(57)【要約】【課題】電源装置の出力安定化において、負荷の絶対値の変動や負荷の特性の変化に対して、柔軟に、適応的に対応することができないという問題点があった。【解決手段】本発明の電源装置は、出力電流の瞬時値を検出する出力電流検出部と、出力電圧の瞬時値を検出する出力電圧検出部と、出力電流検出部で検出された瞬時値と出力電圧検出部で検出された瞬時値を元に、伝達関数のパラメータを決定する演算部と、負荷の絶対値の変動や特性の変化に対して、所望の出力電圧への安定化を実行する制御部とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2010268608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力電流の瞬時値を検出する出力電流検出部と、
出力電圧の瞬時値を検出する出力電圧検出部と、
前記出力電流検出部で検出された瞬時値と前記出力電圧検出部で検出された瞬時値を元に、伝達関数のパラメータを決定する演算部と、
負荷の絶対値の変動や特性の変化に対して、所望の出力電圧への安定化を実行する制御部と、
を有することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１記載の電源装置であって、
前記演算部は、前記出力電流検出部で検出された瞬時値と前記出力電圧検出部で検出された瞬時値から求めた出力電流の変化量の絶対値と位相および出力電圧の変化量の絶対値と位相に基づき、前記伝達関数のパラメータを決定する
ことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２記載の電源装置であって、
前記制御部は、所望の出力電圧への安定化のための前記出力電圧の応答特性を得るため、前記伝達関数のパラメータを、前記演算部から取得する
ことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
出力電流の瞬時値を検出する第１のステップと、
出力電圧の瞬時値を検出する第２のステップと、
前記第１のステップで検出された瞬時値と前記第２のステップで検出された瞬時値を元に、伝達関数のパラメータを決定する第３のステップと、
負荷の絶対値の変動や特性の変化に対して、所望の出力電圧への安定化を実行する第４のステップと、
を含むことを特徴とする電源装置の出力安定化方法。
【請求項５】
請求項４記載の電源装置の出力安定化方法であって、
前記第３のステップは、前記第１のステップで検出された瞬時値と前記第２のステップで検出された瞬時値から求めた出力電流の変化量の絶対値と位相および出力電圧の変化量の絶対値と位相に基づき、前記伝達関数のパラメータを決定する
ことを特徴とする電源装置の出力安定化方法。
【請求項６】
請求項５記載の電源装置の出力安定化方法であって、
前記第４のステップは、所望の出力電圧への安定化のための前記出力電圧の応答特性を得るため、前記伝達関数のパラメータを取得する
ことを特徴とする電源装置の出力安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置の出力安定化、特に、負荷の変動や特性の変化に対して、その出力を適応的に安定化できるようにする電源装置、および電源装置の出力安定化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電源装置の出力安定化について、図２を参照して説明する。
出力電圧検出器２１は、電圧変換器２３の出力電圧の瞬時値を検出し、制御器２２に送っていた。
この場合、検出しているのが、電圧の絶対値のみであることと、制御器２２のパラメータが固定であるため、負荷の絶対値の変動や負荷の特性の変化に対し、所望の応答特性を得ることができないという問題点があった。
【０００３】
そこで、上述の問題点を解決する技術が特許文献１および特許文献２に記載されている。特許文献１および特許文献２に記載の発明では、電圧変換器の出力電圧に加えて、出力電流も検出して制御器に送り、電源装置の出力を安定化させようとする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０１−１１００５７号公報
【特許文献２】特公平０６−０２４４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１および特許文献２に記載の電源装置の出力安定化においては、出力電圧の瞬時値、および出力電流の瞬時値を制御器に入力しているが、制御器のパラメータが固定であった。このため、負荷の絶対値の変動や負荷の特性の変化に対して、柔軟に、適応的に対応することができないという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上述した課題である負荷の絶対値の変動や負荷の特性の変化に対して、柔軟に、適応的に対応することができないということを解決する電源装置、及び電源装置の出力安定化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の電源装置は、出力電流の瞬時値を検出する出力電流検出部と、出力電圧の瞬時値を検出する出力電圧検出部と、出力電流検出部で検出された瞬時値と出力電圧検出部で検出された瞬時値を元に、伝達関数のパラメータを決定する演算部と、負荷の絶対値の変動や特性の変化に対して、所望の出力電圧への安定化を実行する制御部とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、上記の課題を解決するため、本発明の電源装置の出力安定化方法は、出力電流の瞬時値を検出する第１のステップと、出力電圧の瞬時値を検出する第２のステップと、第１のステップで検出された瞬時値と第２のステップで検出された瞬時値を元に、伝達関数のパラメータを決定する第３のステップと、負荷の絶対値の変動や特性の変化に対して、所望の出力電圧への安定化を実行する第４のステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、出力電流検出部で検出された瞬時値と出力電圧検出部で検出された瞬時値を元に、制御器のパラメータを自律的に決定することにより、負荷の絶対値の変動や負荷の特性の変化に対して、所望の出力電圧への安定化を実行するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態による電源装置の回路構成図である。
【図２】従来の電源装置の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態を以下に示す。
図１において、出力電流検出器１は、電圧変換器５の出力電流の瞬時値を検出する。出力電圧検出器２は、電圧変換器５の出力電圧の瞬時値を検出する。演算器３は、出力電流検出器１と出力電圧検出器２からの瞬時値を元に、出力電流の変化量の絶対値と位相および出力電圧の変化量の絶対値と位相を算出する。
【００１２】
次に、演算器３は、算出した出力電圧の変化量の絶対値と位相および出力電流の絶対値と位相の情報と、非安定化電源や電圧変換器５の所定の値に基づき、所望の出力電圧の応答特性を得るため、伝達関数における制御器４のパラメータを決定し、制御器４に送信する。こうして、制御器４のパラメータは、適応的に変化することが可能となる。
【００１３】
このように、本発明の電源装置では、出力電圧の変化量の絶対値と位相、および出力電流の絶対値と位相の情報等を元に、制御器のパラメータを自律的に決定しているので、負荷の絶対値の変動や負性抵抗性をもつ負荷に対しても、所望の応答特性が得られる。
【００１４】
次に、演算器３からの出力電圧の変化量の絶対値と位相、および出力電流の絶対値と位相の情報等を元に、所望の出力電圧の応答特性を得るため、制御器４のパラメータを適応的に変化させることについて詳細に説明する。
【００１５】
本発明の制御器に関する一実施例について説明する。
所望の系を２次系とし、減衰定数をδM、固有振動数をωMとすると、本発明の電源装置に関する伝達関数の特性方程式は、
【００１６】
【数１】
2010268608.tif 000003
と表すことができる。
【００１７】
ここで、制御器の一例として、比例−微分の制御器を用い、モデルマッチング法で、比例ゲインｋｐと微分器の角周波数ωZを求めると、
【００１８】
【数２】
2010268608.tif 000004
【００１９】
【数３】
2010268608.tif 000005
となる。
ここで、
【００２０】
【数４】
2010268608.tif 000006
【００２１】
【数５】
2010268608.tif 000007
【００２２】
【数６】
2010268608.tif 000008
である。
【００２３】
ただし、
Ｖｂ：非安定化電源の電圧
Ｄ１：定常状態におけるデユーティ比
Ｌｉ：電圧変換器の平滑用インダクタンス
Ｃ  ：電圧変換器の平滑用キャパシタンス
ｒL：電圧変換器の損失抵抗分
である。
【００２４】
【数７】
2010268608.tif 000009
は、出力電圧の変化量の絶対値ΔＶと位相φ、および出力流の絶対値Ｉと位相θから
【００２５】
【数８】
2010268608.tif 000010
で求められる。
【００２６】
式（２）、式（３）に、非安定化電源、電圧変換器の回路定数から式（４）、式（５）、式（６）で求められるＧｖｄｏ、ωO、δ、および、式（８）で演算器により求められるＲｎｅｇを代入すれば、所望の特性を実現するための制御器のパラメータが求められる。このパラメータを、制御器４に設定すれば、常に所望の応答性能が得られる。
【００２７】
なお、上記の実施例では、伝達関数の特性方程式を２次系としたが、特に、これに限定するものではない。また、制御器について、比例−微分の制御器を用いたが、これも、比例−微分−積分の制御器等の他の制御器を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、電子機器内に搭載される安定化電源装置全般に適用できる。特に、最近、ＬＳＩの低電圧化が進み、入力電圧から必要とする電圧まで、大きな変換を必要とする場合に、電圧変換器を２段設ける場合が多くなっている。この場合、１段目の電圧変換器の負荷となる２段目の電圧変換器の入力特性は、負性抵抗を示すので、従来の安定化制御方法では、所望の特性を得ることができない。本発明を用いれば、このような負性抵抗性をもつ負荷にも対応が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１    出力電流検出器
２    出力電圧検出器
３    演算器
４    制御器
５    電圧変換器
２１    出力電圧検出器
２２    制御器
２３    電圧変換器
【図１】
2010268608.tif 000011
【図２】
2010268608.tif 000012