(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指令値に応じた直流電圧を生成して負荷に供給する電源部と、
前記電源部の負荷電流の値と力行電流制限値とを比較する第１の比較部と、
前記電源部の負荷電流の値と回生電流制限値とを比較する第２の比較部と、
前記第１の比較部により得られた比較結果の値に対して比例積分演算を行う第１の比例積分演算部と、
前記第２の比較部により得られた比較結果の値に対して比例積分演算を行う第２の比例積分演算部と、
前記負荷電流の値が前記力行電流制限値を超過しているときの前記第１の比例積分演算部の演算結果を前記指令値に対する補正値として選択する第１の出力制限部と、
前記負荷電流の値が前記回生電流制限値に満たないときの前記第２の比例積分演算部の演算結果を前記補正値として選択する第２の出力制限部と、
前記補正値で前記指令値を補正する補正部と
を具備するバッテリシミュレータ。
【請求項２】
請求項１に記載のバッテリシミュレータであって、
前記第１の出力制限部は、前記負荷電流の値が前記力行電流制限値以下であるときの前記第１の比例積分演算部の演算結果を前記補正値として無効とし、
前記第２の出力制限部は、前記負荷電流の値が前記回生電流制限値以上であるときの前記第２の比例積分演算部の演算結果を前記補正値として無効とする
バッテリシミュレータ。
【請求項３】
指令値に応じた直流電圧を生成して負荷に供給する電源部の負荷電流の値と力行電流制限値とを比較するとともに、前記負荷電流の値と回生電流制限値とを比較し、
それぞれの前記比較の結果の値に対して比例積分演算を行い、
前記負荷電流の値が前記力行電流制限値を超過しているときの前記演算の結果および前記負荷電流の値が前記回生電流制限値に満たないときの前記演算の結果を前記指令値に対する補正値として選択し、
前記選択された補正値で前記指令値を補正する
バッテリシミュレータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを模擬するバッテリシミュレータおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、排気ガスを出さないクリーンな移動手段として注目されている電気自動車およびそのバッテリの開発が精力的に進められている。この電気自動車の開発には、バッテリのパラメータを色々と変化させて特性試験を行うことが欠かせない。しかし、実物のバッテリを用いて特性試験をすると、試験を行う毎にバッテリの充放電を繰り返さなければならず、また、接続方法等を変更するのにも手間がかかり、試験の進行が遅くなる。このため、作業効率の向上を図るべくバッテリシミュレータが実用化されている。
【０００３】
このバッテリシミュレータは、充電率の低下や出力電流値の増大により電圧が降下するという供試バッテリの垂下特性に基づいて、出力電圧を制御することのできる直流模擬電源である。図６はこの種のバッテリシミュレータの構成例を示すブロック図である。
【０００４】
図６に示すように、このバッテリシミュレータ１０は、データ入力部１２、コントローラ１４、可変直流電圧源１６などで構成されている。
【０００５】
データ入力部１２は、供試バッテリの垂下特性をコントローラ１４に入力するための手段である。この垂下特性は、バッテリの充放電を繰り返しつつ出力電流等のパラメータを変化させて人手により測定されるものである。
【０００６】
可変直流電圧源１６は、例えば電気自動車用インバータ等の被試験体１８に対し、直流電圧を印加して駆動する手段である。可変直流電圧源１６としては、広範囲に亙って出力電圧の可変制御が可能な、チョッパ出力型の電源が一般に用いられている。このチョッパ出力型の電源は、２本の電源線間に例えば２個のスイッチング素子を直列に介挿してなるチョッパを有しており、これらのスイッチング素子のスイッチングを行うことにより両スイッチング素子の共通接続端からチョッパ出力を得るとともに、両スイッチング素子をオン状態とするゲートパルスの幅を変調することにより出力電圧の可変制御を行うことができる。
【０００７】
コントローラ１４は、可変直流電圧源１６の出力電圧を制御する手段である。
【０００８】
このような構成のバッテリシミュレータ１０を用いるにあたり、予め人手により供試バッテリの垂下特性の測定が行われる。そして、この垂下特性が人手によりデータ入力部１２からコントローラ１４に入力される。データ入力部１２から垂下特性のデータが入力されると、コントローラ１４は、測定点数を補うためにデータの補間を行った後、コントローラ１４内のメモリに一時記憶する。そして、コントローラ１４は、上記メモリに記憶された垂下特性に基づいて可変直流電圧源１６を制御する。
【０００９】
次に、コントローラ１４により行われる可変直流電圧源１６の出力電圧の制御について説明する。被試験体１８の試験のためにバッテリシミュレータ１０の使用を開始すると、コントローラ１４は、無負荷状態における起電力に基づいて可変直流電圧源１６を制御する。このとき被試験体１８は動作していないので、可変直流電圧源１６により被試験体１８に印加される直流電圧Ｖは、無負荷状態での起電力にほぼ等しい。
【００１０】
次に被試験体１８の駆動が開始されると、可変直流電圧源１６から被試験体１８に電力が供給される。ここで、可変直流電圧源１６から電流が出力されるのに伴って、コントローラ１４は上記垂下特性を基に出力電圧Ｖの指令値を降下させる。このようにして、上記バッテリシミュレータ１０により、供試バッテリの垂下特性が再現されるのである。なお、この種のバッテリシミュレータについては、例えば特開平１０−１４４３５５号公報に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１４４３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この種のバッテリシミュレータでは、コントローラにより、指令値通りの出力が可変直流電圧源より得られるように制御が行われる他、可変直流電圧源からの出力電圧が過大となったり過小になったりすることを抑制するために、可変直流電圧源の負荷電流を予め設定された力行電流制限値および回生電流制限値と比較し、出力電流が力行電流制限値を超えた場合には、その差分に応じた補正値を電圧指令値より減算し、また、出力電流が回生電流制限値を下回った場合にも、その差分に応じた補正値を電圧指令値に加算することが行われる。
【００１３】
図７は典型的なバッテリシミュレータにおけるコントローラ１４の構成を示す図である。同図に示すように、コントローラ１４は、可変直流電圧源１６の出力電圧をソフトウェアにより制御する手段である。なお、図７において、コントローラ１４は、等価的な回路により表現されている。コントローラ１４は、加算器１４１、第１の減算器１４３、第１のＰＩ（比例積分）制御用スイッチ１４４、第１のＰＩ制御部１４５、第２の減算器１４６、第２のＰＩ制御用スイッチ１４７、第２のＰＩ制御部１４８などで構成される。
【００１４】
次に、このコントローラ１４の動作について説明する。
まずデータ入力部から電圧指令値Ｖinがコントローラ１４に入力される。コントローラ１４に入力された電圧指令値Ｖinは、加算器１４１にて、可変直流電圧源１６の出力電圧が過大および過小となるのを抑制するように、負荷電流Ａoutが力行電流制限値を超過したとき得られる負の補正値または負荷電流Ａoutの値が回生電流制限値未満となったとき得られる正の補正値が加算されることにより補正される。
【００１５】
加算器１４１の出力は補正電圧指令値として可変直流電圧源１６に入力される。可変直流電圧源１６内では、加算器１４１からの補正電圧指令値から、可変直流電圧源１６の出力電圧Ｖoutの値を減算して得た誤差電圧値に応じた電圧が生成され、負荷１８に印加される。
【００１６】
また、可変直流電圧源１６の負荷電流Ａoutの値はコントローラ１４の第１の減算器１４３と第２の減算器１４６に与えられる。第１の減算器１４３では、予め設定された力行電流制限値から負荷電流Ａoutの値が減算される。この結果得た値が負である場合つまり負荷電流Ａoutの値が力行電流制限値を超過している場合に第１のＰＩ制御用スイッチ１４４がオンにされ、減算結果の値が第１のＰＩ制御用スイッチ１４４を通して第１のＰＩ制御部１４５に出力される。減算結果の値が正である場合には第１のＰＩ制御用スイッチ１４４はオフとなり、減算結果の値は第１のＰＩ制御部１４５に出力されない。
【００１７】
一方、第２の減算器１４６では、予め設定された回生電流制限値から負荷電流Ａoutの値が減算される。この結果得られた値が正である場合つまり負荷電流Ａoutの値が回生電流制限値未満である場合に第２のＰＩ制御用スイッチ１４７がオンにされ、減算結果の値が第２のＰＩ制御用スイッチ１４７を通して第２のＰＩ制御部１４８に出力される。減算結果の値が負である場合には第２のＰＩ制御用スイッチ１４７はオフとなり、減算結果の値が第２のＰＩ制御部１４８に出力されない。
【００１８】
ここで、負荷電流Ａoutの値が力行電流制限値を超過している場合を考える。この場合、第１のＰＩ制御部１４５は第１の減算器１４３より入力された負の値に対して比例積分演算を行うことによって、力行電流制限値の超過分に応じた負の補正値を求め、これを加算器１４１に出力する。一方、負荷電流Ａoutの値が力行電流制限値を超過している場合は、当然ながら負荷電流Ａoutの値は回生電流制限値も超過していることから、第２の減算器１４６の出力の値も負となる。よって第２のＰＩ制御用スイッチ１４７はオフとなり、第２のＰＩ制御部１４８から加算器１４１への出力は"０"となる。したがって、この場合、負荷電流Ａoutの値の力行電流制限値に対する超過分が加算器１４１に補正値として入力され、データ入力部からの電圧指令値Ｖinがその補正値によって補正される。これにより、可変直流電圧源１６の出力電圧Ｖoutに対する上限制限が行われる。
【００１９】
次に、負荷電流Ａoutの値が回生電流制限値未満となったときを説明する。この場合、第２のＰＩ制御部１４８は第２の減算器１４６より出力された正の値に対して比例積分演算を行うことによって、回生電流制限値に対する未満分に応じた正の補正値を求め、これを加算器１４１に出力する。一方、負荷電流Ａoutの値が回生電流制限値未満である場合は、当然ながら負荷電流Ａoutの値は力行電流制限値未満であることから、第１の減算器１４３の出力の値も正となる。よって、第１のＰＩ制御用スイッチ１４４はオフとなり、第１のＰＩ制御部１４５から加算器１４１への出力は"０"となる。したがって、負荷電流Ａoutの値の回生電流制限値に対する未満分が加算器１４１に補正値として入力され、データ入力部からの電圧指令値がその補正値によって補正される。これにより、可変直流電圧源１６の出力電圧Ｖoutに対する下限制限が行われる。
【００２０】
しかしながら、かかる典型的なバッテリシミュレータにおける出力制限方式には次のような課題がある。典型的な出力制限方式では、負荷電流Ａoutの値が力行電流制限値を超過しているとき、あるいは負荷電流Ａoutの値が回生電流制限値未満であるとき、ＰＩ制御部によるＰＩ演算の実行を開始させることとしている。このためＰＩ制御部が動作開始から最初の演算結果を出力するまでにおいて、積分時間に応じた時間分の遅延が生じる。この遅延は出力電圧Ｖoutに対して制限をかけるタイミングの遅れとなり、バッテリシミュレータの信頼性の低下につながる可能性がある。そこで、ＰＩ制御部の動作開始から最初の演算の積分時間を短くすると、応答性は向上するものの、ノイズによる影響が大きくなり、やはり信頼性の低下を招くことがある。
【００２１】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、出力電圧の上限制限および下限制限の制御を良好に行うことのできるバッテリシミュレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明に係るバッテリシミュレータは、指令値に応じた直流電圧を生成して負荷に供給する電源部と、前記電源部の負荷電流の値と力行電流制限値とを比較する第１の比較部と、前記電源部の負荷電流の値と回生電流制限値とを比較する第２の比較部と、前記第１の比較部により得られた比較結果の値に対して比例積分演算を行う第１の比例積分演算部と、前記第２の比較部により得られた比較結果の値に対して比例積分演算を行う第２の比例積分演算部と、前記負荷電流の値が前記力行電流制限値を超過しているときの前記第１の比例積分演算部の演算結果を前記指令値に対する補正値として選択する第１の出力制限部と、前記負荷電流の値が前記回生電流制限値に満たないときの前記第２の比例積分演算部の演算結果を前記補正値として選択する第２の出力制限部と、前記補正値で前記指令値を補正する補正部とを具備する。
【００２３】
本発明では、第１の比較部にて、指令値に応じた直流電圧を生成して負荷に供給する電源部の負荷電流の値と力行電流制限値とを比較し、この比較結果の値に対して、第１の比例積分演算部が比例積分演算を行い、この第１の比例積分演算部の演算結果のうち負荷電流の値が力行電流制限値を超過しているときの値が第１の出力制限部によって前記指令値に対する補正値として選択され、補正部に入力される。一方、第２の比較部にて、指令値に応じた直流電圧を生成して負荷に供給する電源部の負荷電流の値と回生電流制限値とを比較し、この比較結果の値に対して、第２の比例積分演算部が比例積分演算を行い、この第２の比例積分演算部の演算結果のうち負荷電流の値が回生電流制限値に満たないときの値が第２の出力制限部によって前記指令値に対する補正値として選択され、補正部に入力される。そして、補正部にて、第１の出力制限部または第２の出力制限部のいずれかより選択された補正値で指令値が補正される。
【００２４】
したがって、本発明によれば、第１の比例積分演算部および第２の比例積分演算部が連続的に比例積分演算を実行するので、最初の比例積分演算結果が出力される際の積分時間に起因する遅延が生じることがなく、ノイズによる演算結果への影響も生じにくい。よって、出力電圧の上限制限および下限制限の制御を良好に行うことができる。
【００２５】
上記のバッテリシミュレータにおいて、前記第１の出力制限部は、前記負荷電流の値が前記力行電流制限値以下であるときの前記第１の比例積分演算部の演算結果を前記補正値として無効とし、前記第２の出力制限部は、前記負荷電流の値が前記回生電流制限値以上であるときの前記第２の比例積分演算部の演算結果を前記補正値として無効とするものであってもよい。これにより、出力電圧の上限制限および下限制限の制御において不要な演算結果が補正部に供給されず、制御を良好に行うことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のバッテリシミュレータによれば、出力電圧の上限制限および下限制限の制御を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るバッテリシミュレータの構成を示す図である。
【図２】図１に示すバッテリシミュレータの出力電圧Ｖoutの上限制限の制御フローである。
【図３】図１に示すバッテリシミュレータの出力電圧Ｖoutの下限制限の制御フローである。
【図４】本発明の変形例１に係るバッテリシミュレータの構成を示す図である。
【図５】本発明の変形例２に係るバッテリシミュレータの構成を示す図である。
【図６】典型的なバッテリシミュレータの基本構成を示すブロック図である。
【図７】典型的なバッテリシミュレータにおけるコントローラの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るバッテリシミュレータの構成を示す図である。
同図に示すように、この実施形態のバッテリシミュレータ２０は、コントローラ２１、可変直流電圧源２２などで構成される。
【００２９】
可変直流電圧源２２は、指令値に応じた直流電圧を生成して負荷１８に供給する電源部である。
コントローラ２１は、可変直流電圧源２２の出力電圧Ｖoutをソフトウェアにより制御する手段である。なお、図１において、コントローラ２１は、等価的な回路により表現されている。コントローラ２１は、加算器２１１、第１の減算器２１３、第１のＰＩ（比例積分）制御部２１４、第１の出力制限部２１５、第２の減算器２１６、第２のＰＩ制御部２１７、第２の出力制限部２１８などで構成される。
【００３０】
加算器２１１は、可変直流電圧源２２の出力電圧Ｖoutが過大および過小となるのを抑制するように、データ入力部（図６参照）からの電圧指令値Ｖinを、第１の出力制限部２１５または第２の出力制限部２１８より得られる補正値を加算することによって補正する。
【００３１】
第１の減算器２１３は、予め設定された力行電流制限値から可変直流電圧源２２内で検出された負荷電流Ａoutの値を減算する。ここで、力行電流制限値とは、可変直流電圧源２２の出力電圧Ｖoutの上限制限のために、負荷電流Ａoutについて予め決められた上限値である。
【００３２】
第１のＰＩ制御部２１４は、常時稼動状態とされ、第１の減算器２１３にて負荷電流Ａoutの値から力行電流制限値の減算された値を用いて比例積分演算を実行する。
【００３３】
第１の出力制限部２１５は、第１のＰＩ制御部２１４によって求められた値が負であるときに（負荷電流Ａoutの値が力行電流制限値を超えているとき）、その負の値を出力し、第１のＰＩ制御部２１４によって求められた値が"０"または正であるときに一律に"０"を出力する。第１の出力制限部２１５の出力は、データ入力部からの電圧指令値Ｖinに対する補正値として加算器２１１に出力される。
【００３４】
第２の減算器２１６は、予め設定された回生電流制限値から可変直流電圧源２２内で検出された減算する。ここで、回生電流制限値とは、可変直流電圧源２２の出力電圧Ｖoutの下限制限のために、負荷電流Ａoutについて予め決められた下限値である。
【００３５】
第２のＰＩ制御部２１７は、常時稼動状態とされ、第２の減算器２１６にて負荷電流Ａoutの値から回生電流制限値の減算された値を用いて比例積分演算を実行する。
【００３６】
第２の出力制限部２１８は、第２のＰＩ制御部２１７によって求められた値が正であるときに（負荷電流Ａoutの値が回生電流制限値未満であるとき）、その正の値を出力し、第２のＰＩ制御部２１７によって求められた値が"０"または負であるときに一律に"０"を出力する。第２の出力制限部２１８の出力は、データ入力部からの電圧指令値Ｖinに対する補正値として加算器２１１に出力される。
【００３７】
＜バッテリシミュレータの動作＞
次に、本実施形態のバッテリシミュレータ２０の動作を説明する。
【００３８】
まずデータ入力部から電圧指令値Ｖinがコントローラ２１に入力される。コントローラ２１に入力された電圧指令値Ｖinは、加算器２１１にて、可変直流電圧源２２の出力電圧Ｖoutが過大および過小となるのを抑制するように、第１の出力制限部２１５または第２の出力制限部２１８より得られる補正値が加算されることによって必要に応じて補正される。
【００３９】
加算器２１１の出力は補正電圧指令値として第１の減算器２１２に入力される。可変直流電圧源２２内では、加算器２１１からの補正電圧指令値から、可変直流電圧源２２の出力電圧Ｖoutの値を減算して得た誤差電圧値に応じた電圧が補正後の出力電圧Ｖoutとして生成され、負荷１８に印加される。
【００４０】
＜出力電圧の上限制限および下限制限の制御＞
次に、可変直流電圧源２２の出力電圧Ｖoutの上限制限および下限制限の制御について説明する。
図２は出力電圧Ｖoutの上限制限の制御フロー、図３は出力電圧Ｖoutの下限制限の制御フローである。これらのフローの動作は並行される。
【００４１】
可変直流電圧源２２の負荷電流Ａoutの値はコントローラ２１内の第１の減算器２１３と第２の減算器２１６に同時に出力される。
【００４２】
第１の減算器２１３では、予め設定された力行電流制限値から負荷電流Ａoutの値の減算が行われ（図２：ステップＳ１０１）、その結果は第１のＰＩ制御部２１４に出力される（図２：ステップＳ１０２）。一方、第２の減算器２１６では、予め設定された回生電流制限値から負荷電流Ａoutの値の減算が行われ（図３：ステップＳ２０１）、その結果は第２のＰＩ制御部２１７に出力される（図３：ステップＳ２０２）。
【００４３】
ここで、負荷電流Ａoutの値が力行電流制限値を超過している場合を考える。この場合、第１の減算器２１３の出力は負の値となる。第１のＰＩ制御部２１４は第１の減算器２１３より入力された負の値に対して比例積分演算を行い（図２：ステップＳ１０３）、その結果得た負の値を第１の出力制限部２１５に出力する。第１の出力制限部２１５は、第１のＰＩ制御部２１４により出力された値が負であるとき（図２：ステップＳ１０４のＹＥＳ）、その負の値を出力し（図２：ステップＳ１０５）、値が"０"または正であるとき（図２：ステップＳ１０４のＮＯ）、一律に"０"を出力するものとされている（図２：ステップＳ１０６）。したがって、この動作例では、第１の出力制限部２１５は、第１のＰＩ制御部２１４より出力された負の値をそのまま加算器２１１に出力する。
【００４４】
一方、負荷電流Ａoutの値が力行電流制限値を超過している場合、第２の減算器２１６の出力も同様に負の値となり、第２のＰＩ制御部２１７による比例積分演算結果の値も負となるが、第２の出力制限部２１８は、第２のＰＩ制御部２１７の出力の値が"０"または負であるときに（図３：ステップＳ２０4のＮＯ）、一律に"０"を出力するものとされている（図３：ステップＳ２０６）。したがって、この動作例では、第２の出力制限部２１８から加算器２１１に"０"が出力される。この結果、第１の出力制限部２１５と第２の出力制限部２１８の出力の値の総計は第１の出力制限部２１５からの負の値のみとなり、加算器２１１では、データ入力部からの電圧指令値Ｖinに対して第１の出力制限部２１５からの負の値が加算されることによって、電圧指令値Ｖinは低減方向に補正される。
【００４５】
次に、負荷電流Ａoutの値が回生電流制限値未満である場合を説明する。この場合、第２の減算器２１６の出力は正の値となる。第２のＰＩ制御部２１７は第２の減算器２１６より入力された正の値に対して比例積分演算を行い（図３：ステップＳ２０３）、その結果得た正の値を第２の出力制限部２１８に出力する。この場合、第２の出力制限部２１８からは第２のＰＩ制御部２１７より出力された正の値がそのまま加算器２１１に出力される（図３：ステップＳ２０５）。
【００４６】
また、この場合、第２の減算器２１６の出力も同様に正の値となり、第１のＰＩ制御部２１４の出力の値も正となるが、第１の出力制限部２１５は、第１のＰＩ制御部２１４により出力された値が"０"または正であるとき（図２：ステップＳ１０４のＹＥＳ）、一律に"０"を出力するものとされている（図２：ステップＳ１０６）。したがって、この動作例では、第１の出力制限部２１５から加算器２１１に"０"が出力される。この結果、第１の出力制限部２１５と第２の出力制限部２１８の出力の値の総計は第２の出力制限部２１８からの正の値のみとなり、加算器２１１では、データ入力部からの電圧指令値Ｖinに対して第１の出力制限部２１５からの正の値が加算されることによって、電圧指令値Ｖinは増大方向に補正される。
【００４７】
以上のように本実施形態によれば、典型例の出力電圧の上限制限および下限制限の制御方式に比較して次のような有利性が得られる。
本実施形態のバッテリシミュレータ２０では、第１のＰＩ制御部２１４および第２のＰＩ制御部２１７が連続的に比例積分演算を実行するので、最初の比例積分演算結果が出力される際の積分時間に起因する遅延が生じることがなく、また、ノイズによる演算結果への影響も生じにくい。よって、出力電圧Ｖoutの上限制限および下限制限の制御を良好に行うことができる。
【００４８】
さらに、典型例の方式では、負荷電流Ａoutの値が力行電流制限値を超過していること、あるいは負荷電流Ａoutの値が回生電流制限値を下回ったことが検出される度にＰＩ制御部を起動させるので、ＰＩ制御部の起動時間による遅延も考えられるが、本実施形態によればＰＩ制御部の起動時間による遅延も解消される。
【００４９】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００５０】
例えば、本実施形態では、出力電圧の上限制限および下限制限等の制御が、コントローラにおいてプログラムにより実現される場合について説明したが、それらをすべてハードウェアで実現したり、一部をソフトウェアで、他をハードウェアで実現することも可能である。
【００５１】
＜変形例１＞
本発明は、電源部としてチョッパ出力型の電源を用いた場合にも応用することが可能である。
【００５２】
図４は本発明の変形例１に係るチョッパ出力型の電源を用いたバッテリシミュレータ３０の構成を示す図である。
同図に示すように、この変形例１のバッテリシミュレータ３０は、コントローラ３１、チョッパ出力型可変電圧源３２、ＰＷＭ信号発生器３３などで構成される。ここで、コントローラ３１は、図１に示した実施形態のコントローラ２１に、第３の減算器２１２が付加されて構成される。第３の減算器２１２は、加算器２１１の補正電圧指令値から可変直流電圧源２２の出力電圧Ｖoutの値を減算して電圧指令値の誤差電圧値を生成し、その結果をＰＷＭ信号発生器３３に供給する。
【００５３】
ＰＷＭ信号発生器３３は、三角波発生器とコンパレータを備える。三角波発生器は、チョッパ周波数に対応した三角波を発生し、コンパレータはこの三角波とコントローラ２１内の第３の減算器２１２から供給される電圧指令値の誤差補正値とを比較することにより、その電圧指令値の誤差補正値に応じてパルス幅が変調されたパルスを発生する。チョッパ出力型可変電圧源３２は、２本の電源線間に例えば２個のスイッチング素子が直列に介挿され、これらのスイッチング素子のスイッチングを行うことにより両スイッチング素子の共通接続端からチョッパ出力を得るとともに、両スイッチング素子をオン状態とするゲートパルスの幅を変調することにより出力電圧Ｖoutの可変制御を行うことができる。
【００５４】
このようなチョッパ出力型可変電圧源３２を用いたバッテリシミュレータ３０においても、上記の実施形態と同様に、第１の減算器２１３、第１のＰＩ制御部２１４、第１の出力制限部２１５、第２の減算器２１６、第２のＰＩ制御部２１７、第２の出力制限部２１８によって、チョッパ出力型可変電圧源３２の出力電圧Ｖoutの上限制限および下限制限の制御を良好に行うことができる。
【００５５】
＜変形例２＞
図５は変形例２に係るチョッパ出力型の電源を用いたバッテリシミュレータ３０Ａの構成を示す図である。
同図に示すように、この変形例２のバッテリシミュレータ３０Ａにおいて、コントローラ３１Ａには、チョッパ出力型可変電圧源３２Ａの出力制御のより安定化を目的として、図４に示した変形例１のコントローラ３１に、自動電圧調整器（以下「ＡＶＲ」と記述する。）２１９、第４の減算器２２０、自動電流調整器（以下「ＡＣＲ」と記述する。）２２１が付加されている。
【００５６】
チョッパ出力型可変電圧源３２Ａは、チョッパ３２１と、負荷電流Ａout1を検出してコントローラ３１Ａ内の第１の減算器２１３および第２の減算器２１６に供給する第１の電流検出器３２４と、チョッパ３２１の出力電流Ａout2を検出してコントローラ３１Ａ内の第４の減算器２２０に供給する第２の電流検出器３２３と、チョッパ３２１の出力からリップルを除去するキャパシタ３２２などを有する。
【００５７】
この変形例２に係るバッテリシミュレータ３０Ａでは、コントローラ３１Ａ内の第３の減算器２１２で、加算器２１１の補正電圧指令値からチョッパ出力型可変電圧源３２の出力電圧Ｖoutの値が減算されることによって誤差電圧値が生成される。この誤差電圧値は、ＡＶＲ２１９に入力され、ＡＶＲ２１９からは、入力された誤差電圧値を"０"に近付けるための電流指令値が発生される。この電流指令値は第４の減算器２２０に入力され、この第４の減算器２２０では、この電流指令値から第２の電流検出器３２３によって検出されたチョッパ３２１の出力電流Ａout2の値が減算され、その結果がＡＣＲ２２１に与えられる。そしてＡＣＲ２２１からは、第４の減算器２２０により得られた減算結果に応じた電圧指令値が生成されてＰＷＭ信号発生器３３に供給される。
【００５８】
このような構成を有するバッテリシミュレータ３０Ａにおいても、上記の実施形態と同様に、第１の減算器２１３、第１のＰＩ制御部２１４、第１の出力制限部２１５、第２の減算器２１６、第２のＰＩ制御部２１７、第２の出力制限部２１８によって、チョッパ出力型可変電圧源３２Ａの出力電圧Ｖoutの上限制限および下限制限の制御を良好に行うことができる。
【符号の説明】
【００５９】
２０…バッテリシミュレータ
２１…コントローラ
２２…可変直流電圧源（電源部）
２１１…加算器（補正部）
２１３…第１の減算器（第１の比較部）
２１４…第１のＰＩ制御部（第１の比例積分演算部）
２１５…第１の出力制限部（第１の出力制限部）
２１６…第２の減算器（第２の比較部）
２１７…第２のＰＩ制御部（第２の比例積分演算部）
２１８…第２の出力制限部（第２の出力制限部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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