(57)【要約】【課題】運転状態の変化によりチョッパ回路の周波数特性が変化しても、フィードバック制御系の安定性及び応答性を維持できる電力変換装置を提供する。【解決手段】リアクトル及びスイッチング素子を有するチョッパ回路１００と、出力電圧の目標値と出力電圧の検出値との偏差が０に近づくように、スイッチング素子のデューティ比のフィードバック値を変化させる制御回路３０と、を備え、制御回路３０は、出力電圧の情報、入力電圧の情報、及びデューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、フィードバック制御の周波数特性を変化させる電力変換装置１０。【選択図】図１
2020088996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と出力端子との間で直流電力を変換する、リアクトル及びスイッチング素子を有するチョッパ回路と、
前記出力端子から出力される出力電圧を検出する電圧検出回路と、
前記出力電圧の目標値と前記出力電圧の検出値との偏差が０に近づくように、デューティ比のフィードバック値を変化させるフィードバック制御を行い、前記デューティ比のフィードバック値で前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力端子に入力される入力電圧の情報、及びデューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記フィードバック制御の周波数特性を変化させる電力変換装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記出力電圧の情報として、前記出力電圧の検出値又は前記出力電圧の目標値を用い、前記入力電圧の情報として、前記電圧検出回路により検出された前記入力電圧の検出値、又は前記入力電圧の設定値を用い、前記デューティ比の情報として、前記デューティ比のフィードバック値、又は前記出力電圧の情報及び前記入力電圧の情報に基づいて算出したデューティ比の算出値を用いる請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記フィードバック制御において、前記偏差に積分ゲインを乗算した値を積分して前記デューティ比のフィードバック値を変化させる積分制御を少なくとも行い、
前記積分制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数が、前記チョッパ回路の共振周波数よりも小さくなるように、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記積分ゲインを変化させる請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記フィードバック制御において、前記偏差に積分ゲインを乗算した値を積分して前記デューティ比のフィードバック値を変化させる積分制御を少なくとも行い、
前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記デューティ比の変化に対する前記出力電圧の変化の前記チョッパ回路の伝達関数における比例要素のゲインを算出し、
前記比例要素のゲインの逆数と、前記積分制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数の目標値と、に応じて、前記積分ゲインを変化させる請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記リアクトルを流れる電流を検出する電流検出回路を更に備え、
前記制御回路は、前記フィードバック制御において、前記偏差に積分ゲインを乗算した値を積分して前記デューティ比のフィードバック値を変化させる積分制御を少なくとも行い、
前記出力電圧の情報をＶｏｕｔとし、前記電流の検出値をＩＬｄとし、前記リアクトルの抵抗値をＲＬとし、前記デューティ比の情報をＤとし、前記積分制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数の目標値をｆｃｏとし、前記積分ゲインをＫｉとして、
Ｋｉ＝２π×ｆｃｏ×（１−Ｄ）２／（Ｖｏｕｔ×（１−Ｄ）−ＲＬ×ＩＬｄ）
又は
Ｋｉ＝２π×ｆｃｏ×（１−Ｄ）２／（Ｖｏｕｔ×（１−Ｄ））
の算出式により前記積分ゲインを変化させる請求項１から４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記制御回路は、前記ゲイン交差周波数の目標値を、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に基づいて算出した前記チョッパ回路の共振周波数よりも小さい周波数に設定する請求項４又は５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記フィードバック制御において、前記偏差に微分ゲインを乗算した値を微分して前記デューティ比のフィードバック値を変化させる微分制御を少なくとも行い、
前記微分制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数が、前記チョッパ回路の共振周波数よりも大きくなるように、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記微分ゲインを変化させる請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記制御回路は、前記フィードバック制御において、前記偏差に微分ゲインを乗算した値を微分して前記デューティ比のフィードバック値を変化させる微分制御を少なくとも行い、
前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記デューティ比の変化に対する前記出力電圧の変化の前記チョッパ回路の伝達関数における２次積分要素のゲインを算出し、
前記２次積分要素のゲインの逆数と、前記微分制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数の目標値と、に応じて、前記微分ゲインを変化させる請求項１、２、及び７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記リアクトルを流れる電流を検出する電流検出回路を更に備え、
前記チョッパ回路は、前記出力端子の直前に、平滑コンデンサを有し、
前記制御回路は、前記フィードバック制御において、前記偏差に微分ゲインを乗算した値を微分して前記デューティ比のフィードバック値を変化させる微分制御を少なくとも行い、
前記出力電圧の情報をＶｏｕｔとし、前記電流の検出値をＩＬｄとし、前記リアクトルの抵抗値をＲＬとし、前記リアクトルのインダクタンスをＬとし、前記デューティ比の情報をＤとし、前記平滑コンデンサの静電容量をＣｏｕｔとし、前記微分制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数の目標値をｆｃｏとし、前記微分ゲインをＫｄとして、
Ｋｄ＝２π×ｆｃｏ×Ｌ×Ｃｏｕｔ／（Ｖｏｕｔ×（１−Ｄ）−ＲＬ×ＩＬｄ）
又は
Ｋｄ＝２π×ｆｃｏ×Ｌ×Ｃｏｕｔ／（Ｖｏｕｔ×（１−Ｄ））
の算出式により前記微分ゲインを変化させる請求項１、２、７、及び８のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記リアクトルを流れる電流を検出する電流検出回路を更に備え、
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に基づいて前記チョッパ回路の共振周波数を算出し、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上、及び前記電流の検出値に基づいて、前記チョッパ回路の折れ点周波数を算出し、前記ゲイン交差周波数の目標値を、前記チョッパ回路の共振周波数よりも大きく、前記チョッパ回路の折れ点周波数よりも小さい周波数に設定する請求項８又は９に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記リアクトルを流れる電流を検出する電流検出回路を更に備え、
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に基づいて、前記チョッパ回路の共振周波数を算出し、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上、及び前記電流の検出値に基づいて、前記チョッパ回路の折れ点周波数を算出し、
前記共振周波数が判定周波数よりも小さい場合は、前記フィードバック制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数とを合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数が、前記共振周波数よりも小さくなると共に、前記フィードバック制御に含まれる積分制御が働く周波数領域に存在するように、前記フィードバック制御の制御ゲインを変化させ、
前記共振周波数が前記判定周波数よりも大きい場合は、前記開ループの伝達関数のゲイン交差周波数が、前記共振周波数よりも大きく、前記折れ点周波数よりも小さくなると共に、前記フィードバック制御に含まれる微分制御が働く周波数領域に存在するように、前記フィードバック制御の制御ゲインを変化させる請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に基づいて、前記チョッパ回路の共振周波数を算出し、前記共振周波数が判定周波数よりも小さい場合と大きい場合とで、前記フィードバック制御の伝達関数の折れ点周波数の数を変化させる請求項１１に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置に関して特許文献１が開示されている。特許文献１の技術では、２つの変換回路が直列に接続されおり、前段の変換回路は交流電圧を整流する整流回路であり、後段の変換回路は、電圧を昇圧する昇圧型のチョッパ回路であり、出力電圧を検出し、フィードバック制御により目標電圧に制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３６９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
入出力電圧、及び負荷の動作範囲が広い場合、チョッパ回路の周波数特性の変化が大きくなる。しかしながら、特許文献１の技術では、フィードバック制御の周波数特性が一定になっている。そのため、チョッパ回路の伝達関数が変化しても、フィードバック制御系を安定化させるために、フィードバック制御の応答性を低下させる必要があり、十分な応答速度が得られない動作条件が存在する。
【０００５】
そこで、運転状態の変化によりチョッパ回路の周波数特性が変化しても、フィードバック制御系の安定性及び応答性を維持できる電力変換装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願に係る電力変換装置は、
入力端子と出力端子との間で直流電力を変換する、リアクトル及びスイッチング素子を有するチョッパ回路と、
前記出力端子から出力される出力電圧を検出する電圧検出回路と、
前記出力電圧の目標値と前記出力電圧の検出値との偏差が０に近づくように、デューティ比のフィードバック値を変化させるフィードバック制御を行い、前記デューティ比のフィードバック値で前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力端子に入力される入力電圧の情報、及びデューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記フィードバック制御の周波数特性を変化させるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本願の電力変換装置によれば、出力電圧、入力電圧、及びデューティ比のいずれか２以上に少なくとも応じて変化するチョッパ回路の周波数特性に応じて、フィードバック制御の周波数特性を適切に変化させることができ、運転状態が変化しても、フィードバック制御系の安定性及び応答性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る電力変換装置の構成図である。
【図２】実施の形態１に係る制御回路のハードウェア構成図である。
【図３】実施の形態１に係る制御回路のブロック図である。
【図４】実施の形態１に係るスイッチング素子のオンオフ制御を説明するためのタイムチャートである。
【図５】実施の形態１に係る出力電圧のフィードバック制御系のブロック線図である。
【図６】実施の形態１に係るチョッパ回路の伝達関数のボード線図である。
【図７】実施の形態１に係る積分制御を動作させる場合の開ループの伝達関数のボード線図である。
【図８】実施の形態１に係る積分制御を動作させる場合の積分制御、比例積分制御、比例積分微分制御、及び積分微分制御のボード線図である。
【図９】実施の形態１に係る微分制御を動作させる場合の微分制御、比例微分制御、比例積分微分制御、及び積分微分制御のボード線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
１．実施の形態１
実施の形態１に係る電力変換装置１０について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る電力変換装置１０の構成図である。
【００１０】
１−１．チョッパ回路１００
電力変換装置１０は、チョッパ回路１００を備えている。チョッパ回路１００は、入力端子２０と出力端子２１との間で直流電力を変換する直流電力変換回路である。チョッパ回路１００は、リアクトル１０１及びスイッチング素子１０２を有している。本実施の形態では、リアクトル１０１、スイッチング素子１０２、ダイオード１０３を有している。
【００１１】
スイッチング素子１０２には、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）が用いられており、逆並列接続された寄生ダイオードを有する。なお、スイッチング素子１０２には、ダイオードが逆並列接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が用いられてもよい。スイッチング素子１０２のゲート端子には、制御回路３０のオンオフ駆動信号Ｖｇｓが入力される。
【００１２】
本実施の形態では、チョッパ回路１００は、昇圧型の変換回路とされている。出力端子２１の正極側と負極側の間には、正極側から、ダイオード１０３、スイッチング素子１０２が直列接続されている。詳細には、ダイオード１０３のドレイン端子は、出力端子２１の正極側に接続され、ダイオード１０３のソース端子は、スイッチング素子１０２のドレイン端子に接続され、スイッチング素子１０２のソース端子は、出力端子２１の負極側に接続されている。出力端子２１の負極側と入力端子２０の負極側は、グランド等を介して、互いに接続されている。
【００１３】
リアクトル１０１の一端は、入力端子２０の正極側に接続され、リアクトル１０１の他端は、ダイオード１０３とスイッチング素子１０２との接続点に接続されている。入力端子２０には、直流電源１が接続され、出力端子２１には負荷４が接続されている。
【００１４】
チョッパ回路１００は、出力端子２１の直前に、出力側の平滑コンデンサ３（以下、出力コンデンサ３と称す）を有している。出力コンデンサ３は、スイッチング素子１０２及びダイオード１０３よりも出力端子２１側に設けられ、出力端子２１の正極側と負極側の間に接続されており、出力端子２１から出力される出力電圧Ｖｏｕｔを平滑化する。
【００１５】
チョッパ回路１００は、入力端子２０の直前に、入力側の平滑コンデンサ２（以下、入力コンデンサ２と称す）を有している。入力コンデンサ２は、リアクトル１０１よりも入力端子２０側に設けられ、入力端子２０の正極側と負極側の間に接続されており、入力端子２０から入力される入力電圧Ｖｉｎを平滑化する。
【００１６】
電力変換装置１０は、入力端子２０に入力される入力電圧Ｖｉｎを検出する入力電圧検出回路５と、出力端子２１から出力される出力電圧Ｖｏｕｔを検出する出力電圧検出回路６を備えている。入力電圧検出回路５は、入力コンデンサ２の両端電圧を検出し、出力電圧検出回路６は、出力コンデンサ３の両端電圧を検出する。入力電圧検出回路５の出力信号、及び出力電圧検出回路６の出力信号は、制御回路３０に入力される。
【００１７】
電力変換装置１０は、リアクトル１０１を流れる電流ＩＬ（以下、リアクトル電流ＩＬと称す）を検出する電流検出回路１０４を備えている。本実施の形態では、電流検出回路１０４は、電流センサ１０４ａと、電流センサ１０４ａの出力信号をローパスフィルタして、リプル電流成分を除去するフィルタ回路１０４ｂとを備えている。電流検出回路１０４（フィルタ回路１０４ｂ）の出力信号は、制御回路３０に入力される。
【００１８】
１−２．制御回路３０
電力変換装置１０は、スイッチング素子１０２をオンオフ制御する制御回路３０を備えている。制御回路３０は、ＰＷＭ制御によりスイッチング素子１０２をオンオフ制御する。ＰＷＭ制御は、パルス幅変調(Pulse Width Modulation)制御である。デューティ比Ｄは、スイッチング周期Ｔｓｗに対する、スイッチング素子１０２がオンされている期間の比（オンデューティ比）とされており、０から１の間を変化する。
【００１９】
制御回路３０は、スイッチング素子１０２のオンオフ制御を行う処理回路を備えている。制御回路３０の処理回路は、演算処理装置、記憶装置等のデジタル電子回路により構成されてもよいし、コンパレータ、オペアンプ、差動増幅回路等のアナログ電子回路から構成されてもよいし、デジタル電子回路及びアナログ電子回路の双方により構成されてもよい。
【００２０】
＜制御回路３０の回路構成の例＞
図２に、制御回路３０が、演算処理装置、記憶装置等のデジタル電子回路により構成される場合の回路構成を示す。処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置９０とデータのやり取りをする、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入出力する入出力装置９２等を備えている。
【００２１】
演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の各種の記憶装置が用いられてもよい。入出力装置９２は、入力電圧検出回路５、出力電圧検出回路６、電流検出回路１０４、スイッチング素子１０２等が接続され、これらと演算処理装置９０との間でデータ及び制御指令の送受信を行うＡ／Ｄ変換器、駆動回路等を備えている。
【００２２】
そして、制御回路３０の後述する各処理部３１から３５の機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、及び入出力装置９２等の制御回路３０の他のハードウェアと協働することにより実現される。
【００２３】
１−２−１．制御回路３０の基本構成
図３のブロック図に示すように、制御回路３０は、出力電圧の目標値Ｖｏｕｔｏと出力電圧の検出値Ｖｏｕｔｄとの偏差ΔＶｏｕｔが減少するように、デューティ比のフィードバック値Ｄｆｂを変化させるフィードバック制御を行い、デューティ比のフィードバック値Ｄｆｂでスイッチング素子１０２をオンオフ制御する。
【００２４】
本実施の形態では、制御回路３０は、減算部３１、フィードバック制御部３２、デューティ制限部３３、ゲート信号生成部３４、及び運転状態検出部３５を備えている。運転状態検出部３５は、入力電圧検出回路５の出力信号に基づいて、入力電圧Ｖｉｎｄを検出し、出力電圧検出回路６の出力信号に基づいて、出力電圧Ｖｏｕｔｄを検出し、電流検出回路１０４の出力信号に基づいて、リアクトル電流ＩＬｄを検出する。
【００２５】
減算部３１は、出力電圧の目標値Ｖｏｕｔｏから、出力電圧の検出値Ｖｏｕｔｄを減算して、偏差ΔＶｏｕｔを算出する。フィードバック制御部３２は、偏差ΔＶｏｕｔが０に近づくように、デューティ比のフィードバック値Ｄｆｂを変化させるフィードバック制御を行う。フィードバック制御の詳細については後述する。デューティ制限部３３は、デューティ比のフィードバック値Ｄｆｂに対して上限制限処理及び下限制限処理を行う。本例では、デューティ制限部３３は、デューティ比のフィードバック値Ｄｆｂを０で下限制限すると共に、１で上限制限する（０≦Ｄｆｂ≦１）。
【００２６】
図４に示すように、ゲート信号生成部３４は、上下限制限後のデューティ比のフィードバック値Ｄｆｂとキャリア波ＣＡとを比較して、スイッチング素子１０２のゲート信号Ｖｇｓを生成する。キャリア波ＣＡは、スイッチング周期Ｔｓｗで０と１との間を振動する三角波とされている。フィードバック値Ｄｆｂがキャリア波ＣＡを上回った場合は、ゲート信号Ｖｇｓをオンにし、フィードバック値Ｄｆｂがキャリア波ＣＡを下回った場合は、ゲート信号Ｖｇｓをオフにする。なお、図４に、この時の、リアクトル電流ＩＬ、リアクトル１０１への印加電圧ＶＬを示す。
【００２７】
１−２−２．フィードバック制御の構成
１−２−２−１．理論的説明
＜伝達関数＞
図５に、出力電圧のフィードバック制御系のブロック線図を示す。ここで、Ｃ（ｓ）がフィードバック制御（制御回路３０）の伝達関数であり、Ｐ（ｓ）が、チョッパ回路の伝達関数であり、Ｈ（ｓ）が、出力電圧検出回路６の伝達関数である。このフィードバック制御系の開ループの伝達関数Ｇｏ（ｓ）は式（１）となる。
【数１】
2020088996.tif 000003
【００２８】
ここで、出力電圧検出回路６の伝達関数Ｈ（ｓ）は、ノイズカットのローパスフィルタの伝達関数となるが、制御帯域では１に近似できるので、省略する。式（１）の開ループの伝達関数Ｇｏ（ｓ）を用いて安定判別を行う。
【００２９】
＜チョッパ回路の伝達関数＞
チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）は、デューティ比Ｄの変化に対する出力電圧Ｖｏｕｔの変化の伝達関数であり、式（２）で与えられる。
【数２】
2020088996.tif 000004
【００３０】
ここで、Ｖｏｕｔは、出力電圧であり、Ｄは、デューティ比であり、ＲＬは、リアクトル１０１の抵抗値であり、ＩＬは、リアクトル電流であり、Ｌは、リアクトル１０１のインダクタンスであり、Ｃｏｕｔは、出力側の平滑コンデンサ３の静電容量であり、ｓは、ラプラス演算子である。
【００３１】
式（２）に示すように、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）は、最初の分数に対応する比例要素と、次のカッコ｛｝内に対応する時定数がマイナスの一次進み要素と、最後の分数に対応する２次の振動系の要素とにより表せられる。
【００３２】
図６に、式（２）のボード線図の概形を示す。ここで、図６に示す、２次振動系要素の共振周波数ｆ０は、式（２）の最後の分数より、式（３）で表される。
【数３】
2020088996.tif 000005
【００３３】
図６に示す、時定数がマイナスの一次進み要素の折れ点周波数ｆｖｄｚは、式（２）のカッコ｛｝内の時定数の逆数より、式（４）で表される。ここで、抵抗値ＲＬは、非常に小さい値の場合が多いため、ＲＬ×ＩＬの項は、０として無視することも可能である。
【数４】
2020088996.tif 000006
【００３４】
周波数ｆの領域を、２次振動系要素の共振周波数ｆ０と一次進み要素の折れ点周波数ｆｖｄｚとを境に３つに分割すると、各領域において、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）は式（５）のように近似できる。ここで、抵抗値ＲＬは、非常に小さい値の場合が多いため、ＲＬ×ＩＬの項は、０として無視することも可能である。
【数５】
2020088996.tif 000007
【００３５】
式（５）に示すように、周波数ｆが、２次振動系要素の共振周波数ｆ０よりも小さい領域（ｆ＜ｆ０）では、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）は、式（２）の比例要素で近似できる。周波数ｆが共振周波数ｆ０よりも大きく、一次進み要素の折れ点周波数ｆｖｄｚよりも小さい領域（ｆ０＜ｆ＜ｆｖｄｚ）では、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）は、式（２）の２次積分要素で近似できる。２次積分要素は、式（２）の２次振動系要素における２次積分の要素に、比例要素を乗算したものになる。周波数ｆが、一次進み要素の折れ点周波数ｆｖｄｚよりも大きい領域（ｆｖｄｚ＜ｆ）では、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）は、式（２）の１次積分要素で近似できる。１次積分要素は、式（２）の１次進みの１次微分要素に、２次振動系要素における２次積分の要素、及び比例要素を乗算したものになる。
【００３６】
＜フィードバック制御系の安定化＞
フィードバック制御系が安定化するように、フィードバック制御の伝達関数Ｃ（ｓ）を設定する。安定化するためには、開ループの伝達関数Ｇｏ（ｓ）のゲイン交差周波数ｆｃでのゲインの傾きを−２０ｄＢ／ｄｅｃにし、位相を−９０度（位相余裕を９０度）にすることが理想である。実際には、フィルタ及び演算処理による遅延、又は安定性を犠牲にした応答速度の向上等により、理想の値とはならない。この場合でも、安定化するためには、ゲイン交差周波数ｆｃでのゲインの傾きを０ｄＢ／ｄｅｃよりも小さくし、位相を−１８０度（位相余裕を０度）よりも大きくしなければならない。
【００３７】
＜ｆｃ＜ｆ０の領域における、積分ゲインの設定による安定化＞
まず、図７に示すように、周波数ｆが、２次振動系要素の共振周波数ｆ０よりも小さい領域（ｆ＜ｆ０）に、ゲイン交差周波数ｆｃを設定する場合の設定方法について説明する。式（６）に示すように、ｆ＜ｆ０の領域では、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）は、式（５）の第１式の比例要素に近似できるので、安定化のために、ゲイン交差周波数ｆｃで、フィードバック制御の伝達関数Ｃ（ｓ）を積分要素が働くようにする。そのため、Ｃ（ｓ）を、積分ゲインＫｉをｓで除算したものに設定する。なお、比例要素のゲインの傾きは、０ｄＢ／ｄｅｃであり（図６参照）、積分要素のゲインの傾きは、−２０ｄＢ／ｄｅｃであるので、両者を合わせたゲインの傾きは、図７に示すように、−２０ｄＢ／ｄｅｃになる。この場合に、ゲイン交差周波数ｆｃで、開ループの伝達関数Ｇｏ（ｓ）のゲインが０ｄＢに交差するためには、式（６）に示すように｜Ｇｏ（ｊ２πｆｃ）｜＝１が成り立つ必要がある。
【数６】
2020088996.tif 000008
【００３８】
式（６）の最後の式を変形すると、式（７）に示すような、積分ゲインＫｉの設定式を得る。ここで、抵抗値ＲＬは、非常に小さい値の場合が多いため、ＲＬ×ＩＬの項は、０として無視することも可能である。
【数７】
2020088996.tif 000009
【００３９】
すなわち、式（７）に従って、積分ゲインＫｉを設定すれば、ゲイン交差周波数ｆｃで、フィードバック制御の伝達関数Ｃ（ｓ）の積分要素により、開ループの伝達関数Ｇｏ（ｓ）のゲインの傾きを−２０ｄＢ／ｄｅｃに近づけ、位相を−９０度に近づけることができ、フィードバック制御系が安定になる。
【００４０】
しかし、ゲイン交差周波数ｆｃが共振周波数ｆ０より小さくても、共振周波数ｆ０に近過ぎる場合（例えば、図７のｆｃ２のように）は、安定性が悪化するので、ｆ＜ｆ０の領域にゲイン交差周波数を設定する場合は、ゲイン交差周波数ｆｃは共振周波数ｆ０に近過ぎない方が望ましい。例えば、ゲイン交差周波数ｆｃを、共振周波数ｆ０の半分以下に設定すればよい。
【００４１】
＜ｆ０＜ｆｃ＜ｆｖｄｚの領域における、微分ゲインの設定による安定化＞
次に、周波数ｆが２次振動系要素の共振周波数ｆ０よりも大きく、一次進み要素の折れ点周波数ｆｖｄｚよりも小さい領域（ｆ０＜ｆ＜ｆｖｄｚ）に、ゲイン交差周波数ｆｃを設定する場合の設定方法について説明する。式（８）に示すように、ｆ０＜ｆ＜ｆｖｄｚの領域では、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）は、式（５）の第２式の２次積分要素に近似できるので、安定化のためには、ゲイン交差周波数ｆｃで、フィードバック制御の伝達関数Ｃ（ｓ）を微分要素が働くようにする。そのため、Ｃ（ｓ）を、微分ゲインＫｄにｓを乗算したものに設定する。なお、２次積分要素と微分要素とを合わせると、積分要素となる（１／ｓ２×ｓ＝１／ｓ）。よって、共振周波数ｆ０における、開ループの伝達関数Ｇｏ（ｓ）のゲインの傾きを−２０ｄＢ／ｄｅｃに近づけ、位相を−９０度に近づけることができる。この場合に、ゲイン交差周波数ｆｃで、開ループの伝達関数Ｇｏ（ｓ）のゲインが０ｄＢに交差するためには、式（８）に示すように｜Ｇｏ（ｊ２πｆｃ）｜＝１が成り立つ必要がある。
【数８】
2020088996.tif 000010
【００４２】
式（８）の最後の式を変形すると、式（９）に示すような、微分ゲインＫｄの設定式を得る。ここで、抵抗値ＲＬは、非常に小さい値の場合が多いため、ＲＬ×ＩＬの項は、０として無視することも可能である。
【数９】
2020088996.tif 000011
【００４３】
すなわち、式（９）に従って、微分ゲインＫｄを設定すれば、ゲイン交差周波数ｆｃで、フィードバック制御の伝達関数Ｃ（ｓ）の微分要素により、開ループの伝達関数Ｇｏ（ｓ）のゲインの傾きを−２０ｄＢ／ｄｅｃに近づけ、位相を−９０度に近づけることができ、フィードバック制御系が安定になる。例えば、ゲイン交差周波数ｆｃを、共振周波数ｆ０の２倍以上であって、折れ点周波数ｆｖｄｚの半分以下に設定する。
【００４４】
＜ｆｖｄｚ＜ｆｃの領域＞
最後に、周波数ｆが、一次進みの折れ点周波数ｆｖｄｚよりも大きい領域（ｆｖｄｚ＜ｆ）では、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）の位相が−２７０度に収束し、比例要素、積分要素、微分要素の３種類の組み合わせでは、安定化することができないため、この領域にはゲイン交差周波数ｆｃを設定しない。
【００４５】
＜スイッチング周波数による制約＞
また、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）による制約以外に、スイッチング周波数ｆｓｗによる制約も存在する。なお、スイッチング周波数ｆｓｗは、スイッチング周期Ｔｓｗの逆数になる。一般的に、ゲイン交差周波数ｆｃをスイッチング周波数ｆｓｗの１０分の１から２０分の１以下（例えば、２０分の１以下）にしなければフィルタ及び演算処理による遅延の影響で位相が回り安定にならない。
【００４６】
＜フィードバック制御の伝達関数＞
以上より、フィードバック制御の伝達関数Ｃ（ｓ）が満たすべき条件は式（１０）となる。ここで、抵抗値ＲＬは、非常に小さい値の場合が多いため、ＲＬ×ＩＬの項は、０として無視することも可能である。
【数１０】
2020088996.tif 000012
【００４７】
ここで、ゲイン交差周波数ｆｃを、一次進み要素の折れ点周波数ｆｖｄｚよりも小さくし、スイッチング周波数ｆｓｗよりも小さくする条件については、安定化のために、満たす必要がある。
【００４８】
式（１０）の１）又は２）の各周波数の条件において、式（１０）を満たせば、フィードバック制御の伝達関数Ｃ（ｓ）には任意のものが用いられればよい。例えば、１）のｆｃ＜ｆ０、ｆｃ＜ｆｓｗ／２０の条件において、フィードバック制御は、少なくとも積分要素を備えていればよく、ゲイン交差周波数ｆｃにおいて積分要素が働くように、積分制御とされてもよく、折れ点周波数が共振周波数ｆ０よりも大きい比例積分制御、比例積分微分制御、又は積分微分制御とされてもよい。
【００４９】
図８に、積分制御、比例積分制御、比例積分微分制御、及び積分微分制御のボード線図を示す。なお、式（１１）に示すように、比例制御の伝達関数Ｃｐ（ｓ）、積分制御の伝達関数Ｃｉ（ｓ）、微分制御の伝達関数Ｃｄ（ｓ）を設定する。ここで、Ｋｐは、比例ゲインであり、Ｋｉは積分ゲインであり、Ｋｄは微分ゲインである。
【数１１】
2020088996.tif 000013
【００５０】
比例積分制御の場合は、式（１２）に示すように、積分要素と比例要素との境界となる折れ点周波数ｆｉｐを、共振周波数ｆ０よりも大きくすることで、共振周波数ｆ０で、積分要素が働き、式（１０）の第１式のように積分ゲインＫｉを設定することで、制御系を安定化させることができる。比例積分微分制御の場合は、式（１２）に示すように、積分要素と比例要素との境界となる折れ点周波数ｆｉｐ、及び比例要素と微分要素との境界となる折れ点周波数ｆｐｄを、共振周波数ｆ０よりも大きくすることで、共振周波数ｆ０で、積分要素が働き、式（１０）の第１式のように積分ゲインＫｉを設定することで、制御系を安定化させることができる。積分微分制御の場合は、式（１２）に示すように、積分要素と微分要素との境界となる折れ点周波数ｆｉｄを、共振周波数ｆ０よりも大きくすることで、共振周波数ｆ０で、積分要素が働き、式（１０）の第１式のように積分ゲインＫｉを設定することで、制御系を安定化させることができる。
【数１２】
2020088996.tif 000014
【００５１】
また、２）のｆ０＜ｆｃ＜ｆｖｄｚ、ｆｃ＜ｆｓｗ／２０の条件において、フィードバック制御は、少なくとも微分要素を備えていればよく、ゲイン交差周波数ｆｃにおいて微分要素が働くように、微分制御とされてもよく、各折れ点周波数が共振周波数ｆ０よりも小さい積分微分制御、比例積分微分制御、又は比例微分制御とされてもよい。
【００５２】
図９に、微分制御、比例微分制御、比例積分微分制御、及び積分微分制御のボード線図を示す。比例微分制御の場合は、式（１３）に示すように、比例要素と微分要素との境界となる折れ点周波数ｆｐｄを、共振周波数ｆ０よりも小さくすることで、共振周波数ｆ０で微分要素が働き、式（１０）の第２式のように微分ゲインＫｄを設定することで、制御系を安定化させることができる。比例積分微分制御の場合は、式（１３）に示すように、積分要素と比例要素との境界となる折れ点周波数ｆｉｐ、及び比例要素と微分要素との境界となる折れ点周波数ｆｐｄを、共振周波数ｆ０よりも小さくすることで、共振周波数ｆ０で微分要素が働き、式（１０）の第２式のように微分ゲインＫｄを設定することで、制御系を安定化させることができる。積分微分制御の場合は、式（１３）に示すように、積分要素と微分要素との境界となる折れ点周波数ｆｉｄを、共振周波数ｆ０よりも小さくすることで、共振周波数ｆ０で微分要素が働き、式（１０）の第２式のように微分ゲインＫｄを設定することで、制御系を安定化させることができる。
【数１３】
2020088996.tif 000015
【００５３】
積分ゲインＫｉ及び微分ゲインＫｄに固定値を用いると、式（７）及び式（９）から、デューティ比Ｄ、出力電圧Ｖｏｕｔ、及びリアクトル電流ＩＬ等の動作条件が変化すると、ゲイン交差周波数ｆｃも変化する。なお、ＲＬ×ＩＬの項を、０として無視する場合は、リアクトル電流ＩＬの動作条件の変化を無視することができる。よって、動作条件によっては、安定性が悪化したり、要求された応答速度が得られなかったりする。よって、式（７）及び式（９）に基づいて、積分ゲインＫｉ及び微分ゲインＫｄを変化させることで、動作条件が変化しても、安定性を維持し、要求された応答速度を得ることができる。
【００５４】
式（３）に示すように、共振周波数ｆ０は、デューティ比Ｄで変化するが、制御ゲインが固定値の場合、すべての共振周波数ｆ０に対して安定しなければならず、式（１０）の１）のｆｃ＜ｆ０、ｆｃ＜ｆｓｗ／２０の条件を満たすために、ゲイン交差周波数ｆｃを小さくする必要があり、動作条件によっては、安定性が悪化したり、要求された応答速度が得られなかったりする。
【００５５】
そこで、共振周波数ｆ０が大きくなるデューティ比Ｄでは、ゲイン交差周波数ｆｃにおいて積分要素が働くようにし、共振周波数ｆ０が小さくなるデューティ比Ｄではゲイン交差周波数ｆｃにおいて微分要素が働くように、少なくとも積分制御及び微分制御を行うフィードバック制御の制御ゲインを変化させることにより、折れ点周波数を変化させたり、フィードバック制御を積分制御と微分制御とで切り替えたりすることで、デューティ比Ｄによらず、安定性を維持し、要求された応答速度を得ることができる。
【００５６】
１−２−２−２．フィードバック制御の構成
そこで、フィードバック制御部３２は、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、フィードバック制御の周波数特性を変化させるように構成されている。
【００５７】
式（１４）に示すように、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上を用いれば、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ及びデューティ比の情報Ｄの情報を算出することができると共に、各式において、式（１４）を代入して、各パラメータを置換可能である。また、各式において、ＲＬ×ＩＬの項を０として無視することもできるため、リアクトル電流の検出値ＩＬｄを用いなくても、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、式（７）、式（８）、式（９）等を用いて説明したようにフィードバック制御の周波数特性を適切に変化させることができる。従って、出力電圧Ｖｏｕｔ、入力電圧Ｖｉｎ、及びデューティ比Ｄのいずれか２以上に少なくとも応じて変化するチョッパ回路１００の周波数特性に応じて、フィードバック制御の周波数特性を適切に変化させることができ、運転状態が変化しても、フィードバック制御系の安定性及び応答性を維持することができる。
【数１４】
2020088996.tif 000016
【００５８】
本実施の形態では、式（１５）に示すように、フィードバック制御部３２は、出力電圧の情報Ｖｏｕｔとして、出力電圧の検出値Ｖｏｕｔｄ又は出力電圧の目標値Ｖｏｕｔｏを用い、入力電圧の情報Ｖｉｎとして、入力電圧の検出値Ｖｉｎｄ又は入力電圧の設定値Ｖｉｎ０を用いる。ここで、入力端子２０に接続される直流電源１が可変電圧でなく、固定電圧である場合は、入力電圧の情報Ｖｉｎとして、直流電源１の定格電圧に予め設定された入力電圧の設定値Ｖｉｎ０が用いられてもよい。フィードバック制御部３２は、デューティ比の情報Ｄとして、デューティ比のフィードバック値Ｄｆｂ、又は出力電圧の情報Ｖｏｕｔ及び入力電圧の情報Ｖｉｎに基づいて算出したデューティ比の算出値Ｄｃを用いる。
【数１５】
2020088996.tif 000017
【００５９】
上述したように、フィードバック制御系を安定化させるためには、式（１０）に示したように、１）ゲイン交差周波数ｆｃを、チョッパ回路１００の共振周波数ｆ０よりも小さくし、ゲイン交差周波数ｆｃでフィードバック制御の積分制御を働かせる場合と、２）ゲイン交差周波数ｆｃを、チョッパ回路１００の共振周波数ｆ０よりも大きくし、ゲイン交差周波数ｆｃでフィードバック制御の微分制御を働かせる場合と、がある。以下で、各場合について説明する。
【００６０】
＜ゲイン交差周波数ｆｃで積分制御を働かせる場合＞
フィードバック制御部３２は、フィードバック制御において、式（１６）に示すように、偏差ΔＶｏｕｔに積分ゲインＫｉを乗算した値を積分してデューティ比のフィードバック値Ｄｆｂを変化させる積分制御を少なくとも行う。ここで、１／ｓは、積分演算を表す。
【数１６】
2020088996.tif 000018
【００６１】
フィードバック制御部３２は、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、積分制御の伝達関数とチョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数ｆｃが、チョッパ回路の共振周波数ｆｏよりも小さくなるように、積分ゲインＫｉを変化させるように構成されている。
【００６２】
この構成によれば、上述したように、周波数が共振周波数ｆ０よりも小さい領域では、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）は、比例要素で近似できるため、この領域に、ゲイン交差周波数ｆｃが位置し、ゲイン交差周波数ｆｃでフィードバック制御の積分制御が働くように、積分ゲインＫｉが設定される。よって、ゲイン交差周波数ｆｃにおいて、開ループの伝達関数Ｇｏ（ｓ）のゲインの傾きを−２０ｄＢ／ｄｅｃに近づけ、位相を−９０度に近づけることができ、フィードバック制御系を安定化させ、応答性を確保することができる。
【００６３】
フィードバック制御部３２は、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）における比例要素のゲインを算出し、比例要素のゲインの逆数と、開ループの伝達関数のゲイン交差周波数の目標値ｆｃｏと、に応じて、積分ゲインＫｉを変化させる。ここで、開ループの伝達関数は、積分制御の伝達関数とチョッパ回路の伝達関数を合わせた伝達関数である。
【００６４】
本実施の形態では、フィードバック制御部３２は、式（７）、及び式（１０）の第１式と同様の式（１７）を用いて、積分ゲインＫｉを変化させる。式（１４）の第１式及び第２式の一方又は双方を、式（１７）に代入した式を用いてもよい。式（１７）の第１式に示すように、フィードバック制御部３２は、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上、及びリアクトル電流の検出値ＩＬｄに基づいて、積分ゲインＫｉを変化させる。なお、式（１７）の第２式に示すように、ＲＬ×ＩＬｄの項を０として無視することもできるため、リアクトル電流の検出値ＩＬｄを用いなくてもよい。
【数１７】
2020088996.tif 000019
式（１７）において、Ｖｏｕｔは、出力電圧の情報であり、Ｄは、デューティ比の情報であり、これらは、式（１５）を用いて説明したように設定される。ｆｃｏは、ゲイン交差周波数の目標値である。ＩＬｄは、リアトルク電流の検出値である。ＲＬは、予め設定されたリアクトル１０１の抵抗値であり、予め設定された値が用いられる。
【００６５】
フィードバック制御部３２は、ゲイン交差周波数の目標値ｆｃｏを、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上に基づいて算出したチョッパ回路の共振周波数ｆ０よりも小さい周波数に設定する。
【００６６】
フィードバック制御部３２は、式（３）と同様の式（１８）を用いて、共振周波数ｆ０を算出する。ここで、式（１４）の第１式及び第２式の一方又は双方を、式（１８）に代入した式を用いてもよい。そして、例えば、フィードバック制御部３２は、共振周波数ｆ０に、１より小さい値に設定された係数α（例えば、０．５以下の値）を乗算した値を、ゲイン交差周波数の目標値ｆｃｏに設定する。
【数１８】
2020088996.tif 000020
【００６７】
フィードバック制御部３２は、共振周波数ｆ０に応じて算出されたゲイン交差周波数の目標値ｆｃｏに対して、上限周波数により上限制限を行う。上限周波数は、スイッチング周波数ｆｓｗよりも小さい周波数に設定されている。例えば、上限周波数は、スイッチング周波数ｆｓｗの１０分の１から２０分の１以下の周波数に設定される。
【００６８】
また、図８等を用いて説明したように、フィードバック制御部３２は、少なくとも積分制御を行えばよい。例えば、フィードバック制御部３２は、ゲイン交差周波数ｆｃにおいて積分制御が働くように、積分制御を行ってもよく、或いは、式（１２）のように、各折れ点周波数ｆｉｐ、ｆｐｄ、ｆｉｄが共振周波数ｆ０よりも大きい比例積分制御、比例積分微分制御、又は積分微分制御を行ってもよい。
【００６９】
この構成によれば、上述したように、周波数が共振周波数ｆ０よりも小さい領域では、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）は、比例要素で近似できるため、この領域に、ゲイン交差周波数ｆｃが位置し、ゲイン交差周波数ｆｃでフィードバック制御の積分制御が働くように、積分ゲインＫｉが設定される。よって、ゲイン交差周波数ｆｃにおいて、開ループの伝達関数Ｇｏ（ｓ）のゲインの傾きを−２０ｄＢ／ｄｅｃに近づけ、位相を−９０度に近づけることができ、フィードバック制御系を安定化させ、応答性を確保することができる。
【００７０】
＜ゲイン交差周波数で微分制御を働かせる場合＞
フィードバック制御部３２は、フィードバック制御において、式（１９）に示すように、偏差ΔＶｏｕｔに微分ゲインＫｄを乗算した値を微分してデューティ比のフィードバック値Ｄｆｂを変化させる微分制御を少なくとも行う。ここで、右辺のｓは、微分演算を表す。
【数１９】
2020088996.tif 000021
【００７１】
フィードバック制御部３２は、微分制御の伝達関数とチョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数が、チョッパ回路の共振周波数ｆ０よりも大きくなるように、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、微分ゲインＫｄを変化させる。
【００７２】
この構成によれば、上述したように、周波数が共振周波数ｆ０よりも大きい領域では、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）は、２次積分要素で近似できるため、この領域に、ゲイン交差周波数ｆｃが設定され、ゲイン交差周波数ｆｃでフィードバック制御の微分制御が働くように、微分ゲインＫｄが設定される。よって、ゲイン交差周波数ｆｃにおいて、開ループの伝達関数Ｇｏ（ｓ）のゲインの傾きを−２０ｄＢ／ｄｅｃに近づけ、位相を−９０度に近づけることができ、フィードバック制御系を安定化させ、応答性を確保することができる。
【００７３】
フィードバック制御部３２は、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）における２次積分要素のゲインを算出し、２次積分要素のゲインの逆数と、開ループの伝達関数のゲイン交差周波数の目標値ｆｃｏと、に応じて、微分ゲインＫｄを変化させる。ここで、開ループの伝達関数は、微分制御の伝達関数とチョッパ回路の伝達関数を合わせた伝達関数である。
【００７４】
本実施の形態では、フィードバック制御部３２は、式（７）、及び式（１０）の第２式と同様の式（２０）を用いて、微分ゲインＫｄを変化させる。式（１４）の第１式及び第２式の一方又は双方を、式（２０）に代入した式を用いてもよい。式（２０）の第１式に示すように、フィードバック制御部３２は、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上、及びリアクトル電流の検出値ＩＬｄに基づいて、微分ゲインＫｄを変化させる。なお、式（２０）の第２式に示すように、ＲＬ×ＩＬｄの項を０として無視することもできるため、リアクトル電流の検出値ＩＬｄを用いなくてもよい。
【数２０】
2020088996.tif 000022
式（２０）において、Ｖｏｕｔは、出力電圧の情報であり、Ｄは、デューティ比の情報であり、これらは、式（１５）を用いて説明したように設定される。ｆｃｏは、ゲイン交差周波数の目標値である。Ｃｏｕｔは、出力側の平滑コンデンサ３の静電容量であり、予め設定された値が用いられる。Ｌは、リアクトル１０１のインダクタンスであり、予め設定された値が用いられる。ＩＬｄは、リアトルク電流の検出値である。ＲＬは、予め設定されたリアクトル１０１の抵抗値であり、予め設定された値が用いられる。
【００７５】
フィードバック制御部３２は、ゲイン交差周波数の目標値ｆｃｏを、チョッパ回路の共振周波数ｆ０よりも大きく、チョッパ回路の一次進み要素の折れ点周波数ｆｖｄｚよりも小さい周波数に設定する。フィードバック制御部３２は、上述したように、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上に基づいて共振周波数ｆ０を算出する。また、フィードバック制御部３２は、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上、及びリアトルク電流の検出値ＩＬｄに基づいて、チョッパ回路の折れ点周波数ｆｖｄｚを算出する。
【００７６】
本実施の形態では、フィードバック制御部３２は、式（３）と同様の式（２１）を用いて、共振周波数ｆ０を算出する。式（１４）の第１式及び第２式の一方又は双方を、式（２１）に代入した式を用いてもよい。フィードバック制御部３２は、式（４）と同様の式（２２）を用いて、折れ点周波数ｆｖｄｚを算出する。式（１４）の第１式及び第２式の一方又は双方を、式（２２）に代入した式を用いてもよい。なお、式（２２）の第２式のように、ＲＬ×ＩＬｄの項を０として無視してもよい。
【数２１】
2020088996.tif 000023
【数２２】
2020088996.tif 000024
【００７７】
そして、例えば、フィードバック制御部３２は、式（２３）に示すように、共振周波数ｆ０と折れ点周波数ｆｖｄｚとの間の比率βの周波数を、ゲイン交差周波数の目標値ｆｃｏに設定する。比率βは、０から１の間の値に設定され、例えば、０．５に設定される。
【数２３】
2020088996.tif 000025
【００７８】
フィードバック制御部３２は、式（２１）及び式（２２）により算出されたゲイン交差周波数の目標値ｆｃｏに対して、上限周波数により上限制限を行う。上限周波数は、スイッチング周波数ｆｓｗよりも小さい周波数に設定されている。例えば、上限周波数は、スイッチング周波数ｆｓｗの１０分の１から２０分の１以下の周波数に設定される。
【００７９】
また、図９等を用いて説明したように、フィードバック制御部３２は、少なくとも微分制御を行えばよい。例えば、フィードバック制御部３２は、ゲイン交差周波数ｆｃにおいて微分制御が働くように、微分制御を行ってもよく、或いは、式（１３）のように、各折れ点周波数ｆｐｄ、ｆｉｐ、ｆｉｄが共振周波数ｆ０よりも小さい比例微分制御、比例積分微分制御、又は積分微分制御を行ってもよい。
【００８０】
この構成によれば、上述したように、周波数が共振周波数ｆ０よりも大きく、折れ点周波数ｆｖｄｚよりも小さい領域では、チョッパ回路の伝達関数Ｐ（ｓ）は、２次積分要素で近似できるため、この領域に、ゲイン交差周波数ｆｃが位置し、ゲイン交差周波数ｆｃでフィードバック制御の微分制御が働くように、微分ゲインＫｄが設定される。よって、ゲイン交差周波数ｆｃにおいて、開ループの伝達関数Ｇｏ（ｓ）のゲインの傾きを−２０ｄＢ／ｄｅｃに近づけ、位相を−９０度に近づけることができ、フィードバック制御系を安定化させ、応答性を確保することができる。
【００８１】
＜共振周波数ｆ０による制御の変更＞
デューティ比の情報Ｄ等に応じて変化する全ての共振周波数ｆ０について、ゲイン交差周波数ｆｃにおいて積分制御及び微分制御のいずれか一方が働くようにしてもよいが、共振周波数ｆ０の変化に応じて、ゲイン交差周波数ｆｃにおいて働く制御を積分制御と微分制御とで変更することが考えられる。
【００８２】
そこで、フィードバック制御部３２は、例えば、式（１８）又は式（２１）を用い、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上に基づいて、チョッパ回路の共振周波数ｆ０を算出する。また、フィードバック制御部３２は、例えば、式（２２）を用い、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上、及びリアトルク電流の検出値ＩＬｄに基づいて、チョッパ回路の一次進み要素の折れ点周波数ｆｖｄｚを算出する。
【００８３】
そして、フィードバック制御部３２は、共振周波数ｆ０が判定周波数よりも小さい場合は、フィードバック制御の伝達関数とチョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数ｆｃが、共振周波数ｆ０よりも小さくなると共に、フィードバック制御に含まれる積分制御が働く周波数領域に存在するように、フィードバック制御の制御ゲインを変化させる。一方、フィードバック制御部３２は、共振周波数ｆ０が判定周波数よりも大きい場合は、開ループの伝達関数のゲイン交差周波数ｆｃが、共振周波数ｆ０よりも大きく、折れ点周波数ｆｖｄｚよりも小さくなると共に、フィードバック制御に含まれる微分制御が働く周波数領域に存在するように、フィードバック制御の制御ゲインを変化させる。
【００８４】
この構成によれば、共振周波数ｆ０が判定周波数よりも大きい場合は、ゲイン交差周波数ｆｃを共振周波数ｆ０よりも小さくし、共振周波数ｆ０が判定周波数よりも小さい場合は、ゲイン交差周波数ｆｃを共振周波数ｆ０よりも大きくするので、デューティ比に応じて共振周波数ｆ０が変化しても、ゲイン交差周波数ｆｃを適切な周波数に設定し、フィードバック制御の応答性を確保することができる。
【００８５】
フィードバック制御は、少なくとも積分制御及び微分制御を含む。例えば、フィードバック制御は、積分微分制御、又は比例積分微分制御とされる。そして、フィードバック制御部３２は、共振周波数ｆ０が判定周波数よりも小さい場合は、例えば、式（１８）を用い、ゲイン交差周波数の目標値ｆｃｏを、共振周波数ｆ０よりも小さい周波数に設定すると共に、例えば、式（１７）を用い、積分ゲインＫｉを設定する。また、フィードバック制御部３２は、式（１２）のように、積分微分制御又は比例積分微分制御の折れ点周波数ｆｉｄ、ｆｉｐ、ｆｐｄが共振周波数ｆ０よりも大きくなるように、比例ゲインＫｐ及び微分ゲインＫｄを調整する。
【００８６】
フィードバック制御部３２は、共振周波数ｆ０が判定周波数よりも大きい場合は、例えば、式（２１）から式（２３）を用い、ゲイン交差周波数の目標値ｆｃｏを、共振周波数ｆ０よりも大きく、折れ点周波数ｆｖｄｚよりも小さい周波数に設定すると共に、例えば、式（２０）を用い、微分ゲインＫｄを設定する。また、フィードバック制御部３２は、式（１３）のように、積分微分制御又は比例積分微分制御の折れ点周波数ｆｉｄ、ｆｉｐ、ｆｐｄが共振周波数ｆ０よりも小さくなるように、比例ゲインＫｐ及び積分ゲインＫｉを調整する。
【００８７】
＜共振周波数ｆ０による折れ点周波数の数の変更＞
さらに、共振周波数ｆ０の変化に応じて、フィードバック制御を変更することが考えられる。フィードバック制御部３２は、例えば、式（１８）又は式（２１）を用い、出力電圧の情報Ｖｏｕｔ、入力電圧の情報Ｖｉｎ、及びデューティ比の情報Ｄのいずれか２つ以上に基づいて、チョッパ回路の共振周波数ｆ０を算出する。そして、フィードバック制御部３２は、共振周波数ｆ０が判定周波数よりも小さい場合と、大きい場合とで、フィードバック制御の伝達関数の折れ点周波数の数を変化させる。
【００８８】
例えば、フィードバック制御部３２は、共振周波数ｆ０が判定周波数よりも小さい場合は、フィードバック制御を積分制御にして、折れ点周波数の数を０にし、共振周波数ｆ０が判定周波数よりも大きい場合は、フィードバック制御を積分微分制御、又は比例積分微分制御、又は比例微分制御にして、折れ点周波数の数を１つ又は２つにする。
【００８９】
フィードバック制御部３２は、共振周波数ｆ０が判定周波数よりも小さい場合は、例えば、式（１８）を用い、ゲイン交差周波数の目標値ｆｃｏを、共振周波数ｆ０よりも小さい周波数に設定すると共に、例えば、式（１７）を用い、積分ゲインＫｉを設定する。
【００９０】
フィードバック制御部３２は、共振周波数ｆ０が判定周波数よりも大きい場合は、例えば、式（２１）から式（２３）を用い、ゲイン交差周波数の目標値ｆｃｏを、共振周波数ｆ０よりも大きく、折れ点周波数ｆｖｄｚよりも小さい周波数に設定すると共に、例えば、式（２０）を用い、微分ゲインＫｄを設定する。また、フィードバック制御部３２は、式（１３）のように、積分微分制御又は比例積分微分制御の折れ点周波数ｆｉｄ、ｆｉｐ、ｆｐｄが共振周波数ｆ０よりも小さくなるように、比例ゲインＫｐ及び積分ゲインＫｉを調整する。
【００９１】
本開示は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００９２】
２  平滑コンデンサ、１０  電力変換装置、２０  入力端子、２１  出力端子、３０  制御回路、１００  チョッパ回路、１０１  リアクトル、１０２  スイッチング素子、１０３  ダイオード、１０４  電流検出回路、Ｃ  フィードバック制御の伝達関数、Ｄ  デューティ比の情報、Ｄｃ  デューティ比の算出値、Ｄｆｂ  デューティ比のフィードバック値、Ｇｏ  開ループの伝達関数、ＩＬ  リアクトル電流、Ｋｄ  微分ゲイン、Ｋｉ  積分ゲイン、Ｐ  チョッパ回路の伝達関数、Ｖｉｎ  入力電圧の情報、Ｖｉｎｄ  入力電圧の検出値、Ｖｉｎ０  入力電圧の設定値、Ｖｏｕｔ  出力電圧の情報、Ｖｏｕｔｄ  出力電圧の検出値、Ｖｏｕｔｏ  出力電圧の目標値、ｆ０  チョッパ回路の共振周波数、ｆｃ  開ループの伝達関数のゲイン交差周波数、ｆｃｏ  ゲイン交差周波数の目標値、ｆｖｄｚ  チョッパ回路の折れ点周波数、ΔＶｏｕｔ  偏差
【図１】
2020088996.tif 000026
【図２】
2020088996.tif 000027
【図３】
2020088996.tif 000028
【図４】
2020088996.tif 000029
【図５】
2020088996.tif 000030
【図６】
2020088996.tif 000031
【図７】
2020088996.tif 000032
【図８】
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【図９】
2020088996.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月20日(2019.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と出力端子との間で直流電力を変換する、リアクトル及びスイッチング素子を有するチョッパ回路と、
前記出力端子から出力される出力電圧を検出する電圧検出回路と、
前記出力電圧の目標値と前記出力電圧の検出値との偏差が０に近づくように、デューティ比のフィードバック値を変化させるフィードバック制御を行い、前記デューティ比のフィードバック値で前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力端子に入力される入力電圧の情報、及びデューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記フィードバック制御の周波数特性を変化させ、
前記制御回路は、前記フィードバック制御において、前記偏差に積分ゲインを乗算した値を積分して前記デューティ比のフィードバック値を変化させる積分制御を少なくとも行い、
前記積分制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数が、前記チョッパ回路の共振周波数よりも小さくなるように、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記積分ゲインを変化させる電力変換装置。
【請求項２】
入力端子と出力端子との間で直流電力を変換する、リアクトル及びスイッチング素子を有するチョッパ回路と、
前記出力端子から出力される出力電圧を検出する電圧検出回路と、
前記出力電圧の目標値と前記出力電圧の検出値との偏差が０に近づくように、デューティ比のフィードバック値を変化させるフィードバック制御を行い、前記デューティ比のフィードバック値で前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力端子に入力される入力電圧の情報、及びデューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記フィードバック制御の周波数特性を変化させ、
前記制御回路は、前記フィードバック制御において、前記偏差に積分ゲインを乗算した値を積分して前記デューティ比のフィードバック値を変化させる積分制御を少なくとも行い、
前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記デューティ比の変化に対する前記出力電圧の変化の前記チョッパ回路の伝達関数における比例要素のゲインを算出し、
前記比例要素のゲインの逆数と、前記積分制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数の目標値と、に応じて、前記積分ゲインを変化させる電力変換装置。
【請求項３】
入力端子と出力端子との間で直流電力を変換する、リアクトル及びスイッチング素子を有するチョッパ回路と、
前記出力端子から出力される出力電圧を検出する電圧検出回路と、
前記出力電圧の目標値と前記出力電圧の検出値との偏差が０に近づくように、デューティ比のフィードバック値を変化させるフィードバック制御を行い、前記デューティ比のフィードバック値で前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、
前記リアクトルを流れる電流を検出する電流検出回路と、を備え、
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力端子に入力される入力電圧の情報、及びデューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記フィードバック制御の周波数特性を変化させ、
前記制御回路は、前記フィードバック制御において、前記偏差に積分ゲインを乗算した値を積分して前記デューティ比のフィードバック値を変化させる積分制御を少なくとも行い、
前記出力電圧の情報をＶｏｕｔとし、前記電流の検出値をＩＬｄとし、前記リアクトルの抵抗値をＲＬとし、前記デューティ比の情報をＤとし、前記積分制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数の目標値をｆｃｏとし、前記積分ゲインをＫｉとして、
Ｋｉ＝２π×ｆｃｏ×（１−Ｄ）２／（Ｖｏｕｔ×（１−Ｄ）−ＲＬ×ＩＬｄ）
又は
Ｋｉ＝２π×ｆｃｏ×（１−Ｄ）２／（Ｖｏｕｔ×（１−Ｄ））
の算出式により前記積分ゲインを変化させる電力変換装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記ゲイン交差周波数の目標値を、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に基づいて算出した前記チョッパ回路の共振周波数よりも小さい周波数に設定する請求項２又は３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
入力端子と出力端子との間で直流電力を変換する、リアクトル及びスイッチング素子を有するチョッパ回路と、
前記出力端子から出力される出力電圧を検出する電圧検出回路と、
前記出力電圧の目標値と前記出力電圧の検出値との偏差が０に近づくように、デューティ比のフィードバック値を変化させるフィードバック制御を行い、前記デューティ比のフィードバック値で前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力端子に入力される入力電圧の情報、及びデューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記フィードバック制御の周波数特性を変化させ、
前記制御回路は、前記フィードバック制御において、前記偏差に微分ゲインを乗算した値を微分して前記デューティ比のフィードバック値を変化させる微分制御を少なくとも行い、
前記微分制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数が、前記チョッパ回路の共振周波数よりも大きくなるように、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記微分ゲインを変化させる電力変換装置。
【請求項６】
入力端子と出力端子との間で直流電力を変換する、リアクトル及びスイッチング素子を有するチョッパ回路と、
前記出力端子から出力される出力電圧を検出する電圧検出回路と、
前記出力電圧の目標値と前記出力電圧の検出値との偏差が０に近づくように、デューティ比のフィードバック値を変化させるフィードバック制御を行い、前記デューティ比のフィードバック値で前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力端子に入力される入力電圧の情報、及びデューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記フィードバック制御の周波数特性を変化させ、
前記制御回路は、前記フィードバック制御において、前記偏差に微分ゲインを乗算した値を微分して前記デューティ比のフィードバック値を変化させる微分制御を少なくとも行い、
前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記デューティ比の変化に対する前記出力電圧の変化の前記チョッパ回路の伝達関数における２次積分要素のゲインを算出し、
前記２次積分要素のゲインの逆数と、前記微分制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数の目標値と、に応じて、前記微分ゲインを変化させる電力変換装置。
【請求項７】
入力端子と出力端子との間で直流電力を変換する、リアクトル及びスイッチング素子を有するチョッパ回路と、
前記出力端子から出力される出力電圧を検出する電圧検出回路と、
前記出力電圧の目標値と前記出力電圧の検出値との偏差が０に近づくように、デューティ比のフィードバック値を変化させるフィードバック制御を行い、前記デューティ比のフィードバック値で前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、
前記リアクトルを流れる電流を検出する電流検出回路と、を備え、
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力端子に入力される入力電圧の情報、及びデューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記フィードバック制御の周波数特性を変化させ、
前記チョッパ回路は、前記出力端子の直前に、平滑コンデンサを有し、
前記制御回路は、前記フィードバック制御において、前記偏差に微分ゲインを乗算した値を微分して前記デューティ比のフィードバック値を変化させる微分制御を少なくとも行い、
前記出力電圧の情報をＶｏｕｔとし、前記電流の検出値をＩＬｄとし、前記リアクトルの抵抗値をＲＬとし、前記リアクトルのインダクタンスをＬとし、前記デューティ比の情報をＤとし、前記平滑コンデンサの静電容量をＣｏｕｔとし、前記微分制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数の目標値をｆｃｏとし、前記微分ゲインをＫｄとして、
Ｋｄ＝２π×ｆｃｏ×Ｌ×Ｃｏｕｔ／（Ｖｏｕｔ×（１−Ｄ）−ＲＬ×ＩＬｄ）
又は
Ｋｄ＝２π×ｆｃｏ×Ｌ×Ｃｏｕｔ／（Ｖｏｕｔ×（１−Ｄ））
の算出式により前記微分ゲインを変化させる電力変換装置。
【請求項８】
前記リアクトルを流れる電流を検出する電流検出回路を更に備え、
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に基づいて前記チョッパ回路の共振周波数を算出し、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上、及び前記電流の検出値に基づいて、前記チョッパ回路の折れ点周波数を算出し、前記ゲイン交差周波数の目標値を、前記チョッパ回路の共振周波数よりも大きく、前記チョッパ回路の折れ点周波数よりも小さい周波数に設定する請求項６又は７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
入力端子と出力端子との間で直流電力を変換する、リアクトル及びスイッチング素子を有するチョッパ回路と、
前記出力端子から出力される出力電圧を検出する電圧検出回路と、
前記出力電圧の目標値と前記出力電圧の検出値との偏差が０に近づくように、デューティ比のフィードバック値を変化させるフィードバック制御を行い、前記デューティ比のフィードバック値で前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、
前記リアクトルを流れる電流を検出する電流検出回路と、を備え、
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力端子に入力される入力電圧の情報、及びデューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記フィードバック制御の周波数特性を変化させ、
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に基づいて、前記チョッパ回路の共振周波数を算出し、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上、及び前記電流の検出値に基づいて、前記チョッパ回路の折れ点周波数を算出し、
前記共振周波数が判定周波数よりも小さい場合は、前記フィードバック制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数とを合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数が、前記共振周波数よりも小さくなると共に、前記フィードバック制御に含まれる積分制御が働く周波数領域に存在するように、前記フィードバック制御の制御ゲインを変化させ、
前記共振周波数が前記判定周波数よりも大きい場合は、前記開ループの伝達関数のゲイン交差周波数が、前記共振周波数よりも大きく、前記折れ点周波数よりも小さくなると共に、前記フィードバック制御に含まれる微分制御が働く周波数領域に存在するように、前記フィードバック制御の制御ゲインを変化させる電力変換装置。
【請求項１０】
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に基づいて、前記チョッパ回路の共振周波数を算出し、前記共振周波数が判定周波数よりも小さい場合と大きい場合とで、前記フィードバック制御の伝達関数の折れ点周波数の数を変化させる請求項９に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記制御回路は、前記出力電圧の情報として、前記出力電圧の検出値又は前記出力電圧の目標値を用い、前記入力電圧の情報として、前記電圧検出回路により検出された前記入力電圧の検出値、又は前記入力電圧の設定値を用い、前記デューティ比の情報として、前記デューティ比のフィードバック値、又は前記出力電圧の情報及び前記入力電圧の情報に基づいて算出したデューティ比の算出値を用いる請求項１から１０のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本願に係る電力変換装置は、
入力端子と出力端子との間で直流電力を変換する、リアクトル及びスイッチング素子を有するチョッパ回路と、
前記出力端子から出力される出力電圧を検出する電圧検出回路と、
前記出力電圧の目標値と前記出力電圧の検出値との偏差が０に近づくように、デューティ比のフィードバック値を変化させるフィードバック制御を行い、前記デューティ比のフィードバック値で前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記出力電圧の情報、前記入力端子に入力される入力電圧の情報、及びデューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記フィードバック制御の周波数特性を変化させ、
前記制御回路は、前記フィードバック制御において、前記偏差に積分ゲインを乗算した値を積分して前記デューティ比のフィードバック値を変化させる積分制御を少なくとも行い、
前記積分制御の伝達関数と前記チョッパ回路の伝達関数を合わせた開ループの伝達関数のゲイン交差周波数が、前記チョッパ回路の共振周波数よりも小さくなるように、前記出力電圧の情報、前記入力電圧の情報、及び前記デューティ比の情報のいずれか２つ以上に少なくとも基づいて、前記積分ゲインを変化させるものである。