JP6776203B2 - Dc/dcコンバータの制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の基本形態におけるDC/DCコンバータの制御装置30を含むモータ駆動装置100の基本構成を示している。モータ駆動装置100は、直流電源10、DC/DCコンバータ11、低圧側コンデンサ17、高圧側コンデンサ18及び負荷104を含んで構成される。DC/DCコンバータ11は、リアクトル12、上側スイッチング素子14、下側スイッチング素子16を有する。負荷104は、インバータ105と、インバータ105に接続され、インバータ105によって駆動されるモータ106とを有する。モータ106はU相、V相、W相の3相交流電流により駆動される3相モータである。
第2の基本形態は、上記の第1の実施の形態における第1MPC50の構成を第2モデル予測制御器に変更したものである。以下、図1〜図5を参照して説明する。第2モデル予測制御器は、第2MPCと記載する場合がある。本実施の形態では、第2MPCは、DC/DCコンバータ11の状態方程式を、上側スイッチング素子14及び下側スイッチング素子16のデューティ比dに対する二次方程式に変形し、当該二次方程式にオブザーバ32で算出された誤差デューティ比推定値Δd〜(=Δd〜(k))とコンデンサ電圧検出誤差Δvc 〜(=Δvc 〜(k))を導入、すなわち適用することでデューティ比dを算出して制御する。制御装置30は、算出されたデューティ比dを用いてDC/DCコンバータ11を制御する。
DC/DCコンバータにおいて、リアクトル電流に応じてリアクトルのインダクタンスLの値は変化する。そこで、上記の各基本形態における制御において、リアクトル12に流れるリアクトル電流iLまたは流れると予想されるリアクトル電流推定値iL 〜に応じてリアクトル12のインダクタンスLを変更するように設定することが好適である。
本実施形態では、間欠昇圧を対象とする。昇圧コンバータの間欠昇圧モードでは、昇圧コンバータの損失軽減を狙い、昇圧動作の終了後(コンデンサ電圧vcの目標値までの昇圧の終了後)、リアクトル電流が小さい場合に上下スイッチング素子を全周期オフ(スイッチング素子全オフ)する。例えば、リアクトル電流iLまたはその目標値iL *が所定値以下の状態が所定時間継続した場合に、間欠昇圧モードに入る。定速走行時など、モータ消費電力が小さい状態が継続する場合であり、間欠昇圧モードに入る条件については、従来より提案されているものを採用すればよい。
上述したように、オブザーバ32は、スイッチング素子全オフの場合に、リアクトル電流推定値iL~、デッドタイムによる誤差デューティ比推定値Δd~がゼロに固定している。リアクトル電流は、実際に値がゼロであり、昇圧によってリアクトル電流が流れ始めるので、昇圧開始時のリアクトル電流推定値iL~がゼロで正しい。
Claims (3)
- リアクトルと、上側スイッチング素子と、下側スイッチング素子とを含み、直流電源からの電力を電力変換するとともにコンデンサによって平滑して出力するDC/DCコンバータを制御する制御装置であって、
前記DC/DCコンバータの動作を状態方程式を用いて模擬するオブザーバであって、前記DC/DCコンバータの現在の状態値に応じて、前記上側および下側スイッチング素子の両方がオフする時間であるデッドタイムによるデューティ比の誤差である誤差デューティ比と、前記コンデンサのコンデンサ電圧検出誤差とを外乱として付加し、前記コンデンサのコンデンサ電圧、前記リアクトルを流れるリアクトル電流、前記誤差デューティ比、及び前記コンデンサ電圧検出誤差を推定するオブザーバと、
前記リアクトル電流の推定値を用いて前記DC/DCコンバータのデューティ比を制御するデューティ比制御器とを備え、
前記オブザーバは、間欠昇圧時で前記上側スイッチング素子および前記下側スイッチング素子の両方をオフ状態に維持するスイッチング素子全オフ時にはリアクトル電流の推定値とデッドタイムによる誤差デューティ比の推定値の出力値をゼロとする、
DC/DCコンバータの制御装置。 - 請求項1に記載のDC/DCコンバータの制御装置において、
前記オブザーバは、
前記上側スイッチング素子および前記下側スイッチング素子の両方をオフの状態から昇圧動作に復帰する際には、デッドタイムによる誤差デューティ比の推定値として、デッドタイムと昇圧コンバータのキャリア周期の比率(デッドタイム/キャリア周期)を計算した値を前記誤差デューティ比として出力する、
DC/DCコンバータの制御装置。 - 請求項2に記載のDC/DCコンバータの制御装置において、
前記オブザーバは、
前記(デッドタイム/キャリア周期)を計算した値を、今回デューティ比から前回デューティ比を引いた値が正の場合に正の値とし、今回デューティ比から前回デューティ比を引いた値が負の場合に負の値とし、前記誤差デューティ比として出力する、
DC/DCコンバータの制御装置。
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