JP7243839B2 - Dcdc変換装置の制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係る共振型コンバータ1の構成例を示すブロック図である。図1において、共振型コンバータ1は、直流電圧源120から入力された直流の入力電圧Vinを交流に変換して共振させた後、再度直流の出力電圧Voutに整流して変換する、絶縁共振型DCDC変換装置である。
図4は、実施の形態2に係る共振型コンバータ1Aの構成例を示すブロック図である。また、図5は、図4の制御部110Aの詳細構成例を示すブロック図である。図4及び図5において、共振型コンバータ1Aは、以下の点で図1の共振型コンバータ1と異なる。
(1)制御部110に代えて制御部110Aを備える。
(2)出力電圧Voutを検出する電圧検出部133と、出力電流Ioutを検出する電流検出部134とをさらに備える。
(3)制御部110Aは、スイッチ制御部114に代えてスイッチ制御部114Aを備え、出力電流Ioutの値により制御動作を変更する。
出力電流Ioutが変化する場合の動作原理を以下説明する。
図8は、実施の形態3に係る共振型コンバータ1Bの構成例を示すブロック図である。図8において、共振型コンバータ1Bは、図1の共振型コンバータ1と比較して以下の点で異なる。
(1)電流検出部131,132に代えて、それぞれ電流検出部131,132の位置に挿入された検出抵抗Rd1,Rd2と、検出抵抗Rd1,Rd2の両端の検出電圧Vd1,Vd2を検出して信号SVd1,SVd2を制御部110Bに出力する電圧検出部131B,132Bを備える。
(2)制御部110Bは、電流の信号SId1,SId2に代えて電圧の信号SVd1,SVd2に基づいてオン期間T1,T2を検出する。
図9は、実施の形態4に係る共振型コンバータ1Cの構成例を示すブロック図である。共振型コンバータ1Cは、図4の共振型コンバータ1Aと比較して、以下の点で異なる。
(1)電流検出部131,132に代えて、それぞれ電流検出部131,132の位置に挿入された検出抵抗Rd1,Rd2と、検出抵抗Rd1,Rd2の両端の検出電圧Vd1,Vd2を検出して信号SVd1,SVd2を制御部110Cに出力する電圧検出部131B,132Bを備える。
(2)制御部110Cは、電流の信号SId1,SId2に代えて電圧の信号SVd1,SVd2に基づいてオン期間T1,T2を検出する。
これにより電流Id1,Id2に対応する検出電圧Vd1,Vd2を検出し、実施の形態3と同様に、第1及び第2のオン期間T1,T2を検出することができる。
図10は、実施の形態5に係る共振型コンバータ1Dの構成例を示すブロック図である。図10において、共振型コンバータ1Dは、図1の共振型コンバータ1と比較して以下の点で異なる。
(1)スイッチS1D,S2Dは、オンされているときに所定のオン損失抵抗を有する。
(2)電流検出部131,132に代えて、スイッチS1D,S2Dの両端電圧をVd1,Vd2を計測し、信号SVd1,SVd2を制御部110Dに出力する電圧検出部131D,132Dを備える。
(3)制御部110Dは、電流の信号SId1,SId2に代えて電圧の信号SVd1,SVd2に基づいてオン期間T1,T2を検出する。
図11は、実施の形態6に係る共振型コンバータ1Eの構成を示すブロック図である。図11の共振型コンバータ1Eは、図1の共振型コンバータ1と比較して、以下の点で異なる。
(1)電流検出部131,132に代えて電圧検出部131D,132Dを備える。
(2)制御部110に代えて、制御部110Eを備える。
(3)制御部110Eは、スイッチS1,S2に制御信号Ss1E,Ss2Eを出力する。
実施の形態1~6では、制御部110,110Aは、現在のサイクルの直前の1サイクルにおける第1及び第2のオン期間に基づいてスイッチS1,S2をオンしている。しかしながら、これは現在のサイクルの直前の1サイクルに限定されず、現在のサイクルの直前までの少なくとも1つのサイクルにおけるオン期間T1,T2であってよい。例えば、現在のサイクルの2つ前のサイクルのオン期間において、又は1サイクル前のオン期間T1,T2と2サイクル前のオン期間T1,T2の平均においてスイッチS1,S2をオンするよう制御する。
100 トランス
101 一次巻線
102,103 二次巻線
110,110A~110E 制御部
111 クロック発振器
112 オン期間検出部
113 ゲート制御部
114,114A スイッチ制御部
114m 記憶部
120 直流電圧源
131,132,134 電流検出部
131B,131D,131E,132B,132D,132E 電圧検出部
133,137 電圧検出部
135,136 温度検出部
140 フルブリッジインバータ
150 整流部
C1,C2 コンデンサ
D1,D2 ダイオード
R1 負荷
R2 抵抗
Rd1,Rd2 検出抵抗
S1,S1D,S2,S2D スイッチ
Claims (7)
- 入力された直流電圧を交流電圧に変換する一次側変換部と、
一次巻線と第1及び第2の二次巻線を有し、前記交流電圧を2つの交流電圧に変換するトランスと、
前記第1の二次巻線と負荷との間に接続される第1のスイッチと、前記第2の二次巻線と負荷との間に接続される第2のスイッチとを有する二次側変換部とを備える絶縁共振型DCDC変換装置を制御するための制御装置において、
(A)前記第1の二次巻線と負荷との間に流れる第1の電流と、前記第2の二次巻線と負荷との間に流れる第2の電流とを検出し、制御動作の1サイクルのうち、前記第1及び第2の電流がそれぞれ所定値以上である第1及び第2のオン期間を検出し、もしくは
(B)前記第1の二次巻線と負荷との間に挿入された第1の検出抵抗の両端の第1の電圧と、前記第2の二次巻線と負荷との間に挿入された第2の検出抵抗の両端の第2の電圧とを検出し、制御動作の1サイクルのうち、前記第1及び第2の電圧がそれぞれ所定値以上である第1及び第2のオン期間を検出するオン期間検出部と、
現在のサイクルの直前までの少なくとも1つのサイクルにおける前記第1のオン期間に対応する、もしくは前記第1のオン期間の開始タイミングを所定時間だけ遅らせかつ終了タイミングを所定時間だけ進めた期間に対応する前記現在のサイクル内の期間において、前記第1のスイッチをオンし、前記少なくとも1つのサイクルの前記第2のオン期間に対応する、もしくは前記第2のオン期間の開始タイミングを所定時間だけ遅らせかつ終了タイミングを所定時間だけ進めた期間に対応する前記現在のサイクル内の期間において、前記第2のスイッチをオンするスイッチ制御部とを備える、
絶縁共振型DCDC変換装置の制御装置。 - 前記第1の検出抵抗は前記第1のスイッチのオン抵抗であり、前記第2の検出抵抗は前記第2のスイッチのオン抵抗である、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記現在のサイクルの直前までの少なくとも1つのサイクルは、前記現在のサイクルの直前の1つのサイクルである、
請求項1又は2に記載の制御装置。 - 前記スイッチ制御部は、前記絶縁共振型DCDC変換装置の入力電圧、出力電流、出力電圧、前記第1及び第2のスイッチの温度のうち少なくとも1つの監視値に基づいて、1サイクルの間の監視値の変動が所定値よりも大きい場合には、前記第1及び第2の電流が前記監視値によらず流れる所定の共通オン期間に、第1及び第2のスイッチをオンする、
請求項1~3のうちのいずれか1つに記載の制御装置。 - 前記第1のスイッチに並列に接続された第1のダイオードと、
前記第2のスイッチに並列に接続された第2のダイオードとをさらに備え、
直前のサイクルにおいて前記監視値が所定のしきい値よりも小さい場合には、前記監視値によらず第1及び第2のスイッチを常にオフする、
請求項4に記載の制御装置。 - 請求項1~5のいずれか1つに記載の制御装置を備える絶縁共振型DCDC変換装置。
- 入力された直流電圧を交流電圧に変換する一次側変換部と、
一次巻線と第1及び第2の二次巻線を有し、前記交流電圧を2つの交流電圧に変換するトランスと、
前記第1の二次巻線と負荷との間に接続される第1のスイッチと、前記第2の二次巻線と負荷との間に接続される第2のスイッチとを有する二次側変換部とを備える絶縁共振型DCDC変換装置を制御する制御装置の制御方法において、
前記制御装置が、(A)前記第1の二次巻線と負荷との間に流れる第1の電流と、前記第2の二次巻線と負荷との間に流れる第2の電流とを検出し、制御動作の1サイクルのうち、前記第1及び第2の電流がそれぞれ所定値以上である第1及び第2のオン期間を検出し、もしくは(B)前記第1の二次巻線と負荷との間に挿入された第1の検出抵抗の両端の第1の電圧と、前記第2の二次巻線と負荷との間に挿入された第2の検出抵抗の両端の第2の電圧とを検出し、制御動作の1サイクルのうち、前記第1及び第2の電圧がそれぞれ所定値以上である第1及び第2のオン期間を検出するステップと、
前記制御装置が、現在のサイクルの直前までの少なくとも1つのサイクルにおける前記第1のオン期間に対応する、もしくは前記第1のオン期間の開始タイミングを所定時間だけ遅らせかつ終了タイミングを所定時間だけ進めた期間に対応する前記現在のサイクル内の期間において、前記第1のスイッチをオンし、前記少なくとも1つのサイクルの前記第2のオン期間に対応する、もしくは前記第2のオン期間の開始タイミングを所定時間だけ遅らせかつ終了タイミングを所定時間だけ進めた期間に対応する前記現在のサイクル内の期間において、前記第2のスイッチをオンするステップとを含む、
絶縁共振型DCDC変換装置の制御方法。
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