largely changes can be shortened, the feedback voltage based on the output voltage of the first power supply device is used as the second power supply device. Even when the internal current command value is generated by the control, it is possible to suppress an increase in the load of the first power supply device that is the master.

本発明の好ましい第１の実施の形態による電源システムのシステム構成を示す略ブロック図である。1 is a schematic block diagram showing a system configuration of a power supply system according to a preferred first embodiment of the present invention. 本発明の好ましい第１の実施の形態による電源装置の機能ブロックを示す略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the functional block of the power supply device by preferable 1st Embodiment of this invention. 本発明の好ましい第１の実施の形態による主回路内部の機能ブロックの一例を示す略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the functional block inside the main circuit by the preferable 1st Embodiment of this invention. 本発明の好ましい第２の実施の形態による電源システムのシステム構成を示す略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the system configuration | structure of the power supply system by preferable 2nd Embodiment of this invention. 本発明の好ましい第２の実施の形態による電源装置の機能ブロックを示す略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the functional block of the power supply device by preferable 2nd Embodiment of this invention. 本発明の好ましい第３の実施の形態による電源システムのシステム構成を示す略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the system configuration | structure of the power supply system by preferable 3rd Embodiment of this invention. 本発明の好ましい第３の実施の形態による主回路内部の機能ブロックの一例を示す略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the functional block inside the main circuit by preferable 3rd Embodiment of this invention. 本発明の好ましい第３の実施の形態による電源装置の機能ブロックを示す略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the functional block of the power supply device by preferable 3rd Embodiment of this invention. 本発明の好ましい第４の実施の形態による電源システムのシステム構成を示す略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the system configuration | structure of the power supply system by preferable 4th Embodiment of this invention. 本発明の好ましい第４の実施の形態による電源装置の機能ブロックを示す略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the functional block of the power supply device by preferable 4th Embodiment of this invention. 本発明の好ましい第５の実施の形態による電源システムのシステム構成を示す略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the system configuration | structure of the power supply system by preferable 5th Embodiment of this invention. 本発明の好ましい第５の実施の形態による電源装置の機能ブロックを示す略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the functional block of the power supply device by preferable 5th Embodiment of this invention. 本発明の背景技術による電源システムを示す図である。It is a figure which shows the power supply system by the background art of this invention. 本発明の背景技術による他の電源システムを示す図である。It is a figure which shows the other power supply system by the background art of this invention. 図１４に示した電源システムを構成する電源装置の機能ブロックを示す図である。It is a figure which shows the functional block of the power supply device which comprises the power supply system shown in FIG.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の第１の実施の形態による電源システム１０のシステム構成を示す略ブロック図である。同図には、この電源システム１０によって生成される直流電力の供給先である負荷２０についても記載している。負荷２０の具体的な例としては、ハイブリッドカー用又は電気自動車用のモータ、ハイブリッドカー用又は電気自動車用のバッテリ、太陽電池、電気二重層コンデンサなどが挙げられる。   FIG. 1 is a schematic block diagram showing a system configuration of a power supply system 10 according to the first embodiment of the present invention. The figure also shows a load 20 that is a supply destination of DC power generated by the power supply system 10. Specific examples of the load 20 include a motor for a hybrid car or an electric vehicle, a battery for a hybrid car or an electric vehicle, a solar cell, and an electric double layer capacitor.

電源システム１０は、直列に接続された３つの電源装置１１ａ〜１１ｃ（第１乃至第３の電源装置）を有して構成される。これら電源装置１１ａ〜１１ｃは、それぞれが上述した回生型の充放電装置であり、互いに同一のハードウェア構成を有している。電源システム１０は、３つの電源装置１１ａ〜１１ｃを直列に接続することにより、個々の定格出力電圧の３倍の電圧を出力できるように構成される。また、電源システム１０は、直流電力を生成して試験対象である負荷２０に供給する直流電源装置としての機能と、負荷２０から回生される電力を吸収する機能とを有して構成される。   The power supply system 10 includes three power supply devices 11a to 11c (first to third power supply devices) connected in series. Each of these power supply devices 11a to 11c is the regenerative charging / discharging device described above, and has the same hardware configuration. The power supply system 10 is configured to output three times the rated output voltage of each power supply by connecting the three power supply apparatuses 11a to 11c in series. In addition, the power supply system 10 is configured to have a function as a DC power supply device that generates DC power and supplies the DC power to the load 20 to be tested, and a function to absorb power regenerated from the load 20.

電源システム１０においては、電源装置１１ａをマスターとして、電源装置１１ｂ，１１ｃをスレーブとして用いる。つまり、電源装置１１ａは、図示しない制御用ＰＣ等から供給される電流指令値Ｉ＊と、自身の出力電流のモニタ電流値Ｉｏｕｔとが等しくなるように、自身の出力電流を制御する（電流制御）。このように、指令値と出力値とが等しくなるように行う出力値の制御を「フィードバック制御」という。これに対し、電源装置１１ｂ，１１ｃはそれぞれ、電源装置１１ａの出力電圧のモニタ電圧値Ｖｏｕｔ１と、自身の出力電圧のモニタ電圧値Ｖｏｕｔ２とが等しくなるように自身の出力電圧を制御する（電圧制御）。モニタ電圧値Ｖｏｕｔ１を電圧制御の指令値として用いている点で、電源装置１１ｂ，１１ｃは、電源装置１１ａのスレーブとなっている。この電圧制御も、上記「フィードバック制御」である。 In the power supply system 10, the power supply device 11a is used as a master, and the power supply devices 11b and 11c are used as slaves. That is, the power supply device 11a controls its output current so that the current command value I * supplied from a control PC (not shown ) and the monitor current value Iout of its output current are equal (current control). ). In this way, the control of the output value performed so that the command value and the output value are equal is referred to as “feedback control”. In contrast, the power supply device 11b, 11c, respectively, the monitor voltage value Vout 1 output voltage of the power supply 11a, and a monitor voltage value Vout 2 of its output voltage to control its output voltage to be equal ( Voltage control). The power supply apparatuses 11b and 11c are slaves of the power supply apparatus 11a in that the monitor voltage value Vout 1 is used as a command value for voltage control. This voltage control is also the above “feedback control”.

電源装置１１ｂ，１１ｃはそれぞれ、上記の電圧制御に加え、電圧制御の結果として生成される内部電圧指令値Ｉ＊ ｉと、自身の出力電流のモニタ電圧値Ｉｏｕｔとが等しくなるように自身の出力電流を制御する（電流制御）よう構成される。この電流制御も、上記「フィードバック制御」である。また、電源装置１１ｂ，１１ｃはそれぞれ、電源装置１１ａに関する物理量に基づく制御も行う。この制御は、自身に関する各種の物理量を電源装置１１ａに関する物理量に基づいて制御するというもので、このような制御を「フィードフォワード制御」という。本実施の形態における「電源装置１１ａに関する物理量」は、電源装置１１ａに供給される電流指令値Ｉ＊である。 Each of the power supply devices 11b and 11c has its own output so that the internal voltage command value I * i generated as a result of the voltage control in addition to the voltage control is equal to the monitor voltage value Iout of its output current. It is configured to control current (current control). This current control is also the “feedback control”. Each of the power supply apparatuses 11b and 11c also performs control based on a physical quantity related to the power supply apparatus 11a. This control is to control various physical quantities relating to itself based on the physical quantities relating to the power supply device 11a, and such control is referred to as “feedforward control”. The “physical quantity related to the power supply device 11a” in the present embodiment is the current command value I * supplied to the power supply device 11a.

以下、機能ブロック図を参照しながら、電源装置１１ａ〜１１ｃが行うこれらの制御について、より詳しく説明する。   Hereinafter, these controls performed by the power supply apparatuses 11a to 11c will be described in more detail with reference to a functional block diagram.

図２は、電源装置１１ａ〜１１ｃの機能ブロックを示す略ブロック図である。同図に示すように、機能ブロックは、マスターである電源装置１１ａとスレーブである電源装置１１ｂ，１１ｃとで異なっている。具体的には、電源装置１１ａは、直流電力を生成する主回路１２１（第１の主回路）と、電流制御を行う電流制御部１３１（第１の電流制御部）とを有している。また、電源装置１１ｂ，１１ｃはそれぞれ、直流電力を生成する主回路１２２（第２の主回路）と、電流制御を行う電流制御部１３２（第２の電流制御部）と、電圧制御を行う電圧制御部１４とを有している。電流制御部１３２は、内部に電流制御部１６を有している。 FIG. 2 is a schematic block diagram showing functional blocks of the power supply apparatuses 11a to 11c. As shown in the figure, the functional blocks are different between the power supply device 11a as a master and the power supply devices 11b and 11c as slaves. Specifically, the power supply device 11a includes a main circuit 12 1 (first main circuit) that generates DC power and a current control unit 13 1 (first current control unit) that performs current control. Yes. Each of the power supply devices 11b and 11c has a main circuit 12 2 (second main circuit) that generates DC power, a current control unit 13 2 (second current control unit) that performs current control, and voltage control. And a voltage control unit 14 to perform. Current control unit 13 2 includes a current control unit 16 therein.

図３は、主回路１２１，１２２内部の機能ブロックの一例を示す略ブロック図である。なお、同図に示す構成は主回路１２１，１２２の内部構成の一例であり、他の構成を採用することも可能である。また、同図には、電源装置１１ａ〜１１ｃに系統電力を供給する系統電源３０についても図示している。系統電力としては、例えば三相２００Ｖの商用交流電源を使用できる。以下では主回路１２１に着目して説明するが、主回路１２２についても同様である。 FIG. 3 is a schematic block diagram showing an example of functional blocks inside the main circuits 12 1 and 12 2 . The configuration shown in the figure is an example of the internal configuration of the main circuits 12 1 and 12 2 , and other configurations can be adopted. Moreover, the system | strain power supply 30 which supplies system | strain electric power to the power supply devices 11a-11c is also illustrated in the figure. As the system power, for example, a three-phase 200V commercial AC power supply can be used. In the following description focuses on the main circuit 12 1, the same applies to the main circuit 12 2.

主回路１２１は、系統電源３０より供給される系統電力から直流電力を生成するスイッチング電源であり、図３に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１、絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ３２、及び３相ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を含んで構成される。ＡＣ／ＤＣコンバータ３１は、系統電力から直流電力を生成する回路である。絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、図示していないが、２つのインバータと、これらの間に設けられたトランスとを含んで構成される双方向コンバータであり、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１の出力を受けて動作するよう構成される。トランスが含まれることにより、絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ３２では、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧を昇圧又は降圧することが可能になるとともに、２つのインバータを電気的に絶縁することも実現される。３相ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の出力を受けて動作するよう構成される。３相ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の出力が、電源装置１１ａの出力となる。 The main circuit 12 1 is a switching power supply for generating a DC power from the system power supplied from the system power supply 30, as shown in FIG. 3, AC / DC converter 31, an insulating DC / DC converter 32, and the three-phase DC / DC converter 33 is comprised. The AC / DC converter 31 is a circuit that generates DC power from the system power. Although not shown, the insulated DC / DC converter 32 is a bidirectional converter including two inverters and a transformer provided between them, and receives the output of the AC / DC converter 31. Configured to work. By including the transformer, the isolated DC / DC converter 32 can boost or step down the output voltage of the AC / DC converter 31 and also can electrically isolate the two inverters. The three-phase DC / DC converter 33 is configured to operate in response to the output of the isolated DC / DC converter 32. The output of the three-phase DC / DC converter 33 becomes the output of the power supply device 11a.

図示していないが、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１、絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ３２、及び３相ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、それぞれ内部に複数のスイッチ素子を含んで構成される。これらのスイッチ素子の開閉は、電流制御部１３１より供給される変調率ｍ１によって制御される。これにより、変調率ｍ１の制御によって電源装置１１ａの出力を制御することが可能とされている。 Although not shown, the AC / DC converter 31, the insulated DC / DC converter 32, and the three-phase DC / DC converter 33 each include a plurality of switch elements therein. Opening and closing of these switching elements is controlled by the modulation index m 1 supplied from the current control section 13 1. Thereby, it is possible to control the output of the power supply device 11a under the control of the modulation index m 1.

図２に戻る。電流制御部１３１は、電流指令値Ｉ＊に基づく電流制御（フィードバック制御）によって変調率ｍ１（第１の変調率）を生成する回路である。この電流制御では、電流指令値Ｉ＊と、内蔵電流計によって検出されるモニタ電流値Ｉｏｕｔとが等しくなるよう、変調率ｍ１が生成される。具体的には、図２にも示すように、電流指令値Ｉ＊とモニタ電流値Ｉｏｕｔの偏差を入力値とする電流制御によって、変調率ｍ１が生成される。また、電流制御として具体的には、Ｐ制御、ＰＩ制御、又はＰＩＤ制御などを用いることが好適である。この点は、後述する各種の電流制御及び電圧制御においても同様である。 Returning to FIG. Current control unit 13 1 is a circuit that generates a modulation ratio m 1 (first modulation ratio) by the current control based on the current command value I * (feedback control). In this current control, the modulation factor m 1 is generated so that the current command value I * is equal to the monitor current value Iout detected by the built-in ammeter. Specifically, as shown in FIG. 2, the modulation factor m 1 is generated by current control using the deviation between the current command value I * and the monitor current value Iout as an input value. Further, specifically, P control, PI control, PID control, or the like is preferably used as the current control. This also applies to various current control and voltage control described later.

なお、上述したように内蔵電流計は誤差を有しているため、モニタ電流値Ｉｏｕｔとと電源装置１１ａの出力電流の実際の電流値とは、必ずしも等しくならない。しかしながら、本実施の形態による電源システム１０は、図１４に示した電源システム１ｂと同じくマスター／スレーブ構成を採用し、外側に位置するフィードバックループを電圧制御により実現しているため、この相違によって各電源装置１１ａ〜１１ｃが永久に出力電流を増加又は減少させ続けるようなことにはならず、その影響は電流指令値Ｉ＊と電源装置１１ａの出力電流の実際の電流値との間に誤差が生ずるという程度に留まる。したがって、ここでは、モニタ電流値Ｉｏｕｔと電源装置１１ａの出力電流の実際の電流値との相違を無視している。以下で言及する他の内蔵電流計及び内蔵電圧計についても同様である。 Since the built-in ammeter has an error as described above, the monitor current value Iout is not necessarily equal to the actual current value of the output current of the power supply device 11a. However, since the power supply system 10 according to the present embodiment adopts a master / slave configuration like the power supply system 1b shown in FIG. 14 and realizes a feedback loop located outside by voltage control, each difference is caused by this difference. The power supply devices 11a to 11c do not continuously increase or decrease the output current, and the influence thereof is that there is an error between the current command value I * and the actual current value of the output current of the power supply device 11a. It will only occur. Therefore, the difference between the monitor current value Iout and the actual current value of the output current of the power supply device 11a is ignored here. The same applies to other built-in ammeters and built-in voltmeters mentioned below.

電圧制御部１４は、電源装置１１ａの出力電圧の電圧値を電圧指令値Ｖ＊とする電圧制御（フィードバック制御）によって、電流指令値Ｉ＊に関連する内部電流指令値Ｉ＊ ｉを生成する回路である。ここでいう電源装置１１ａの出力電圧の電圧値とは、電源装置１１ａに内蔵される電圧計によって検出されたモニタ電圧値Ｖｏｕｔ１である。この電圧制御では、モニタ電圧値Ｖｏｕｔ１と、電源装置１１ｂ，１１ｃそれぞれの内蔵電圧計によって検出されるモニタ電圧値Ｖｏｕｔ２とが等しくなるよう、内部電流指令値Ｉ＊ ｉが生成される。具体的には、図２にも示すように、モニタ電圧値Ｖｏｕｔ１とモニタ電圧値Ｖｏｕｔ２の偏差を入力値とする電圧制御によって、内部電流指令値Ｉ＊が生成される。 Voltage control unit 14, the voltage control of the voltage value of the output voltage of the power supply device 11a and the voltage command value V * (feedback control) circuit for generating an internal current command value I * i related to the current command value I * It is. The voltage value of the output voltage of the power supply device 11a here is a monitor voltage value Vout 1 detected by a voltmeter built in the power supply device 11a. In this voltage control, a monitor voltage value Vout 1, power supply 11b, 11c so that the monitor voltage value Vout 2 detected by the respective internal voltmeter equal, the internal current command value I * i is generated. Specifically, as shown in FIG. 2, the internal current command value I * is generated by voltage control using the deviation between the monitor voltage value Vout 1 and the monitor voltage value Vout 2 as an input value.

電流制御部１３２は、内部電流指令値Ｉ＊ ｉに基づくフィードバック制御と、電流指令値Ｉ＊（電源装置１１ａに関する物理量）に基づくフィードフォワード制御とを組み合わせてなる電流制御により、変調率ｍ２（第２の変調率）を生成する回路である。具体的には、内部電流指令値Ｉ＊ ｉと、内蔵電流計によって検出されるモニタ電流値Ｉｏｕｔとの偏差に電流指令値Ｉ＊を加算し（フィードフォワード制御）、その結果を電流制御部１６に供給する。電流制御部１６は、供給された加算結果を入力値とする電流制御により、変調率ｍ２を生成する（フィードバック制御）。 Current control unit 13 2, the feedback control based on the internal current command value I * i, the current control comprising a combination of feedforward control based on (a physical quantity related to power supply 11a) the current instruction value I *, any modulation ratio m 2 This is a circuit for generating (second modulation factor). Specifically, the current command value I * is added to the deviation between the internal current command value I * i and the monitor current value Iout detected by the built-in ammeter (feed-forward control), and the result is indicated by the current control unit 16. To supply. The current control unit 16 generates the modulation factor m 2 by current control using the supplied addition result as an input value (feedback control).

以上説明したように、本実施の形態による電源システム１０によれば、変調率ｍ２の生成過程に、電流指令値Ｉ＊に基づくフィードフォワード制御が組み入れられる。また、本実施の形態による電源システム１０は、図１４に示した電源システム１ｂと同じくマスター／スレーブ構成を採用し、外側に位置するフィードバックループを電圧制御により実現している。したがって、電源装置１１ａと電源装置１１ｂ，１１ｃとが互いに反対方向に制御を続けるような事態の発生を抑制することができるので、電源装置１１ａ〜１１ｃの故障リスクを低減できる。 As described above, according to the power supply system 10 according to this embodiment, the process of generating the modulation ratio m 2, the feedforward control is incorporated based on the current command value I *. Further, the power supply system 10 according to the present embodiment adopts a master / slave configuration like the power supply system 1b shown in FIG. 14, and realizes a feedback loop located outside by voltage control. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the power supply device 11a and the power supply devices 11b and 11c continue to be controlled in opposite directions, so that the risk of failure of the power supply devices 11a to 11c can be reduced.

また、変調率ｍ２の生成過程に電流指令値Ｉ＊が直接反映されるので、電流指令値Ｉ＊が大きく変化してから電源装置１１ｂ，１１ｃの出力電圧が安定化するまでの時間が、従来（図１４に示した電源装置２ｂ，２ｂ）に比べて短縮される。したがって、マスターである電源装置１１ａが単体で電流指令値Ｉ＊を賄うのに十分な電圧を出力しなければならない時間が短縮されるので、電流指令値Ｉ＊の変化に伴う電源装置１１ａの一時的な負荷の増大が抑制される。 Further, since the current command value I * is reflected directly in the process of generating the modulation ratio m 2, the power supply device 11b from greatly changes the current command value I *, the output voltage of 11c is the time until stabilized, This is shortened compared to the conventional power supply devices 2b and 2b shown in FIG. Therefore, since the time required for the power supply device 11a as a master to output a voltage sufficient to cover the current command value I * is shortened, the power supply device 11a temporarily changes with the change of the current command value I *. Increase in load is suppressed.

図４は、本発明の第２の実施の形態による電源システム１０のシステム構成を示す略ブロック図である。本実施の形態による電源システム１０は、「電源装置１１ａに関する物理量」として電流指令値Ｉ＊ではなく変調率ｍ１を用いる点で、第１の実施の形態による電源システム１０と相違する。以下、相違点を中心に詳しく説明する。 FIG. 4 is a schematic block diagram showing a system configuration of the power supply system 10 according to the second embodiment of the present invention. The power supply system 10 according to the present embodiment is different from the power supply system 10 according to the first embodiment in that the modulation factor m 1 is used instead of the current command value I * as the “physical quantity related to the power supply device 11a”. Hereinafter, the differences will be mainly described in detail.

図５は、本実施の形態による電源装置１１ａ〜１１ｃの機能ブロックを示す略ブロック図である。同図及び図４に示すように、本実施の形態では、マスターである電源装置１１ａからスレーブである電源装置１１ｂ，１１ｃに対し、変調率ｍ１が供給される。電流指令値Ｉ＊ １が直接電源装置１１ｂ，１１ｃに供給されることはない。 FIG. 5 is a schematic block diagram showing functional blocks of the power supply devices 11a to 11c according to the present embodiment. As shown in FIG. 4 and FIG. 4, in the present embodiment, the modulation factor m 1 is supplied from the master power supply device 11a to the slave power supply devices 11b and 11c. The current command value I * 1 is not directly supplied to the power supply devices 11b and 11c.

電流制御部１３２の内部に設けられる電流制御部１６は、内部電流指令値Ｉ＊ ｉと、内蔵電流計によって検出されるモニタ電流値Ｉｏｕｔとの偏差を入力値とする電流制御により、変調率ｍ３（第３の変調率）を生成する（フィードバック制御）。そして電流制御部１３２は、変調率ｍ３に、電源装置１１ａから供給された変調率ｍ１を加算し（フィードフォワード制御）、その結果得られる変調率ｍ１＋ｍ３を、変調率ｍ２として主回路１２２に供給する。 Current control unit 16 provided inside the current controller 13 2, and the internal current command value I * i, the current control to the input value of the deviation between the monitor current value Iout that is detected by the built-in ammeter, modulation rate m 3 (third modulation factor) is generated (feedback control). The current control unit 13 2, the modulation factor m 3, by adding the modulation ratio m 1 supplied from the power supply 11a (feed forward control), the modulation factor m 1 + m 3 obtained as a result, the modulation ratio m 2 as supplied to the main circuit 12 2.

以上説明したように、本実施の形態による電源システム１０によれば、変調率ｍ２の生成過程に、変調率ｍ１に基づくフィードフォワード制御が組み入れられる。また、本実施の形態による電源システム１０も、第１の実施の形態と同じくマスター／スレーブ構成を採用し、外側に位置するフィードバックループを電圧制御により実現している。したがって、電源装置１１ａと電源装置１１ｂ，１１ｃとが互いに反対方向に制御を続けるような事態の発生を抑制することができるので、電源装置１１ａ〜１１ｃの故障リスクを低減できる。 As described above, according to power supply system 10 according to the present embodiment, feedforward control based on modulation factor m 1 is incorporated in the generation process of modulation factor m 2 . The power supply system 10 according to the present embodiment also employs a master / slave configuration as in the first embodiment, and realizes a feedback loop located outside by voltage control. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the power supply device 11a and the power supply devices 11b and 11c continue to be controlled in opposite directions, so that the risk of failure of the power supply devices 11a to 11c can be reduced.

また、変調率ｍ１は電源装置１１ａの電流制御部１３１が電流指令値Ｉ＊に直接基づいて生成したものであるから、変調率ｍ１の電流指令値Ｉ＊に対する遅延は、変調率ｍ３のそれに比べて小さくなっている。したがって、電流指令値Ｉ＊の変化が従来に比べて迅速に主回路１２２に供給されることになるので、電流指令値Ｉ＊が大きく変化してから電源装置１１ｂ，１１ｃの出力電圧が安定化するまでの時間が、従来（図１４に示した電源装置２ｂ，２ｂ）に比べて短縮される。したがって、電流指令値Ｉ＊の変化に伴う電源装置１１ａの一時的な負荷の増大が抑制される。 Also, since the modulation factor m 1 are those current control section 13 1 of the power supply device 11a is generated based directly on the current command value I *, the delay for the current command value I * of the modulation factor m 1 is the modulation index m It is smaller than that of 3 . Therefore, it means that change in the current command value I * is supplied to the rapidly main circuit 12 2 in comparison with the conventional power supply device 11b from greatly changes the current command value I *, the output voltage of 11c stability The time until conversion is shortened compared to the conventional one (power supply devices 2b and 2b shown in FIG. 14). Therefore, a temporary load increase of power supply device 11a accompanying a change in current command value I * is suppressed.

図６は、本発明の第３の実施の形態による電源システム１０のシステム構成を示す略ブロック図である。本実施の形態による電源システム１０は、「電源装置１１ａに関する物理量」としてモニタ電圧値Ｖｏｕｔ１を用いる点で、第１及び第２の実施の形態による電源システム１０と相違する。また、主回路１２１，１２２の具体的な構成が、第１及び第２の実施の形態で説明したもの（図３参照）とは異なっている。以下、相違点を中心に詳しく説明する。 FIG. 6 is a schematic block diagram showing a system configuration of the power supply system 10 according to the third embodiment of the present invention. The power supply system 10 according to the present embodiment is different from the power supply systems 10 according to the first and second embodiments in that the monitor voltage value Vout 1 is used as “physical quantity related to the power supply device 11a”. The specific configuration of the main circuits 12 1 and 12 2 is different from that described in the first and second embodiments (see FIG. 3). Hereinafter, the differences will be mainly described in detail.

初めに、主回路１２１，１２２の具体的な構成について説明する。図７は、本実施の形態による主回路１２１，１２２内部の機能ブロックの一例を示す略ブロック図である。同図に示すように、本実施の形態による主回路１２１，１２２は、外部の電解コンデンサから系統電力としての直流電圧Ｖｄｃ＿ｉｎの供給を受けて直流電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔを生成するＤＣ／ＤＣコンバータ３５と、一対の出力端３６１，３６２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５と出力端３６１との間に設けられたインダクタンス３７とを含んで構成される。主回路１２１，１２２の出力電圧Ｖｏｕｔは出力端３６１，３６２間の電位差であり、インダクタンス３７の両端の電位差を両端電位差ΔＶとすると、Ｖｏｕｔ＝Ｖｄｃ＿ｏｕｔ−ΔＶとなる。 First , a specific configuration of the main circuits 12 1 and 12 2 will be described. FIG. 7 is a schematic block diagram showing an example of functional blocks in the main circuits 12 1 and 12 2 according to the present embodiment. As shown in the figure, the main circuits 12 1 and 12 2 according to the present embodiment include a DC / DC converter 35 that generates a DC voltage Vdc_out by receiving a DC voltage Vdc_in as system power from an external electrolytic capacitor. configured to include a pair of output ends 36 1, 36 2, the inductance 37 is provided between the DC / DC converter 35 and the output terminal 36 1. The output voltage Vout of the main circuits 12 1 and 12 2 is a potential difference between the output terminals 36 1 and 36 2. When the potential difference between both ends of the inductance 37 is a potential difference ΔV, Vout = Vdc_out−ΔV.

図示していないが、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５は、内部に複数のスイッチ素子を含んで構成される。つまり、本実施の形態による主回路１２１，１２２も、第１の実施の形態と同様、スイッチング電源である。ＤＣ／ＤＣコンバータ３５内の各スイッチ素子の開閉は、主回路１２１では電流制御部１３１より供給される変調率ｍ１によって、主回路１２２では電流制御部１３２より供給される変調率ｍ２によって、それぞれ制御される。これにより、変調率ｍ１，ｍ２の制御によって電源装置１１ａ〜１１ｃの出力を制御することが可能とされている。 Although not shown, the DC / DC converter 35 includes a plurality of switch elements therein. That is, the main circuits 12 1 and 12 2 according to the present embodiment are also switching power supplies as in the first embodiment. Opening and closing of each switch element of the DC / DC converter 35, the modulation factor by the modulation index m 1 supplied from the main circuit 12 1, the current control section 13 1 is supplied from the main circuit 12 2 in the current control unit 13 2 Each is controlled by m 2 . As a result, the outputs of the power supply devices 11a to 11c can be controlled by controlling the modulation factors m 1 and m 2 .

次に、図８は、本実施の形態による電源装置１１ａ〜１１ｃの機能ブロックを示す略ブロック図である。同図及び図６に示すように、本実施の形態では、マスターである電源装置１１ａからスレーブである電源装置１１ｂ，１１ｃに対して供給されるのは、モニタ電圧値Ｖｏｕｔ１のみである。 Next, FIG. 8 is a schematic block diagram showing functional blocks of the power supply apparatuses 11a to 11c according to the present embodiment. As shown in FIG. 6 and FIG. 6, in the present embodiment, only the monitor voltage value Vout 1 is supplied from the master power supply device 11a to the slave power supply devices 11b and 11c.

電流制御部１３２の内部に設けられる電流制御部１６は、図８に示すように、ＰＩＤ演算部１７及び変調率算出部１８を有して構成される。ＰＩＤ演算部１７は、内部電流指令値Ｉ＊ ｉに基づくＰＩＤ制御により、図７に示したインダクタンス３７の両端電位差ΔＶを生成する機能を有している。具体的に説明すると、ＰＩＤ演算部１７は、内部電流指令値Ｉ＊ ｉと、内蔵電流計によって検出されるモニタ電流値Ｉｏｕｔとの偏差を入力値とする電流制御により、両端電位差ΔＶを生成するよう構成される。 Current control unit 16 provided inside the current controller 13 2, as shown in FIG. 8, and a PID operation unit 17 and a modulation factor calculating unit 18. The PID calculation unit 17 has a function of generating a potential difference ΔV between both ends of the inductance 37 shown in FIG. 7 by PID control based on the internal current command value I * i . More specifically, the PID calculation unit 17 generates a potential difference ΔV at both ends by current control using the deviation between the internal current command value I * i and the monitor current value Iout detected by the built-in ammeter as an input value. It is configured as follows.

電流制御部１６は、ＰＩＤ演算部１７が生成した両端電位差ΔＶに、電源装置１１ａから供給されるモニタ電圧値Ｖｏｕｔ１を加算する。この加算により主回路１２１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３５の出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔが得られ、電流制御部１６は、この出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔを変調率算出部１８に供給する。変調率算出部１８には、系統電力である直流電圧Ｖｄｃ＿ｉｎの電圧値が予め設定されており、変調率算出部１８は、この予め設定された電圧値と、供給された出力電圧Ｖｄｃ＿ｏｕｔとに基づいて変調率ｍ２を算出する。具体的には、ｍ２＝Ｖｄｃ＿ｏｕｔ／Ｖｄｃ＿ｉｎにより変調率ｍ２を算出する。算出された変調率ｍ２は、主回路１２２に供給される。 The current control unit 16 adds the monitor voltage value Vout 1 supplied from the power supply device 11 a to the both-end potential difference ΔV generated by the PID calculation unit 17. Output voltage Vdc_out is obtained, a current control unit 16 of the DC / DC converter 35 in the main circuit 12 1 by the addition supplies the output voltage Vdc_out to the modulation factor calculation unit 18. The modulation factor calculation unit 18 is preset with a voltage value of the DC voltage Vdc_in, which is the system power, and the modulation factor calculation unit 18 is based on the preset voltage value and the supplied output voltage Vdc_out. calculates a modulation ratio m 2 Te. Specifically, the modulation factor m 2 is calculated from m 2 = Vdc_out / Vdc_in. Calculated modulation factor m 2 is supplied to the main circuit 12 2.

本実施の形態における電流制御部１３２の制御は以上のとおりであり、ＰＩＤ演算部１７が両端電位差ΔＶを生成する部分、及び、変調率算出部１８が変調率ｍ２を算出する部分がフィードバック制御に、ＰＩＤ演算部１７が生成した両端電位差ΔＶにモニタ電圧値Ｖｏｕｔ１を加算する部分がフィードフォワード制御に、それぞれ相当する。つまり、本実施の形態における電流制御部１３２では、フィードバック制御の途中に、フィードフォワード制御が組み込まれている。 Control of the current control unit 13 2 in this embodiment is as described above, a portion PID calculating unit 17 generates a potential difference across the [Delta] V, and, the portion modulation factor calculator 18 calculates the modulation ratio m 2 Feedback In the control, the portions where the monitor voltage value Vout 1 is added to the potential difference ΔV generated by the PID calculation unit 17 correspond to the feedforward control. That is, the current control unit 13 2 in this embodiment, the middle of the feedback control, feedforward control is incorporated.

以上説明したように、本実施の形態による電源システム１０によれば、変調率ｍ２の生成過程に、モニタ電圧値Ｖｏｕｔ１に基づくフィードフォワード制御が組み入れられる。また、本実施の形態による電源システム１０も、第１及び第２の実施の形態と同じくマスター／スレーブ構成を採用し、外側に位置するフィードバックループを電圧制御により実現している。したがって、電源装置１１ａと電源装置１１ｂ，１１ｃとが互いに反対方向に制御を続けるような事態の発生を抑制することができるので、電源装置１１ａ〜１１ｃの故障リスクを低減できる。 As described above, according to power supply system 10 according to the present embodiment, feedforward control based on monitor voltage value Vout 1 is incorporated in the process of generating modulation factor m 2 . The power supply system 10 according to the present embodiment also employs a master / slave configuration as in the first and second embodiments, and realizes a feedback loop located outside by voltage control. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the power supply device 11a and the power supply devices 11b and 11c continue to be controlled in opposite directions, so that the risk of failure of the power supply devices 11a to 11c can be reduced.

また、電流制御部１３２に供給されるモニタ電圧値Ｖｏｕｔ１の電流指令値Ｉ＊に対する遅延は、モニタ電圧値Ｖｏｕｔ１を受けて電源装置１１ｂ，１１ｃ内で生成された両端電位差ΔＶのそれに比べて小さくなっている。したがって、電流指令値Ｉ＊の変化が従来に比べて迅速に変調率ｍ２に反映されることになるので、電流指令値Ｉ＊が大きく変化してから電源装置１１ｂ，１１ｃの出力電圧が安定化するまでの時間が、従来（図１４に示した電源装置２ｂ，２ｂ）に比べて短縮される。したがって、電流指令値Ｉ＊の変化に伴う電源装置１１ａの一時的な負荷の増大が抑制される。 The delay for the current command value I * of the monitor voltage value Vout 1 supplied to the current controller 13 2, than that of the receiving monitor voltage value Vout 1 power supply 11b, the potential difference across ΔV generated in 11c It is getting smaller. Therefore, since the change in the current command value I * is reflected in the modulation factor m 2 more quickly than in the conventional case, the output voltages of the power supply devices 11b and 11c are stable after the current command value I * changes greatly. The time until conversion is shortened compared to the conventional one (power supply devices 2b and 2b shown in FIG. 14). Therefore, a temporary load increase of power supply device 11a accompanying a change in current command value I * is suppressed.

図９は、本発明の第４の実施の形態による電源システム１０のシステム構成を示す略ブロック図である。本実施の形態による電源システム１０は、「電源装置１１ａに関する物理量」としてモニタ電圧値Ｖｏｕｔ１だけでなく電流指令値Ｉ＊も用いる点で相違している他は、第３の実施の形態による電源システム１０と同様である。以下、相違点を中心に詳しく説明する。 FIG. 9 is a schematic block diagram showing a system configuration of the power supply system 10 according to the fourth embodiment of the present invention. The power supply system 10 according to the present embodiment is different from the power supply system according to the third embodiment except that not only the monitor voltage value Vout 1 but also the current command value I * is used as the “physical quantity related to the power supply device 11a”. Similar to system 10. Hereinafter, the differences will be mainly described in detail.

図１０は、本実施の形態による電源装置１１ａ〜１１ｃの機能ブロックを示す略ブロック図である。同図及び図９に示すように、本実施の形態では、マスターである電源装置１１ａからスレーブである電源装置１１ｂ，１１ｃに対し、モニタ電圧値Ｖｏｕｔ１（第２の物理量）及び電流指令値Ｉ＊（第１の物理量）が供給される。 FIG. 10 is a schematic block diagram showing functional blocks of the power supply devices 11a to 11c according to the present embodiment. As shown in FIG. 9 and FIG. 9, in this embodiment, the monitor voltage value Vout 1 (second physical quantity) and the current command value I are transferred from the master power supply device 11a to the slave power supply devices 11b and 11c. * (First physical quantity) is supplied.

本実施の形態による電流制御部１３２は、第１の実施の形態による電流制御部１３２と同じように、内部電流指令値Ｉ＊ ｉと、内蔵電流計によって検出されるモニタ電流値Ｉｏｕｔとの偏差に電流指令値Ｉ＊を加算し（フィードフォワード制御）、その結果を電流制御部１６に供給するよう構成される。これを受けた電流制御部１６の動作は、第３の実施の形態で説明したものと同じである。 Current control unit 13 2 of the present embodiment, like the current control unit 13 2 of the first embodiment, the internal current command value I * i, the monitor current value Iout that is detected by the built-in ammeter The current command value I * is added to the deviation (feed forward control), and the result is supplied to the current control unit 16. In response to this, the operation of the current control unit 16 is the same as that described in the third embodiment.

以上説明したように、本実施の形態による電源システム１０によれば、変調率ｍ２の生成過程に、モニタ電圧値Ｖｏｕｔ１及び内部電流指令値Ｉ＊ ｉに基づくフィードフォワード制御が組み入れられる。また、本実施の形態による電源システム１０も、第１〜第３の実施の形態と同じくマスター／スレーブ構成を採用し、外側に位置するフィードバックループを電圧制御により実現している。したがって、電源装置１１ａと電源装置１１ｂ，１１ｃとが互いに反対方向に制御を続けるような事態の発生を抑制することができるので、電源装置１１ａ〜１１ｃの故障リスクを低減できる。 As described above, according to power supply system 10 according to the present embodiment, feedforward control based on monitor voltage value Vout 1 and internal current command value I * i is incorporated in the process of generating modulation factor m 2 . The power supply system 10 according to the present embodiment also employs a master / slave configuration as in the first to third embodiments, and realizes a feedback loop located outside by voltage control. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the power supply device 11a and the power supply devices 11b and 11c continue to be controlled in opposite directions, so that the risk of failure of the power supply devices 11a to 11c can be reduced.

また、変調率ｍ２の生成過程に電流指令値Ｉ＊が直接反映されるとともに、第３の実施の形態と同様、電流制御部１３２にモニタ電圧値Ｖｏｕｔ１が供給される点からも電流指令値Ｉ＊の変化が従来に比べて迅速に変調率ｍ２に反映されるので、電流指令値Ｉ＊が大きく変化してから電源装置１１ｂ，１１ｃの出力電圧が安定化するまでの時間が、従来（図１４に示した電源装置２ｂ，２ｂ）に比べて短縮される。したがって、電流指令値Ｉ＊の変化に伴う電源装置１１ａの一時的な負荷の増大が抑制される。 Further, the current command value I * is reflected directly in the process of generating the modulation ratio m 2, as in the third embodiment, the current from the point where the monitor voltage value Vout 1 to the current controller 13 2 is supplied Since the change in the command value I * is reflected in the modulation factor m 2 more quickly than in the prior art, the time from when the current command value I * changes greatly until the output voltages of the power supply devices 11b and 11c stabilize. This is shortened compared to the conventional one (power supply devices 2b and 2b shown in FIG. 14). Therefore, a temporary load increase of power supply device 11a accompanying a change in current command value I * is suppressed.

図１１は、本発明の第５の実施の形態による電源システム１０のシステム構成を示す略ブロック図である。本実施の形態による電源システム１０は、電流制御部１３２に供給する内部電流指令値Ｉ＊ ｉとして電流指令値Ｉ＊を用いる他は、第３の実施の形態による電源システム１０と同様である。以下、相違点を中心に詳しく説明する。 FIG. 11 is a schematic block diagram showing a system configuration of the power supply system 10 according to the fifth embodiment of the present invention. Power system 10 according to this embodiment, except for using the current command value I * as the internal current command value I * i is supplied to the current controller 13 2 is the same as the power supply system 10 according to the third embodiment . Hereinafter, the differences will be mainly described in detail.

図１２は、本実施の形態による電源装置１１ａ〜１１ｃの機能ブロックを示す略ブロック図である。同図及び図１１に示すように、本実施の形態では、マスターである電源装置１１ａからスレーブである電源装置１１ｂ，１１ｃに対し、モニタ電圧値Ｖｏｕｔ１及び電流指令値Ｉ＊が供給される。第１〜第４の実施の形態では電圧制御部１４において内部電流指令値Ｉ＊ ｉを生成していたが、本実施の形態では、電流指令値Ｉ＊を内部電流指令値Ｉ＊ ｉとして用いるため、電圧制御部１４は設けられていない。つまり、本実施の形態では、外側に位置するフィードバックループとしての電圧制御は行われない。 FIG. 12 is a schematic block diagram showing functional blocks of the power supply devices 11a to 11c according to the present embodiment. As shown in FIG. 11 and FIG. 11, in the present embodiment, the monitor voltage value Vout 1 and the current command value I * are supplied from the master power supply device 11a to the slave power supply devices 11b and 11c. In the first to fourth embodiments, the voltage controller 14 generates the internal current command value I * i . However, in this embodiment, the current command value I * is used as the internal current command value I * i. Therefore, the voltage control unit 14 is not provided. That is, in this embodiment, voltage control as a feedback loop located outside is not performed.

電源装置１１ｂ，１１ｃは、電源装置１１ａから供給される電流指令値Ｉ＊を、フィードフォワード制御ではなくフィードバック制御のために用いる。具体的に説明すると、電流制御部１６内のＰＩＤ演算部１７は、電流指令値Ｉ＊と、内蔵電流計によって検出されるモニタ電流値Ｉｏｕｔとの偏差を入力値とする電流制御により、両端電位差ΔＶを生成するよう構成される。これを受けた電流制御部１６の動作は、第３の実施の形態で説明したものと同じである。 The power supply apparatuses 11b and 11c use the current command value I * supplied from the power supply apparatus 11a for feedback control instead of feedforward control. More specifically, the PID calculation unit 17 in the current control unit 16 performs a potential difference between both ends by current control using the deviation between the current command value I * and the monitor current value Iout detected by the built-in ammeter as an input value. It is configured to generate ΔV. In response to this, the operation of the current control unit 16 is the same as that described in the third embodiment.

以上説明したように、本実施の形態による電源システム１０によれば、変調率ｍ２の生成過程に、モニタ電圧値Ｖｏｕｔ１に基づくフィードフォワード制御が組み入れられる。したがって、電源装置１１ａと電源装置１１ｂ，１１ｃとが互いに反対方向に制御を続けるような事態の発生を抑制することができるので、電源装置１１ａ〜１１ｃの故障リスクを低減できる。 As described above, according to power supply system 10 according to the present embodiment, feedforward control based on monitor voltage value Vout 1 is incorporated in the process of generating modulation factor m 2 . Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the power supply device 11a and the power supply devices 11b and 11c continue to be controlled in opposite directions, so that the risk of failure of the power supply devices 11a to 11c can be reduced.

なお、本実施の形態では、電流指令値Ｉ＊を内部電流指令値Ｉ＊ ｉとして用いていることから、第１〜第４の実施の形態とは異なり、電流指令値Ｉ＊が大きく変化した際の電源装置１１ａの負荷の増大という問題は、少なくとも大きな問題とはならない。 In this embodiment, since the current command value I * is used as the internal current command value I * i , the current command value I * has changed greatly unlike the first to fourth embodiments. The problem of increasing the load of the power supply device 11a at the time is not at least a big problem.

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, and this invention can be implemented in various aspects in the range which does not deviate from the summary. Of course.

例えば、上記各実施の形態ではスレーブである電源装置を２台用意した例を説明したが、本発明は、スレーブである電源装置を１つ以上設ける場合に好適に適用できる。   For example, in each of the above embodiments, an example in which two slave power supply devices are prepared has been described. However, the present invention can be suitably applied to the case where one or more power supply devices that are slaves are provided.

また、上記各実施の形態では「電源装置１１ａに関する物理量」の具体的な例として電流指令値Ｉ＊、変調率ｍ１、及びモニタ電圧値Ｖｏｕｔ１を挙げたが、本発明における「電源装置１１ａに関する物理量」として用いることのできる物理量がこれらに限定されるわけではない。電源装置１１ｂ，１１ｃにおいてフィードフォワード制御のために用いられることにより、電源装置１１ａと電源装置１１ｂ，１１ｃとが互いに反対方向に制御を続けるような事態の発生を抑制することができるものや、電源装置１１ｂ，１１ｃの出力電圧が安定化するまでの時間を短縮できるものであれば、他の種類の物理量を用いることも可能である。また、第４の実施の形態で実例を示したように、複数の物理量を用いることも可能であり、その組み合わせも様々に選択することが可能である。 In each of the above embodiments, the current command value I * , the modulation factor m 1 , and the monitor voltage value Vout 1 are given as specific examples of “physical quantities related to the power supply device 11a”. However, the physical quantity that can be used as the “physical quantity concerning” is not limited to these. By being used for feedforward control in the power supply devices 11b and 11c, the power supply device 11a and the power supply devices 11b and 11c can be prevented from being controlled in opposite directions, and the power supply Other types of physical quantities can be used as long as the time until the output voltages of the devices 11b and 11c are stabilized can be shortened. Further, as illustrated in the fourth embodiment, a plurality of physical quantities can be used, and combinations thereof can be selected in various ways.

Ｉ＊ 電流指令値
Ｉ＊ ｉ 内部電流指令値
Ｉｏｕｔ モニタ電流値
Ｖｏｕｔ１ モニタ電圧値
Ｖｏｕｔ２ モニタ電圧値
ｍ１〜ｍ３ 変調率
１０ 電源システム
１１ａ〜１１ｃ 電源装置
１２１，１２２ 主回路
１３１，１３２，１６ 電流制御部
１４ 電圧制御部
１７ ＰＩＤ演算部
１８ 変調率算出部
２０ 負荷
３０ 系統電源
３１ ＡＣ／ＤＣコンバータ
３２ 絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ
３３ ３相ＤＣ／ＤＣコンバータ
３５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３６１，３６２ 出力端
３７ インダクタンス I * current command value I * i internal current command value Iout monitor current value Vout 1 monitor voltage value Vout 2 monitor voltage value m 1 to m 3 modulation factor 10 power supply system 11a to 11c power supply devices 12 1 and 12 2 main circuit 13 1 , 13 2 , 16 Current control unit 14 Voltage control unit 17 PID calculation unit 18 Modulation rate calculation unit 20 Load 30 System power supply 31 AC / DC converter 32 Insulated DC / DC converter 33 Three-phase DC / DC converter 35 DC / DC converter 36 1 , 36 2 Output 37 Inductance

Claims (13)

直列に接続された第１及び第２の電源装置を備え、
前記第１の電源装置は、
電流指令値に基づくフィードバック電流制御により第１の変調率を生成する第１の電流制御部と、
前記第１の変調率に基づいて直流電力を生成する第１の主回路とを有し、
前記第２の電源装置は、
前記電流指令値に関連する内部電流指令値に基づくフィードバック制御と、前記第１の電源装置に関する物理量に基づくフィードフォワード制御とを組み合わせてなる電流制御により第２の変調率を生成する第２の電流制御部と、
前記第２の変調率に基づいて直流電力を生成する第２の主回路と、
前記第１の電源装置の出力電圧に基づくフィードバック電圧制御により前記内部電流指令値を生成する電圧制御部とを有する
ことを特徴とする電源システム。 Comprising first and second power supply devices connected in series;
The first power supply device
A first current control unit that generates a first modulation factor by feedback current control based on a current command value;
A first main circuit for generating DC power based on the first modulation factor,
The second power supply device
A second current that generates a second modulation factor by current control obtained by combining feedback control based on an internal current command value related to the current command value and feedforward control based on a physical quantity related to the first power supply device. A control unit;
A second main circuit for generating DC power based on the second modulation factor;
The first of said internal current system power you characterized by chromatic and a voltage control unit for generating a command value by a feedback voltage control based on the output voltage of the power supply. 前記物理量は前記電流指令値であり、
前記第２の電流制御部は、前記内部電流指令値と前記第２の電源装置の出力電流との偏差に前記物理量を加算した結果を入力値とする電流制御により、前記第２の変調率を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源システム。 The physical quantity is the current command value,
The second current control unit sets the second modulation factor by current control using an input value obtained by adding the physical quantity to a deviation between the internal current command value and the output current of the second power supply device. The power supply system according to claim 1 , wherein the power supply system is generated. 前記物理量は前記第１の変調率であり、
前記第２の電流制御部は、前記内部電流指令値と前記第２の電源装置の出力電流との偏差を入力値とする電流制御により得られる第３の変調率に前記物理量を加算した結果を前記第２の変調率として出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源システム。 The physical quantity is the first modulation rate;
The second current control unit adds a result of adding the physical quantity to a third modulation rate obtained by current control using a deviation between the internal current command value and the output current of the second power supply device as an input value. The power supply system according to claim 1 , wherein the power supply system outputs the second modulation factor. 直列に接続された第１及び第２の電源装置を備え、
前記第１の電源装置は、
電流指令値に基づくフィードバック電流制御により第１の変調率を生成する第１の電流制御部と、
前記第１の変調率に基づいて直流電力を生成する第１の主回路とを有し、
前記第２の電源装置は、
前記電流指令値に関連する内部電流指令値に基づくフィードバック制御と、前記第１の電源装置に関する物理量に基づくフィードフォワード制御とを組み合わせてなる電流制御により第２の変調率を生成する第２の電流制御部と、
前記第２の変調率に基づいて直流電力を生成する第２の主回路とを有し、
前記物理量は前記第１の電源装置の出力電圧であり、
前記第２の主回路は、前記第２の変調率に基づいて第１の直流電圧から第２の直流電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータと、出力端と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記出力端との間に設けられたインダクタンスとを含み、
前記第２の電流制御部は、
前記内部電流指令値に基づくＰＩＤ制御により前記インダクタンスの両端電位差を生成するＰＩＤ制御部と、
前記ＰＩＤ制御部によって生成された前記両端電位差に前記物理量を加算した結果と、前記第１の直流電圧とに基づいて前記第２の変調率を算出する変調率算出部とを有する
ことを特徴とする電源システム。 Comprising first and second power supply devices connected in series;
The first power supply device
A first current control unit that generates a first modulation factor by feedback current control based on a current command value;
A first main circuit for generating DC power based on the first modulation factor,
The second power supply device
A second current that generates a second modulation factor by current control obtained by combining feedback control based on an internal current command value related to the current command value and feedforward control based on a physical quantity related to the first power supply device. A control unit;
A second main circuit for generating DC power based on the second modulation factor,
The physical quantity is an output voltage of the first power supply device;
The second main circuit includes a DC / DC converter that generates a second DC voltage from the first DC voltage based on the second modulation factor, an output terminal, the DC / DC converter, and the output terminal. And an inductance provided between
The second current controller is
A PID control unit that generates a potential difference between both ends of the inductance by PID control based on the internal current command value;
A modulation rate calculation unit that calculates the second modulation rate based on a result of adding the physical quantity to the potential difference between the both ends generated by the PID control unit and the first DC voltage; It is that power supply system. 前記ＰＩＤ制御部は、前記内部電流指令値と前記第２の電源装置の出力電流との偏差を入力値とする電流制御により、前記両端電位差を生成する
ことを特徴とする請求項４に記載の電源システム。 The PID control unit, the current control to the input value of deviation between the output current of the internal current command value and the second power supply apparatus, according to claim 4, characterized in that to generate the potential difference across the Power system. 前記第２の電源装置は、前記第１の電源装置の出力電圧に基づくフィードバック電圧制御により前記内部電流指令値を生成する電圧制御部をさらに有する
ことを特徴とする請求項５に記載の電源システム。 The power supply system according to claim 5 , wherein the second power supply device further includes a voltage control unit that generates the internal current command value by feedback voltage control based on an output voltage of the first power supply device. . 前記内部電流指令値は前記電流指令値である
ことを特徴とする請求項５に記載の電源システム。 The power supply system according to claim 5 , wherein the internal current command value is the current command value. 直列に接続された第１及び第２の電源装置を備え、
前記第１の電源装置は、
電流指令値に基づくフィードバック電流制御により第１の変調率を生成する第１の電流制御部と、
前記第１の変調率に基づいて直流電力を生成する第１の主回路とを有し、
前記第２の電源装置は、
前記電流指令値に関連する内部電流指令値に基づくフィードバック制御と、前記第１の電源装置に関する物理量に基づくフィードフォワード制御とを組み合わせてなる電流制御により第２の変調率を生成する第２の電流制御部と、
前記第２の変調率に基づいて直流電力を生成する第２の主回路とを有し、
前記物理量は、前記電流指令値である第１の物理量と、前記第１の電源装置の出力電圧である第２の物理量とを含み、
前記第２の主回路は、前記第２の変調率に基づいて第１の直流電圧から第２の直流電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータと、出力端と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記出力端との間に設けられたインダクタンスとを含み、
前記第２の電流制御部は、
前記内部電流指令値と前記第２の電源装置の出力電流との偏差に前記第１の物理量を加算した結果を入力値とする電流制御により、前記インダクタンスの両端電位差を生成するＰＩＤ制御部と、
前記ＰＩＤ制御部によって生成された前記両端電位差に前記第１の物理量を加算した結果と、前記第１の直流電圧とに基づいて前記第２の変調率を算出する変調率算出部とを有する
ことを特徴とする電源システム。 Comprising first and second power supply devices connected in series;
The first power supply device
A first current control unit that generates a first modulation factor by feedback current control based on a current command value;
A first main circuit for generating DC power based on the first modulation factor,
The second power supply device
A second current that generates a second modulation factor by current control obtained by combining feedback control based on an internal current command value related to the current command value and feedforward control based on a physical quantity related to the first power supply device. A control unit;
A second main circuit for generating DC power based on the second modulation factor,
The physical quantity includes a first physical quantity that is the current command value and a second physical quantity that is an output voltage of the first power supply device,
The second main circuit includes a DC / DC converter that generates a second DC voltage from the first DC voltage based on the second modulation factor, an output terminal, the DC / DC converter, and the output terminal. And an inductance provided between
The second current controller is
A PID control unit that generates a potential difference between both ends of the inductance by current control with an input value obtained by adding the first physical quantity to a deviation between the internal current command value and the output current of the second power supply device;
A modulation rate calculating unit that calculates the second modulation rate based on a result of adding the first physical quantity to the potential difference between the both ends generated by the PID control unit and the first DC voltage; system power characterized. 前記第２の電源装置は、前記第１の電源装置の出力電圧に基づくフィードバック電圧制御により前記内部電流指令値を生成する電圧制御部をさらに有する
ことを特徴とする請求項８に記載の電源システム。 The power supply system according to claim 8 , wherein the second power supply device further includes a voltage control unit that generates the internal current command value by feedback voltage control based on an output voltage of the first power supply device. . 前記第２の電源装置と同一の内部構成を有する第３の電源装置をさらに備え、
前記第１乃至第３の電源装置は直列に接続される
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電源システム。 A third power supply device having the same internal configuration as the second power supply device;
The power supply system according to any one of claims 1 to 9, wherein the first to third power supply devices are connected in series. 電流指令値に基づくフィードバック電流制御により第１の変調率を生成する第１の電流制御部と、
前記第１の変調率に基づいて直流電力を生成する第１の主回路と
を有する第１の電源装置と直列に接続され、
前記電流指令値に関連する内部電流指令値に基づくフィードバック制御と、前記第１の電源装置に関する物理量に基づくフィードフォワード制御とを組み合わせてなる電流制御により第２の変調率を生成する第２の電流制御部と、
前記第２の変調率に基づいて直流電力を生成する第２の主回路と、
前記第１の電源装置の出力電圧に基づくフィードバック電圧制御により前記内部電流指令値を生成する電圧制御部とを有する
ことを特徴とする電源装置。 A first current control unit that generates a first modulation factor by feedback current control based on a current command value;
A first main circuit having a first main circuit for generating DC power based on the first modulation factor, and connected in series;
A second current that generates a second modulation factor by current control obtained by combining feedback control based on an internal current command value related to the current command value and feedforward control based on a physical quantity related to the first power supply device. A control unit;
A second main circuit for generating DC power based on the second modulation factor ;
And a voltage control unit that generates the internal current command value by feedback voltage control based on an output voltage of the first power supply device. 電流指令値に基づくフィードバック電流制御により第１の変調率を生成する第１の電流制御部と、A first current control unit that generates a first modulation factor by feedback current control based on a current command value;
前記第１の変調率に基づいて直流電力を生成する第１の主回路とA first main circuit for generating DC power based on the first modulation factor;
を有する第１の電源装置と直列に接続され、Connected in series with a first power supply having
前記電流指令値に関連する内部電流指令値に基づくフィードバック制御と、前記第１の電源装置に関する物理量に基づくフィードフォワード制御とを組み合わせてなる電流制御により第２の変調率を生成する第２の電流制御部と、A second current that generates a second modulation factor by current control obtained by combining feedback control based on an internal current command value related to the current command value and feedforward control based on a physical quantity related to the first power supply device. A control unit;
前記第２の変調率に基づいて直流電力を生成する第２の主回路とを有し、A second main circuit for generating DC power based on the second modulation factor,
前記物理量は前記第１の電源装置の出力電圧であり、The physical quantity is an output voltage of the first power supply device;
前記第２の主回路は、前記第２の変調率に基づいて第１の直流電圧から第２の直流電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータと、出力端と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記出力端との間に設けられたインダクタンスとを含み、The second main circuit includes a DC / DC converter that generates a second DC voltage from the first DC voltage based on the second modulation factor, an output terminal, the DC / DC converter, and the output terminal. And an inductance provided between
前記第２の電流制御部は、The second current controller is
前記内部電流指令値に基づくＰＩＤ制御により前記インダクタンスの両端電位差を生成するＰＩＤ制御部と、A PID control unit that generates a potential difference between both ends of the inductance by PID control based on the internal current command value;
前記ＰＩＤ制御部によって生成された前記両端電位差に前記物理量を加算した結果と、前記第１の直流電圧とに基づいて前記第２の変調率を算出する変調率算出部とを有するA modulation rate calculation unit that calculates the second modulation rate based on a result of adding the physical quantity to the potential difference between the both ends generated by the PID control unit and the first DC voltage;
ことを特徴とする電源装置。A power supply device characterized by that. 電流指令値に基づくフィードバック電流制御により第１の変調率を生成する第１の電流制御部と、A first current control unit that generates a first modulation factor by feedback current control based on a current command value;
前記第１の変調率に基づいて直流電力を生成する第１の主回路とA first main circuit for generating DC power based on the first modulation factor;
を有する第１の電源装置と直列に接続され、Connected in series with a first power supply having
前記電流指令値に関連する内部電流指令値に基づくフィードバック制御と、前記第１の電源装置に関する物理量に基づくフィードフォワード制御とを組み合わせてなる電流制御により第２の変調率を生成する第２の電流制御部と、A second current that generates a second modulation factor by current control obtained by combining feedback control based on an internal current command value related to the current command value and feedforward control based on a physical quantity related to the first power supply device. A control unit;
前記第２の変調率に基づいて直流電力を生成する第２の主回路とを有し、A second main circuit for generating DC power based on the second modulation factor,
前記物理量は、前記電流指令値である第１の物理量と、前記第１の電源装置の出力電圧である第２の物理量とを含み、The physical quantity includes a first physical quantity that is the current command value and a second physical quantity that is an output voltage of the first power supply device,
前記第２の主回路は、前記第２の変調率に基づいて第１の直流電圧から第２の直流電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータと、出力端と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記出力端との間に設けられたインダクタンスとを含み、The second main circuit includes a DC / DC converter that generates a second DC voltage from the first DC voltage based on the second modulation factor, an output terminal, the DC / DC converter, and the output terminal. And an inductance provided between
前記第２の電流制御部は、The second current controller is
前記内部電流指令値と前記第２の電源装置の出力電流との偏差に前記第１の物理量を加算した結果を入力値とする電流制御により、前記インダクタンスの両端電位差を生成するＰＩＤ制御部と、A PID control unit that generates a potential difference between both ends of the inductance by current control with an input value obtained by adding the first physical quantity to a deviation between the internal current command value and the output current of the second power supply device;
前記ＰＩＤ制御部によって生成された前記両端電位差に前記第１の物理量を加算した結果と、前記第１の直流電圧とに基づいて前記第２の変調率を算出する変調率算出部とを有するA modulation rate calculation unit that calculates the second modulation rate based on the result of adding the first physical quantity to the potential difference between the both ends generated by the PID control unit and the first DC voltage;
ことを特徴とする電源装置。A power supply device characterized by that.
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