(57)【要約】【課題】  本発明は、広範囲の温度条件下で用いられるＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、出力端子と負荷間の配線抵抗が温度条件により変化する場合においても、負荷に印加する電圧の安定化を実現する。【解決手段】本発明は、出力電流を検出する出力電流検出部と温度を検出する温度検出部と、検出した出力電流と温度より負荷までの配線抵抗による電圧降下を補正するための補正量を求める電圧降下補正量算出部を備えたＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、出力電流と温度信号より、電圧降下補正量算出部にて電圧降下補正量を求め、この電圧降下補正量と出力電圧信号と設定電圧よりパルス幅制御量算出部にてパルス幅の制御量を求め、負荷の印加電圧がＤＣ−ＤＣコンバータの温度条件や出力電流に影響されない高精度な定電圧制御を行うものである。【選択図】図１
2006288047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電源電圧００１を平滑化するための入力フィルタ部００２、スイッチング部、スイッチング部を駆動する出力パルスを送るデジタル制御部、スイッチング部００３のオンオフによりトランスの１次側巻線に印加された電圧を２次側に誘起し負荷に電力を供給する出力トランス部００４、前記出力トランス部００４より出力された電源電圧を平滑する出力電圧平滑部００５を有するＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記デジタル制御部には、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を検出するための電圧検出部００８、出力電流を検出する電流検出部００６、温度を検出するための温度検出部００７が接続され、前記電圧検出部００８、前記電流検出部００６、温度検出部００７より検出した出力電圧、出力電流、温度条件が入力され、
電流検出部より検出した出力電流と温度検出部より検出した温度信号により、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端から負荷までの配線抵抗による電圧降下分を補正する電圧降下補正量を算出し、電圧検出部より検出された電圧偏差量と前記電圧降下補正量より、パルス制御量をパルス制御量算出部１０７で演算して出力パルスを作成してパルス出力部１０９よりパルス出力して、スイッチング部００３を駆動していることを特徴としたＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項２】
前記出力パルスは電圧検出部より検出された設定時間あたりの出力電圧変化量及び設定電圧との電圧偏差を検出する電圧偏差量算出部を持つことを特徴とした請求項１記載のＤＣ−ＤＣコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気自動車用ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、負荷に印加される電圧の精度向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＤＣ―ＤＣコンバータや安定化電源では、出力端子での電圧をフィードバックすることで出力電圧が定電圧となるように制御を行っていた。しかしながら、実際に負荷に印加される電圧は出力端子から負荷までの配線抵抗によって電圧降下が発生し、出力端子での電圧より低く変動する。また、自動車のように使用する温度範囲が広い場合には、温度条件により電線抵抗値は変化し、それにより電線での電圧降下はより顕著な物となってしまう。
【０００３】
上記の問題を解決するため方法としては、実開平５−２３２１４号や特開２００３−２７４６４１に開示されており、その構成は図２の様に、出力電流を検出し、アナログ回路で出力電圧降下分を補正する構成となっている。
【特許文献１】実開平５−２３２１４号
【特許文献２】特開２００３−２７４６４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの従来の技術の用にアナログ回路で出力電流による電圧降下分を補正する方法では、自動車のように温度条件により配線の抵抗値が変化する場合には、補正量が不十分なものとなり、負荷に印加される電圧は変動する。
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端子と負荷間の配線抵抗が温度条件により変化する場合においても、配線での電圧降下を補正する機能を有し、負荷に印加する電圧の安定化を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、出力電流を検出する出力電流検出部からの出力電流と温度検出部より検出した温度信号より、電圧降下補正量算出部にて電圧降下補正量を求め、この電圧降下補正量と出力電圧を検出する出力電圧検出部からの出力電圧信号とデジタル制御部に設定された設定電圧より電圧偏差算出部にて、今回電圧偏差、前回電圧偏差を求め、パルス幅制御量算出部にてパルス幅の制御量を求め、このパルス幅制御量を用いてパルス幅作成部にてパルス幅の更新を行い、スイッチング部にパルスを出力することで、ＤＣ−ＤＣコンバータの温度条件や出力に影響されない定電圧制御を行うものである。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように、出力電流に加え温度によって電圧降下補正量を算出することによって、負荷に印加される電圧は温度に依存することなく、高精度で安定化することを可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明のＤＣ−ＤＣコンバータの一実施形態における構成のブロック図を示す。００１は本発明のＤＣ−ＤＣコンバータに接続される外部電源、０１０は外部負荷である。００２は入力電圧平滑部、００３はメインスイッチ、００４はトランス、００５は出力整流平滑部、００６は電流検出部、００７は温度検出部、００８は電圧検出部、００９はデジタル制御部であるＣＰＵを示す。また、００９ＣＰＵ内部の構成では、１０１は出力電流値、１０２は温度値、１０３は出力電圧値、１０４は設定電圧値、１０５は電圧降下補正量算出部、１０６は電圧偏差量算出部、１０７はパルス制御量算出部、１０８は出力パルス作成部、１０９はパルス出力部を示す。
【０００８】
外部電源００１から供給された電圧は、入力電圧平滑部００２で平滑化され、メインスイッチ００３がＣＰＵ００９からのパルス信号によりオン／オフ切替えられる事で、トランス００４の1次側巻線に印加させ電流を流し、２次側巻線に発生した誘導起電流を出力整流平滑部００５で整流、平滑化し、負荷に電圧を出力する。
【０００９】
上記メインスイッチ００３は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等を用いて構成されており、ＣＰＵ００９の出力パルス信号によって駆動されており、パルス信号のオン時間が長いほどより大きい出力が得られる構成となっている。
【００１０】
この実施形態において、電流検出部００６及び温度検出部００７で検出した信号はＡＤ変換されて、出力電流１０１及び温度値１０２としてＣＰＵ００９に取り込まれ、これら出力電流及び温度値１０２より電圧降下補正量ΔＶを以下の式で求める。
ΔＶ＝Ｉout×Ｒ０（１＋α×Ｔ）
Ｉout：出力電流  Ｒ０：０℃の時の配線抵抗値  α：温度係数  Ｔ：温度値
【００１１】
また、電圧検出部００８で検出した信号はＡＤ変換されて、出力電圧１０３としてＣＰＵ００９に取り込まれ、一定時間間隔で電圧偏差量算出部１０７にてＣＰＵ００９に保持されている設定電圧１０３と前項で求めた電圧降下補正量ΔＶで下記の式で偏差量Ｖ１を算出する。
Ｖ１＝Ｖout−Ｖset−ΔＶ
Ｖ１：電圧偏差  Ｖset：設定電圧  ΔＶ：電圧降下補正量
これと同時に、一定時間前の偏差量として前回電圧偏差量Ｖ２を保持し、また時間変化量ΔＶをΔＶ＝Ｖ１−Ｖ２にて求める。
【００１２】
そして、求めた電圧偏差量Ｖ１、前回電圧偏差量Ｖ２、時間変化量ΔＶを用いパルス制御量算出部１０９にて下記ＰＩＤ制御式を用いパルスの制御量ΔＤｕｔｙ１を求める。
ΔＤｕｔｙ１＝Ｋｐ２×Ｖ１＋Ｋｄ２×ΔＶ＋Ｋｉ２×（Ｖ１＋Ｖ２）
Ｋｐ２：比例制御の比例定数  Ｋｄ２：微分制御の比例定数  Ｋｉ２：積分制御の比例定数
【００１３】
前項００１２で求めたパルスの制御量ΔＤｕｔｙ１より、出力パルス作成部１０７にてパルスのＤｕｔｙ＝前回Ｄｕｔｙ＋ΔＤｕｔｙ１とし、このＤｕｔｙに応じたパルスをパルス出力部１０９よりスイッチング部００３に出力することで、温度及び出力電流による配線での電圧降下の補正を行い、負荷に印加される電圧の制御を行う。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明は自動車用に限らず、使用される温度範囲が広い環境で用いられる安定化電源、インバータ等にも用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明における実施形態のブロック図
【図２】従来のＤＣ−ＤＣコンバータ形態のブロック図
【符号の説明】
【００１６】
００１  電源
００２  入力平滑平滑部
００３  メインスイッチ
００４  トランス
００５  出力整流平滑部
００６  電流検出部
００７  温度検出部
００８  電圧検出部
００９  ＣＰＵ
１０１  出力電流信号
１０２  温度値
１０３  出力電圧値
１０４  設定電圧値
１０５  電圧降下補正量算出部
１０６  電圧偏差量算出部
１０７  パルス制御量算出部
１０８  出力パルス作成部
１０９  パルス出力部
【図１】
2006288047.tif 000003
【図２】
2006288047.tif 000004