JP7272253B2 - 電力変換装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置の制御装置に関する。

従来、入力される交流電力の力率を改善しつつ、入力される交流電力を直流電力に変換する変換部と、変換部の出力側に接続されたＤＣリンクコンデンサと、入力側にＤＣリンクコンデンサが接続され、入力される直流電圧を変圧して出力するＤＣＤＣコンバータとを備える電力変換装置が知られている。この装置では、変換部及びＤＣＤＣコンバータが駆動されることにより、ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧が変動する。

ＤＣリンクコンデンサに経時劣化が生じると、ＤＣリンクコンデンサの静電容量が低下する。この場合、変換部及びＤＣＤＣコンバータが駆動されると、ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧の変動量が増加する。その結果、ＤＣリンクコンデンサの発熱量が増加し、ＤＣリンクコンデンサが故障する懸念がある。そこで、特許文献１に見られるように、ＤＣリンクコンデンサの経時劣化を判定する技術も知られている。

特開２０１２－６０８１４号公報

ＤＣリンクコンデンサに経時劣化が生じる場合以外に、ＤＣリンクコンデンサの温度が過度に低くなる冷間時においても、ＤＣリンクコンデンサの静電容量が低下する。静電容量が低下すると、上述したようにＤＣリンクコンデンサの端子間電圧の変動量が増加する。その結果、ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧がその許容上限値（耐圧）を超えたり、ＤＣリンクコンデンサに突入電流が流れたりする懸念がある。

そこで、静電容量が低下する事態に備えて、当初の静電容量が大きいＤＣリンクコンデンサを採用することも考えられる。しかし、この場合、ＤＣリンクコンデンサが大型化してしまう。

本発明は、ＤＣリンクコンデンサの大型化を回避しつつ、ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧の変動量を低減できる電力変換装置の制御装置を提供することを主たる目的とする。

本発明は、入力される交流電力の力率を改善しつつ、入力される交流電力を直流電力に変換する変換部と、
前記変換部の出力側に接続されたＤＣリンクコンデンサと、
入力側に前記ＤＣリンクコンデンサが接続され、入力される直流電圧を変圧して出力するＤＣＤＣコンバータと、を備える電力変換装置に適用される電力変換装置の制御装置において、
前記ＤＣＤＣコンバータの出力電力を目標出力電力に制御すべく、前記ＤＣＤＣコンバータを操作する操作部と、
前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧がその許容値を跨いだと判定した場合、前記目標出力電力を低下させた制限出力電力を算出する制限値算出部と、を備え、
前記操作部は、前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧が前記許容値を跨いだと判定された場合、前記ＤＣＤＣコンバータの出力電力を前記制限出力電力に制御すべく、前記ＤＣＤＣコンバータを操作する。

本発明において、操作部は、ＤＣＤＣコンバータの出力電力を目標出力電力に制御すべく、ＤＣＤＣコンバータを操作する。

ＤＣリンクコンデンサの経時変化や冷間時において、ＤＣリンクコンデンサの静電容量が低下すると、ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧の変動量が増加する。ここで、ＤＣＤＣコンバータの出力電力と上記変動量とは正の相関を有する。この点に鑑み、本発明の制限値算出部は、ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧がその許容値を跨いだと判定した場合、ＤＣリンクコンデンサの静電容量が低下している状況であると判定し、目標出力電力を低下させた制限出力電力を算出する。そして、操作部は、目標出力電力に代えて、制限出力電力にＤＣＤＣコンバータの出力電力を制御すべく、ＤＣＤＣコンバータを操作する。これにより、ＤＣリンクコンデンサの大型化を回避しつつ、ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧の変動量を低減できる。その結果、ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧がその耐圧を超えたり、ＤＣリンクコンデンサに突入電流が流れたりすることを回避できる。

第１実施形態に係るＡＣＤＣコンバータの全体構成図。 マイコンの処理を示す機能ブロック図。 リンク電圧の推移を示すタイムチャート。 マイコンの処理手順を示すフローチャート。 ＤＣリンクコンデンサに劣化が生じていない場合の制限出力電力等の推移を示すタイムチャート。 ＤＣリンクコンデンサに劣化が生じている場合の制限出力電力等の推移を示すタイムチャート。 第２実施形態に係る制限出力電力等の推移を示すタイムチャート。 その他の実施形態に係るＡＣＤＣコンバータの入力側の構成を示す図。 その他の実施形態に係るＡＣＤＣコンバータの入力側の構成を示す図。 その他の実施形態に係るＡＣＤＣコンバータの出力側の構成を示す図。

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る制御装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る制御装置は、例えば車載充電器を構成するＡＣＤＣコンバータに適用される。

図１に示すように、ＡＣＤＣコンバータ１０は、ノイズ除去用のフィルタ１１と、第１コンデンサ１２と、入力側整流回路１３とを備えている。ＡＣＤＣコンバータ１０の第１高電位側端子ＴＨ１及び第１低電位側端子ＴＬ１には、外部の交流電源１００が接続されている。各端子ＴＨ１，ＴＬ１には、フィルタ１１及び第１コンデンサ１２を介して、入力側整流回路１３が接続されている。

入力側整流回路１３は、第１～第４入力側ダイオード１３ａ～１３ｄを備えている。第１入力側ダイオード１３ａのアノードには、第２入力側ダイオード１３ｂのカソード及び第１コンデンサ１２の第１端が接続されている。第３入力側ダイオード１３ｃのアノードには、第４入力側ダイオード１３ｄのカソード及び第１コンデンサ１２の第２端が接続されている。

ＡＣＤＣコンバータ１０は、昇圧チョッパ回路２０と、ＤＣＤＣコンバータ３０とを備えている。昇圧チョッパ回路２０は、力率改善回路として機能し、リアクトル２１、スイッチ２２、ダイオード２３及びＤＣリンクコンデンサ２４を備えている。本実施形態では、スイッチ２２としてＮチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられ、ＤＣリンクコンデンサ２４として電解コンデンサが用いられている。リアクトル２１の第１端には、第１，第３入力側ダイオード１３ａ，１３ｃのカソードが接続されている。リアクトル２１の第２端には、スイッチ２２のドレインと、ダイオード２３のアノードとが接続されている。ダイオード２３のカソードには、ＤＣリンクコンデンサ２４の第１端が接続されている。ＤＣリンクコンデンサ２４の第２端には、スイッチ２２のソースと、第２，第４入力側ダイオード１３ｂ，１３ｄのアノードとが接続されている。ちなみに、ＤＣリンクコンデンサ２４は、昇圧チョッパ回路２０の外部に配置されていてもよい。また、本実施形態において、入力側整流回路１３及び昇圧チョッパ回路２０が「変換部」に相当する。

ＤＣＤＣコンバータ３０は、フルブリッジ回路３１、トランス３２、整流回路３３、リアクトル３４及び第２コンデンサ３５を備えている。フルブリッジ回路３１は、第１～第４変換スイッチ３１ａ～３１ｄを備えている。本実施形態では、各変換スイッチ３１ａ～３１ｄとして、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられている。

第１変換スイッチ３１ａ及び第３変換スイッチ３１ｃそれぞれのドレインには、ＤＣリンクコンデンサ２４の第１端が接続されている。第２変換スイッチ３１ｂ及び第４変換スイッチ３１ｄそれぞれのソースには、ＤＣリンクコンデンサ２４の第２端が接続されている。第１変換スイッチ３１ａのソース及び第２変換スイッチ３１ｂのドレインには、トランス３２を構成する第１コイル３２ａの第１端が接続されている。第１コイル３２ａの第２端には、第３変換スイッチ３１ｃのソース及び第４変換スイッチ３１ｄのドレインが接続されている。

整流回路３３は、第１～第４ダイオード３３ａ～３３ｄを備えている。第１ダイオード３３ａのアノード及び第２ダイオード３３ｂのカソードには、トランス３２を構成する第２コイル３２ｂの第１端が接続されている。第２コイル３２ｂは、例えばトランス３２を構成するコアを介して、第１コイル３２ａと磁気結合する。第２コイル３２ｂの第２端には、第２ダイオード３３ｂのアノード及び第４ダイオード３３ｄのカソードが接続されている。

第１ダイオード３３ａ及び第３ダイオード３３ｃそれぞれのカソードには、リアクトル３４を介して、ＡＣＤＣコンバータ１０の第２高電位側端子ＴＨ２が接続されている。第２ダイオード３３ｂ及び第４ダイオード３３ｄそれぞれのアノードには、ＡＣＤＣコンバータ１０の第２低電位側端子ＴＬ２が接続されている。第２高電位側端子ＴＨ２と第２低電位側端子ＴＬ２とは、第２コンデンサ３５によって接続されている。第２高電位側端子ＴＨ２には、蓄電装置１１０の正極端子が接続され、第２低電位側端子ＴＬ２には、蓄電装置１１０の負極端子が接続されている。本実施形態において、蓄電装置１１０は、ニッケル水素蓄電池又はリチウムイオン蓄電池等の蓄電池である。

ＡＣＤＣコンバータ１０は、入力電圧センサ４０、入力電流センサ４１、中間電圧センサ４２、出力電圧センサ４３及び出力電流センサ４４を備えている。入力電圧センサ４０は、第１コンデンサ１２の端子間電圧を、交流電源１００から出力される交流の入力電圧Ｖａｃとして検出する。入力電流センサ４１は、昇圧チョッパ回路２０に流れる電流である入力電流Ｉａｃを検出する。中間電圧センサ４２は、ＤＣリンクコンデンサ２４の端子間電圧をリンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋとして検出する。出力電圧センサ４３は、第２コンデンサ３５の端子間電圧をＤＣＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｒとして検出する。出力電流センサ４４は、ＤＣＤＣコンバータ３０の出力電流Ｉｏｒを検出する。各センサ４０～４１の検出値は、ＡＣＤＣコンバータ１０が備えるマイコン５０（「制御装置」に相当）に入力される。

マイコン５０は、入力電圧センサ４０及び入力電流センサ４１の検出値に基づいてスイッチ２２をオンオフすることにより、力率改善動作を行う。また、マイコン５０は、第１～第４変換スイッチ３１ａ～３１ｄのオンオフにより、ＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力Ｐｏｒを目標出力電力Ｐｒ＊にフィードバック制御する。なお、マイコン５０が提供する機能は、例えば、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ハードウェア、又はそれらの組み合わせによって提供することができる。

図２に、マイコン５０により実行される上記フィードバック制御の機能ブロック図を示す。

マイコン５０は、目標電流算出部５１、偏差算出部５２及びフィードバック制御部５３を備えている。目標電流算出部５１は、目標出力電力Ｐｒ＊を、出力電圧センサ４３により検出された出力電圧Ｖｏｒで除算することにより、ＤＣＤＣコンバータ３０の出力電流の目標値である目標出力電流Ｉｏ＊を算出する。偏差算出部５２は、目標出力電流Ｉｏ＊から、出力電流センサ４４により検出された出力電流Ｉｏｒを減算することにより、電流偏差ΔＩを算出する。

フィードバック制御部５３は、算出された電流偏差ΔＩを０にフィードバック制御するための操作量として、デューティ比Ｄｕｔｙを算出する。フィードバック制御部５３におけるフィードバック制御としては、例えば比例積分制御が用いられればよい。デューティ比Ｄｕｔｙは、各変換スイッチ３１ａ～３１ｄのスイッチング周期Ｔｓｗに対するオン期間Ｔｏｎの比率（＝Ｔｏｎ／Ｔｓｗ）を定めたものである。算出されたデューティ比Ｄｕｔｙに基づいて、第１，第３変換スイッチ３１ａ，３１ｃの組と、第２，第４変換スイッチ３１ｂ，３１ｄの組とが交互にオンされる。

ところで、ＤＣリンクコンデンサ２４に経時劣化が生じる場合や、ＡＣＤＣコンバータ１０の雰囲気温度が低い冷間時において、ＤＣリンクコンデンサ２４の静電容量が低下する。この場合、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの周期的な変動量が増加する。その結果、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値が、ＤＣリンクコンデンサ２４の端子間電圧の許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍ（耐圧）を超えるおそれがある。なお、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値を図３（ｂ）にＶｄｃｍａｘにて例示し、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最小値を図３（ｂ）にＶｄｃｍｉｎにて例示した。

また、静電容量が低下する場合、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最小値が、ＤＣリンクコンデンサ２４の端子間電圧の許容下限値Ｖｍｉｎｌｉｍを下回るおそれがある。この場合、ＤＣリンクコンデンサ２４の端子間電圧が交流電源１００の出力電圧に対して多少でも下回ると、ＤＣリンクコンデンサ２４と交流電源１００とを電気的に接続する経路が低インピーダンスであるため、交流電源１００からＤＣリンクコンデンサ２４へと突入電流が流れるおそれがある。なお、許容下限値Ｖｍｉｎｌｉｍは、例えば、交流電源１００の出力電圧が取り得る範囲の上限値、又はこの上限値よりも大きい値であって、ＤＣリンクコンデンサ２４と交流電源１００とを電気的に接続する経路に存在するダイオード２３等の複数の素子のうち、許容上限電流が最小の素子に流れる電流がその素子の許容上限電流を超えない値に設定されている。

こうした問題の発生を回避するために、当初の静電容量が大きいＤＣリンクコンデンサを採用することも考えられる。しかしながら、この場合、ＤＣリンクコンデンサが大型化してしまい、ひいてはＡＣＤＣコンバータが大型化してしまう。

そこで、マイコン５０は、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値が許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍを超えたと判定した場合、目標出力電力Ｐｒ＊を低下させた制限出力電力Ｐｏ＊を算出する。算出された制限出力電力Ｐｏ＊は、図２の目標出力電力Ｐｒ＊に代えて用いられる。これにより、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋは、図３（ａ）に示す状態から図３（ｂ）に示す状態となる。

また、マイコン５０は、制限出力電力Ｐｏ＊をその初期値から目標出力電力Ｐｒ＊に向かって時間経過に応じて増加させる。これにより、ＤＣリンクコンデンサ２４の温度が上昇した後において、図３（ｃ）に示すように、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋを許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍ以下であってかつ許容下限値Ｖｍｉｎｌｉｍ以上にしつつ、ＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力を増加させる。以下、この処理について、図４を用いて説明する。

ステップＳ１０では、検出された出力電圧Ｖｏｒ、出力電流Ｉｏｒ及びリンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋを取得する。

ステップＳ１１では、取得したリンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値が、許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍを超えたか否かを判定する。

ステップＳ１１において超えたと判定した場合には、ステップＳ１２に進み、取得した出力電圧Ｖｏｒに出力電流Ｉｏｒを乗算し、その乗算値から第１所定電力Ｐｄｏｗｎ（＞０）を減算することにより、制限出力電力Ｐｏ＊を算出する。

ステップＳ１３では、ステップＳ１２における制限出力電力Ｐｏ＊の算出が完了してから所定期間経過したタイミングにおいて、先に算出した制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ－１）に第２所定電力Ｐｕｐ（＞０）を加えることにより、制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ）を更新する。

続くステップＳ１４では、検出された出力電圧Ｖｏｒ、出力電流Ｉｏｒ及びリンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋを取得する。そして、ステップＳ１５では、取得したリンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値が、許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍを超えたか否かを判定する。

ステップＳ１５においてリンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値が許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍ以下であると判定した場合には、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、ステップＳ１３で更新した制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ）が目標出力電力Ｐｒ＊に到達したか否かを判定する。ステップＳ１６において到達していないと判定した場合には、ステップＳ１３に進む。

一方、ステップＳ１６において到達したと判定した場合には、ステップＳ１０に進む。そして、続くステップＳ１１において否定判定した場合には、ステップＳ１７に進み、フラグＦが０であるか否かを判定する。本実施形態において、フラグＦの初期値は０にされている。

ステップＳ１７においてフラグＦが０であると判定した場合には、ステップＳ１８に進み、制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ）に代えて、目標出力電力Ｐｒ＊を使用して図２の処理を行う。

一方、ステップＳ１３において制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ）を更新した後、ステップＳ１５において肯定判定した場合には、ステップＳ１９に進み、先に算出した制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ－１）から第２所定電力Ｐｕｐを差し引くことにより、制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ）を更新する。この更新により、制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ）が低下させられる。また、フラグＦを１にする。

ステップＳ１９の処理の完了後、ステップＳ１０を経由してステップＳ１１に進む。そして、ステップＳ１１において否定判定した場合には、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７においてフラグＦが１であると判定した場合には、ステップＳ２０に進み、制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ）を、先に算出した制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ－１）に維持する。

図５を用いて、ＤＣリンクコンデンサ２４に経時劣化が生じていない場合の冷間時におけるマイコン５０の処理について説明する。図５（ａ）はＡＣＤＣコンバータ１０の充電モードの推移を示し、図５（ｂ）はＤＣリンクコンデンサ２４の静電容量の推移を示す。図５（ｃ）は目標出力電力Ｐｒ＊及び制限出力電力Ｐｏ＊の推移を示し、図５（ｄ）はリンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値の推移を示す。

充電モードとしてソフトスタートモードが設定されることにより、目標出力電力Ｐｒ＊が０から漸増し始める。その後、目標出力電力Ｐｒ＊が上昇しきる前の時刻ｔ１において、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値が許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍを超えたと判定される。このため、制限出力電力Ｐｏ＊の初期値が「Ｖｏｒ×Ｉｏｒ－Ｐｄｏｗｎ」として算出される。

その後、制限出力電力Ｐｏ＊の初期値が算出されてから所定期間経過した時刻ｔ２において、先に算出された制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ－１）に第２所定電力Ｐｕｐが加えられることにより、制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ）が更新される。その後、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋ
の最大値が許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍを超えていないと判定されるため、時刻ｔ３において、先に算出された制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ－１）に第２所定電力Ｐｕｐが加えられることにより、制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ）が再度更新される。

その後、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値が許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍを超えていないと判定されるため、時刻ｔ４において、先に算出された制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ－１）に第２所定電力Ｐｕｐが加えられることにより、制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ）がさらに更新される。そして、更新された制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ）が目標出力電力Ｐｒ＊に到達したと判定されるため、充電モードとして通常モードが設定され、制限出力電力Ｐｏ＊に代えて、目標出力電力Ｐｒ＊が使用される。このように、本実施形態では、ＤＣリンクコンデンサ２４の温度が静電容量を大きくできる温度になるまでの期間において、ＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力が段階的に引き上げられていく。

続いて、図６を用いて、ＤＣリンクコンデンサ２４に経時劣化が生じている場合の冷間時におけるマイコン５０の処理について説明する。図６（ａ）～（ｄ）は、先の図５（ａ）～（ｄ）に対応している。なお、図６（ａ）において、実線はＤＣリンクコンデンサ２４に経時劣化が生じている場合の推移を示し、破線は経時劣化が生じていない場合の推移を示す。

図６において、時刻ｔ３までは、図５の時刻ｔ３までの処理と同様な処理が実施される。その後、時刻ｔ４において、先に算出された制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ－１）に第２所定電力Ｐｕｐが加えられることにより、制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ）がさらに更新される。その更新後、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値が許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍを超えたと判定される。このため、時刻ｔ５において、先に算出した制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ－１）から第２所定電力Ｐｕｐを差し引くことにより、制限出力電力Ｐｏ＊（ｔ）が更新され、フラグＦが１にされる。フラグＦが１にされているため、その後、時刻ｔ５で更新された制限出力電力Ｐｏ＊が継続して使用される。その結果、ＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力は、目標出力電力Ｐｒ＊よりも低い値に制御される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

マイコン５０は、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値が許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍを超えたと判定した場合、目標出力電力Ｐｒ＊を低下させた制限出力電力Ｐｏ＊を算出する。そして、マイコン５０は、目標出力電力Ｐｒ＊に代えて、制限出力電力Ｐｏ＊にＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力を制御する。これにより、ＤＣリンクコンデンサ２４の大型化を回避しつつ、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの変動量を低減できる。その結果、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋが許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍを超えたり、ＤＣリンクコンデンサ２４に突入電流が流れたりすることを回避できる。

ＤＣＤＣコンバータ３０から電力が出力され始めてからある程度の期間が経過すると、ＤＣリンクコンデンサ２４の温度が上昇し、ＤＣリンクコンデンサ２４の静電容量が増加する。この場合、ＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力を大きくしたとしても、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値が許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍを超えたり、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最小値が許容下限値Ｖｍｉｎｌｉｍを下回ったりするおそれはないと考えられる。そこで、マイコン５０は、制限出力電力Ｐｏ＊をその初期値から目標出力電力Ｐｒ＊に向かって、所定期間ごとに第２所定電力Ｐｕｐずつ増加させる。これにより、ＤＣリンクコンデンサ２４の過電圧や突入電流の発生を防止しつつ、ＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力を大きくできる。

マイコン５０は、ＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力を制限出力電力Ｐｏ＊に制御し始めた後、制限出力電力Ｐｏ＊が目標出力電力Ｐｒ＊に到達する前にリンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値が許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍを超えたと判定した場合、制限出力電力Ｐｏ＊を第２所定電力Ｐｕｐだけ低下させる。これにより、ＤＣリンクコンデンサ２４に経時劣化が生じて静電容量の上昇が見込めない場合であっても、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値が許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍを超えたり、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最小値が許容下限値Ｖｍｉｎｌｉｍを下回ったりすることを回避できる。

＜第１実施形態の変形例＞
・リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの変動量及びＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力と、ＤＣリンクコンデンサ２４の静電容量とは相関を有する。この点に鑑み、図４のステップＳ１２において、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの変動量と、ＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力とに基づいて、ＤＣリンクコンデンサ２４の静電容量Ｃを推定し、推定した静電容量Ｃが大きい場合、推定した静電容量Ｃが小さい場合よりも、第１所定電力Ｐｄｏｗｎを小さくしてもよい。具体的には、推定した静電容量Ｃが大きいほど、第１所定電力Ｐｄｏｗｎを小さくしてもよい。これにより、推定した静電容量Ｃが大きいほど、制限出力電力Ｐｏ＊の初期値が大きくなり、突入電流等の発生を回避しつつ、ＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力を極力速やかに目標出力電力Ｐｒ＊に近づけることができる。

なお、静電容量Ｃの推定に用いるリンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの変動量は、例えば、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値Ｖｄｃｍａｘから最小値Ｖｄｃｍｉｎを減算した値、又はその値の１／２の値（つまり、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの振幅）とすればよい。また、静電容量Ｃの推定に用いるＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力は、例えば、「Ｖｏｒ×Ｉｏｒ」又は制限出力電力Ｐｏ＊とすればよい。

・図４のステップＳ１１，Ｓ１５の処理を、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最小値が許容下限値Ｖｍｉｎｌｉｍを下回ったか否かを判定する処理に変更してもよい。この場合、マイコン５０は、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最小値が許容下限値Ｖｍｉｎｌｉｍを下回ったと判定した場合にステップＳ１２，Ｓ１９に進み、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最小値が許容下限値Ｖｍｉｎｌｉｍを下回らないと判定した場合にステップＳ１７，Ｓ１６に進む。

・図４のステップＳ１１，Ｓ１５の処理を、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの変動量がその許容上限変動量ΔＶｍａｘを超えたか否かを判定する処理に変更してもよい。この場合、マイコン５０は、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの変動量が許容上限変動量ΔＶｍａｘを超えたと判定した場合にステップＳ１２，Ｓ１９に進み、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの変動量が許容上限変動量ΔＶｍａｘを超えないと判定した場合にステップＳ１７，Ｓ１６に進む。

なお、上記変動量は、例えば、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値Ｖｄｃｍａｘから最小値Ｖｄｃｍｉｎを減算した値とすればよい。この場合、許容上限変動量ΔＶｍａｘは、例えば、許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍから許容下限値Ｖｍｉｎｌｉｍを減算した値とすればよい。

また、上記変動量は、例えば、リンク電圧Ｖｄｃｌｉｎｋの最大値Ｖｄｃｍａｘから最小値Ｖｄｃｍｉｎを減算した値の１／２の値にしてもよい。この場合、許容上限変動量ΔＶｍａｘは、例えば、許容上限値Ｖｍａｘｌｉｍから許容下限値Ｖｍｉｎｌｉｍを減算した値の１／２の値とすればよい。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図７に示すように、マイコン５０は、制限出力電力Ｐｏ＊をその初期値（時刻ｔ１の値）から目標出力電力Ｐｒ＊に向かって漸増させてもよい。この場合において、マイコン５０は、ＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力が大きい場合、その出力電力が小さい場合よりも制限出力電力Ｐｏ＊の漸増速度を高くしてもよい。具体的には、マイコン５０は、ＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力が大きいほど、制限出力電力Ｐｏ＊の漸増速度を高くしてもよい。これにより、突入電流等の発生を回避しつつ、ＤＣＤＣコンバータ３０の出力電力を極力速やかに目標出力電力Ｐｒ＊に近づけることができる。

＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・ＡＣＤＣコンバータの入力側の回路としては、例えば、図８に示すように、リアクトル６１、第１，第２入力側ダイオード６２ａ，６２ｂ及び第１，第２スイッチ６３ａ，６３ｂを備えるブリッジレスブースト回路６０（「変換部」に相当）であってもよい。図８において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

また、ＡＣＤＣコンバータの入力側の回路としては、例えば、図９に示すように、第１，第２リアクトル７１ａ，７１ｂ、第１，第２スイッチ７２ａ，７２ｂ及び第１～第４入力側ダイオード７３ａ～７３ｄを備えるバランス回路７０（「変換部」に相当）であってもよい。

・図１に示すＤＣＤＣコンバータ３０において、整流回路３３に代えてフルブリッジ回路が備えられていてもよい。この場合、ＤＣＤＣコンバータ３０は、ＤＡＣ型のものとなる。

また、ＤＣＤＣコンバータ３０としては、例えば、図１０に示すように、第１，第２変換スイッチ８１ａ，８１ｂ、第１，第２コイル８２ａ，８２ｂを有する第１トランス８２、第３，第４コイル８３ａ，８３ｂを有する第２トランス８３、第１，第２ダイオード８４ａ，８４ｂ、リアクトル８５及びコンデンサ８６を備えるプッシュプル型のＤＣＤＣコンバータ８０であってもよい。

１０…ＡＣＤＣコンバータ、２０…昇圧チョッパ回路、２４…ＤＣリンクコンデンサ、３０…ＤＣＤＣコンバータ、５０…マイコン。

Claims (8)

1. 入力される交流電力の力率を改善しつつ、入力される交流電力を直流電力に変換する変換部（１３，２０，６０，７０）と、
   前記変換部の出力側に接続されたＤＣリンクコンデンサ（２４）と、
   入力側に前記ＤＣリンクコンデンサが接続され、入力される直流電圧を変圧して出力するＤＣＤＣコンバータ（３０，８０）と、を備える電力変換装置（１０）に適用される電力変換装置の制御装置（５０）において、
   前記ＤＣＤＣコンバータの出力電力を目標出力電力（Ｐｒ＊）に制御すべく、前記ＤＣＤＣコンバータを操作する操作部と、
   前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧がその許容値を跨いだと判定した場合、前記目標出力電力を低下させた制限出力電力（Ｐｏ＊）を算出する制限値算出部と、を備え、
   前記操作部は、前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧が前記許容値を跨いだと判定された場合、前記ＤＣＤＣコンバータの出力電力を前記制限出力電力に制御すべく、前記ＤＣＤＣコンバータを操作し、
   前記制限値算出部は、
   前記制限出力電力をその初期値から前記目標出力電力に向かって漸増させる増加処理を行い、
   前記ＤＣＤＣコンバータの出力電力が大きい場合、その出力電力が小さい場合よりも前記制限出力電力の漸増速度を高くする電力変換装置の制御装置。
2. 入力される交流電力の力率を改善しつつ、入力される交流電力を直流電力に変換する変換部（１３，２０，６０，７０）と、
   前記変換部の出力側に接続されたＤＣリンクコンデンサ（２４）と、
   入力側に前記ＤＣリンクコンデンサが接続され、入力される直流電圧を変圧して出力するＤＣＤＣコンバータ（３０，８０）と、を備える電力変換装置（１０）に適用される電力変換装置の制御装置（５０）において、
   前記ＤＣＤＣコンバータの出力電力を目標出力電力（Ｐｒ＊）に制御すべく、前記ＤＣＤＣコンバータを操作する操作部と、
   前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧がその許容値を跨いだと判定した場合、前記目標出力電力を低下させた制限出力電力（Ｐｏ＊）を算出する制限値算出部と、を備え、
   前記操作部は、前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧が前記許容値を跨いだと判定された場合、前記ＤＣＤＣコンバータの出力電力を前記制限出力電力に制御すべく、前記ＤＣＤＣコンバータを操作し、
   前記制限値算出部は、
   前記制限出力電力をその初期値から前記目標出力電力に向かって時間経過に応じて増加させる増加処理を行い、
   前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧と前記ＤＣＤＣコンバータの出力電力とに基づいて前記ＤＣリンクコンデンサの静電容量（Ｃ）を推定し、推定した前記静電容量が大きい場合、推定した前記静電容量が小さい場合よりも前記初期値を大きくする電力変換装置の制御装置。
3. 入力される交流電力の力率を改善しつつ、入力される交流電力を直流電力に変換する変換部（１３，２０，６０，７０）と、
   前記変換部の出力側に接続されたＤＣリンクコンデンサ（２４）と、
   入力側に前記ＤＣリンクコンデンサが接続され、入力される直流電圧を変圧して出力するＤＣＤＣコンバータ（３０，８０）と、を備える電力変換装置（１０）に適用される電力変換装置の制御装置（５０）において、
   前記ＤＣＤＣコンバータの出力電力を目標出力電力（Ｐｒ＊）に制御すべく、前記ＤＣＤＣコンバータを操作する操作部と、
   前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧がその許容値を跨いだと判定した場合、前記目標出力電力を低下させた制限出力電力（Ｐｏ＊）を算出する制限値算出部と、を備え、
   前記操作部は、前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧が前記許容値を跨いだと判定された場合、前記ＤＣＤＣコンバータの出力電力を前記制限出力電力に制御すべく、前記ＤＣＤＣコンバータを操作し、
   前記制限値算出部は、
   前記制限出力電力をその初期値から前記目標出力電力に向かって時間経過に応じて増加させる増加処理を行い、
   前記ＤＣＤＣコンバータの出力電力を前記制限出力電力に制御し始めた後、前記制限出力電力が前記目標出力電力に到達する前に前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧が前記許容値を跨いだと判定した場合、前記制限出力電力を再度低下させる電力変換装置の制御装置。
4. 前記制限値算出部は、前記増加処理として、前記制限出力電力を前記初期値から前記目標出力電力に向かって、所定期間ごとに所定電力（Ｐｕｐ）ずつ増加させる処理を行う請求項２又は３に記載の電力変換装置の制御装置。
5. 前記許容値は、前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧の許容上限値（Ｖｍａｘｌｉｍ）であり、
   前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧が前記許容値を跨いだと判定された場合とは、前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧の最大値が前記許容上限値を超えたと判定された場合である請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御装置。
6. 前記許容値は、前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧の許容下限値（Ｖｍｉｎｌｉｍ）であり、
   前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧が前記許容値を跨いだと判定された場合とは、前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧の最小値が前記許容下限値を下回ったと判定された場合である請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御装置。
7. 前記許容値は、前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧の変動量の許容上限値であり、
   前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧が前記許容値を跨いだと判定された場合とは、前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧の変動量が前記許容上限値を超えたと判定された場合である請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御装置。
8. 入力される交流電力の力率を改善しつつ、入力される交流電力を直流電力に変換する変換部（１３，２０，６０，７０）と、
   前記変換部の出力側に接続されたＤＣリンクコンデンサ（２４）と、
   入力側に前記ＤＣリンクコンデンサが接続され、入力される直流電圧を変圧して出力するＤＣＤＣコンバータ（３０，８０）と、を備える電力変換装置（１０）に適用される電力変換装置の制御装置（５０）において、
   前記ＤＣＤＣコンバータの出力電力を目標出力電力（Ｐｒ＊）に制御すべく、前記ＤＣＤＣコンバータを操作する操作部と、
   前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧の変動量が、前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧の変動量の許容上限値を超えたと判定した場合、前記目標出力電力を低下させた制限出力電力（Ｐｏ＊）を算出する制限値算出部と、を備え、
   前記操作部は、前記ＤＣリンクコンデンサの端子間電圧の変動量が前記許容上限値を超えたと判定された場合、前記ＤＣＤＣコンバータの出力電力を前記制限出力電力に制御すべく、前記ＤＣＤＣコンバータを操作する電力変換装置の制御装置。

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