(57)【要約】【課題】電圧変換器を駆動制御するＰＷＭ信号の切り替えに要する時間を短縮する。【解決手段】第１電圧値と第１目標値との比較結果に基づいて電圧変換部２０を駆動制御する反転ＰＷＭ信号を生成するとともに、第２電圧値と第２目標値との比較結果に基づいて電圧変換部２０を駆動制御する第２ＰＷＭ信号を生成する。そして、反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号のうち、両方の信号がオン状態を示すタイミングをオン状態のタイミングとしたＡＮＤ信号、又は少なくとも何れか一方の信号がオン状態を示すタイミングをオン状態のタイミングとしたＯＲ信号を生成する。【選択図】図２
2019205284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイサイド側の第１スイッチング素子とローサイド側の第２スイッチング素子とを備え、前記第１スイッチング素子のオンオフ動作により第１導電路に印加された入力電圧を降圧して第２導電路に出力する降圧動作と、前記第２スイッチング素子のオンオフ動作により前記第２導電路に印加された入力電圧を昇圧して前記第１導電路に出力する昇圧動作とを行う電圧変換部と、
前記第１導電路の電圧値である第１電圧値を検出する第１電圧検出部と、
前記第２導電路の電圧値である第２電圧値を検出する第２電圧検出部と、
前記第１電圧値と第１目標値とに基づいて前記第１導電路の電圧値を前記第１目標値に近づけるようにデューティを更新する信号である第１ＰＷＭ信号、及び、前記第２電圧値と第２目標値とに基づいて前記第２導電路の電圧値を前記第２目標値に近づけるようにデューティを更新する信号であり且つ前記第１ＰＷＭ信号と同期した信号である第２ＰＷＭ信号のうち、前記第１ＰＷＭ信号を反転したＰＷＭ信号である反転ＰＷＭ信号の生成と、前記第２ＰＷＭ信号の生成とを並行して行う第１の信号生成部と、
前記第１の信号生成部によって生成された前記反転ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号が入力され、前記反転ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号の両方がオン信号である時期にオン信号となり且つ前記反転ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号のうちの少なくとも一方がオフ信号である時期にオフ信号となるＡＮＤ信号、又は前記反転ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号の少なくとも一方がオン信号である時期にオン信号となり且つ前記反転ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号の両方がオフ信号である時期にオフ信号となるＯＲ信号、の少なくともいずれかを制御信号として生成する第２の信号生成部と、
前記第２の信号生成部によって生成された前記制御信号を前記第１スイッチング素子に入力し、前記制御信号を反転した反転信号を前記第２スイッチング素子に入力する駆動部と、
を備える電圧変換装置。
【請求項２】
ハイサイド側の第１スイッチング素子とローサイド側の第２スイッチング素子とを備え、前記第１スイッチング素子のオンオフ動作により第１導電路に印加された入力電圧を降圧して第２導電路に出力する降圧動作と、前記第２スイッチング素子のオンオフ動作により前記第２導電路に印加された入力電圧を昇圧して前記第１導電路に出力する昇圧動作とを行う電圧変換部と、
前記第１導電路の電圧値である第１電圧値を検出する第１電圧検出部と、
前記第２導電路の電圧値である第２電圧値を検出する第２電圧検出部と、
前記第１電圧値と第１目標値とに基づいて前記第１導電路の電圧値を前記第１目標値に近づけるようにデューティを更新する信号である第１ＰＷＭ信号、及び、前記第２電圧値と第２目標値とに基づいて前記第２導電路の電圧値を前記第２目標値に近づけるようにデューティを更新する信号であり且つ前記第１ＰＷＭ信号と同期した信号である第２ＰＷＭ信号のうち、前記第２ＰＷＭ信号を反転したＰＷＭ信号である反転ＰＷＭ信号の生成と、前記第１ＰＷＭ信号の生成とを並行して行う第１の信号生成部と、
前記第１の信号生成部によって生成された前記反転ＰＷＭ信号及び前記第１ＰＷＭ信号が入力され、前記反転ＰＷＭ信号及び前記第１ＰＷＭ信号の両方がオン信号である時期にオン信号となり且つ前記反転ＰＷＭ信号及び前記第１ＰＷＭ信号のうちの少なくとも一方がオフ信号である時期にオフ信号となるＡＮＤ信号、又は前記反転ＰＷＭ信号及び前記第１ＰＷＭ信号の少なくとも一方がオン信号である時期にオン信号となり且つ前記反転ＰＷＭ信号及び前記第１ＰＷＭ信号の両方がオフ信号である時期にオフ信号となるＯＲ信号、の少なくともいずれかを制御信号として生成する第２の信号生成部と、
前記第２の信号生成部によって生成された前記制御信号を前記第２スイッチング素子に入力し、前記制御信号を反転した反転信号を前記第１スイッチング素子に入力する駆動部と、
を備える電圧変換装置。
【請求項３】
前記第２の信号生成部は、
前記ＡＮＤ信号を生成するＡＮＤ回路と、
前記ＯＲ信号を生成するＯＲ回路と、
前記ＡＮＤ回路からの出力信号又は前記ＯＲ回路からの出力信号のいずれかを前記制御信号として選択する選択部と、
を有する請求項１又は請求項２に記載の電圧変換装置。
【請求項４】
ハイサイド側の第１スイッチング素子とローサイド側の第２スイッチング素子とを備え、前記第１スイッチング素子のオンオフ動作により第１導電路に印加された入力電圧を降圧して第２導電路に出力する降圧動作と、前記第２スイッチング素子のオンオフ動作により前記第２導電路に印加された入力電圧を昇圧して前記第１導電路に出力する昇圧動作とを行う電圧変換部と、
前記第１導電路の電圧値である第１電圧値を検出する第１電圧検出部と、
前記第２導電路の電圧値である第２電圧値を検出する第２電圧検出部と、
前記第１電圧値と第１目標値とに基づいて前記第１導電路の電圧値を前記第１目標値に近づけるデューティである第１デューティ、及び前記第２電圧値と第２目標値とに基づいて前記第２導電路の電圧値を前記第２目標値に近づけるデューティである第２デューティのうち、１００％から前記第１デューティを減じた値である反転デューティ及び前記第２デューティのうちの大きい値又は小さい値を選択する調停部と、
前記調停部が選択したデューティに応じたＰＷＭ信号を制御信号として前記第１スイッチング素子に入力し、前記制御信号を反転した反転信号を前記第２スイッチング素子に入力する駆動部と、
を備える電圧変換装置。
【請求項５】
ハイサイド側の第１スイッチング素子とローサイド側の第２スイッチング素子とを備え、前記第１スイッチング素子のオンオフ動作により第１導電路に印加された入力電圧を降圧して第２導電路に出力する降圧動作と、前記第２スイッチング素子のオンオフ動作により前記第２導電路に印加された入力電圧を昇圧して前記第１導電路に出力する昇圧動作とを行う電圧変換部と、
前記第１導電路の電圧値である第１電圧値を検出する第１電圧検出部と、
前記第２導電路の電圧値である第２電圧値を検出する第２電圧検出部と、
前記第１電圧値と第１目標値とに基づいて前記第１導電路の電圧値を前記第１目標値に近づけるデューティである第１デューティ、及び前記第２電圧値と第２目標値とに基づいて前記第２導電路の電圧値を前記第２目標値に近づけるデューティである第２デューティのうち、１００％から前記第２デューティを減じた値である反転デューティ及び前記第１デューティのうちの大きい値又は小さい値を選択する調停部と、
前記調停部が選択したデューティに応じたＰＷＭ信号を制御信号として前記第２スイッチング素子に入力し、前記制御信号を反転した反転信号を前記第１スイッチング素子に入力する駆動部と、
を備える電圧変換装置。
【請求項６】
前記調停部は、前記大きい値又は前記小さい値のいずれを抽出するかを切り替える切替部を有する請求項４又は請求項５に記載の電圧変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電圧変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高圧側から入力した電圧を降圧して低圧側に出力しうるとともに、低圧側から入力した電圧を昇圧して高圧側に出力しうる電圧変換装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された昇降圧コンバータは、電圧変換部と、この電圧変換部を駆動制御するマイコンとを備えている。このマイコンは、１２Ｖ側（低圧側）及び４８Ｖ側（高圧側）の電圧値を検出し、検出した各電圧値に基づき、電圧変換部を降圧駆動しうるとともに昇圧駆動しうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−７７９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この昇降圧コンバータでは、降圧用のＰＷＭ信号を出力することで電圧変換部を降圧駆動し、昇圧用のＰＷＭ信号を出力することで電圧変換部を昇圧駆動する。このため、降圧駆動及び昇圧駆動のうち一方の駆動を実行している状況下で他方の駆動に切り替える場合、駆動態様を切り替える判断をする処理と、出力中のＰＷＭ信号の出力を停止してから他方のＰＷＭ信号の出力を開始する処理を伴う。したがって、ＰＷＭ信号の切り替えに一定の時間を要するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであって、電圧変換器を駆動制御するＰＷＭ信号の切り替えに要する時間を短縮しうる技術の提供を解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様に係る電圧変換装置は、
ハイサイド側の第１スイッチング素子とローサイド側の第２スイッチング素子とを備え、前記第１スイッチング素子のオンオフ動作により第１導電路に印加された入力電圧を降圧して第２導電路に出力する降圧動作と、前記第２スイッチング素子のオンオフ動作により前記第２導電路に印加された入力電圧を昇圧して前記第１導電路に出力する昇圧動作とを行う電圧変換部と、
前記第１導電路の電圧値である第１電圧値を検出する第１電圧検出部と、
前記第２導電路の電圧値である第２電圧値を検出する第２電圧検出部と、
前記第１電圧値と第１目標値とに基づいて前記第１導電路の電圧値を前記第１目標値に近づけるようにデューティを更新する信号である第１ＰＷＭ信号、及び、前記第２電圧値と第２目標値とに基づいて前記第２導電路の電圧値を前記第２目標値に近づけるようにデューティを更新する信号であり且つ前記第１ＰＷＭ信号と同期した信号である第２ＰＷＭ信号のうち、前記第１ＰＷＭ信号を反転したＰＷＭ信号である反転ＰＷＭ信号の生成と、前記第２ＰＷＭ信号の生成とを並行して行う第１の信号生成部と、
前記第１の信号生成部によって生成された前記反転ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号が入力され、前記反転ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号の両方がオン信号である時期にオン信号となり且つ前記反転ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号のうちの少なくとも一方がオフ信号である時期にオフ信号となるＡＮＤ信号、又は前記反転ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号の少なくとも一方がオン信号である時期にオン信号となり且つ前記反転ＰＷＭ信号及び前記第２ＰＷＭ信号の両方がオフ信号である時期にオフ信号となるＯＲ信号、の少なくともいずれかを制御信号として生成する第２の信号生成部と、
前記第２の信号生成部によって生成された前記制御信号を前記第１スイッチング素子に入力し、前記制御信号を反転した反転信号を前記第２スイッチング素子に入力する駆動部と、
を備える。
【０００７】
本発明の第２態様に係る電圧変換装置は、
ハイサイド側の第１スイッチング素子とローサイド側の第２スイッチング素子とを備え、前記第１スイッチング素子のオンオフ動作により第１導電路に印加された入力電圧を降圧して第２導電路に出力する降圧動作と、前記第２スイッチング素子のオンオフ動作により前記第２導電路に印加された入力電圧を昇圧して前記第１導電路に出力する昇圧動作とを行う電圧変換部と、
前記第１導電路の電圧値である第１電圧値を検出する第１電圧検出部と、
前記第２導電路の電圧値である第２電圧値を検出する第２電圧検出部と、
前記第１電圧値と第１目標値とに基づいて前記第１導電路の電圧値を前記第１目標値に近づけるようにデューティを更新する信号である第１ＰＷＭ信号、及び、前記第２電圧値と第２目標値とに基づいて前記第２導電路の電圧値を前記第２目標値に近づけるようにデューティを更新する信号であり且つ前記第１ＰＷＭ信号と同期した信号である第２ＰＷＭ信号のうち、前記第２ＰＷＭ信号を反転したＰＷＭ信号である反転ＰＷＭ信号の生成と、前記第１ＰＷＭ信号の生成とを並行して行う第１の信号生成部と、
前記第１の信号生成部によって生成された前記反転ＰＷＭ信号及び前記第１ＰＷＭ信号が入力され、前記反転ＰＷＭ信号及び前記第１ＰＷＭ信号の両方がオン信号である時期にオン信号となり且つ前記反転ＰＷＭ信号及び前記第１ＰＷＭ信号のうちの少なくとも一方がオフ信号である時期にオフ信号となるＡＮＤ信号、又は前記反転ＰＷＭ信号及び前記第１ＰＷＭ信号の少なくとも一方がオン信号である時期にオン信号となり且つ前記反転ＰＷＭ信号及び前記第１ＰＷＭ信号の両方がオフ信号である時期にオフ信号となるＯＲ信号、の少なくともいずれかを制御信号として生成する第２の信号生成部と、
前記第２の信号生成部によって生成された前記制御信号を前記第２スイッチング素子に入力し、前記制御信号を反転した反転信号を前記第１スイッチング素子に入力する駆動部と、
を備える。
【０００８】
本発明の第３態様に係る電圧変換装置は、
ハイサイド側の第１スイッチング素子とローサイド側の第２スイッチング素子とを備え、前記第１スイッチング素子のオンオフ動作により第１導電路に印加された入力電圧を降圧して第２導電路に出力する降圧動作と、前記第２スイッチング素子のオンオフ動作により前記第２導電路に印加された入力電圧を昇圧して前記第１導電路に出力する昇圧動作とを行う電圧変換部と、
前記第１導電路の電圧値である第１電圧値を検出する第１電圧検出部と、
前記第２導電路の電圧値である第２電圧値を検出する第２電圧検出部と、
前記第１電圧値と第１目標値とに基づいて前記第１導電路の電圧値を前記第１目標値に近づけるデューティである第１デューティ、及び前記第２電圧値と第２目標値とに基づいて前記第２導電路の電圧値を前記第２目標値に近づけるデューティである第２デューティのうち、１００％から前記第１デューティを減じた値である反転デューティ及び前記第２デューティのうちの大きい値又は小さい値を選択する調停部と、
前記調停部が選択したデューティに応じたＰＷＭ信号を制御信号として前記第１スイッチング素子に入力し、前記制御信号を反転した反転信号を前記第２スイッチング素子に入力する駆動部と、
を備える。
【０００９】
本発明の第４態様に係る電圧変換装置は、
ハイサイド側の第１スイッチング素子とローサイド側の第２スイッチング素子とを備え、前記第１スイッチング素子のオンオフ動作により第１導電路に印加された入力電圧を降圧して第２導電路に出力する降圧動作と、前記第２スイッチング素子のオンオフ動作により前記第２導電路に印加された入力電圧を昇圧して前記第１導電路に出力する昇圧動作とを行う電圧変換部と、
前記第１導電路の電圧値である第１電圧値を検出する第１電圧検出部と、
前記第２導電路の電圧値である第２電圧値を検出する第２電圧検出部と、
前記第１電圧値と第１目標値とに基づいて前記第１導電路の電圧値を前記第１目標値に近づけるデューティである第１デューティ、及び前記第２電圧値と第２目標値とに基づいて前記第２導電路の電圧値を前記第２目標値に近づけるデューティである第２デューティのうち、１００％から前記第２デューティを減じた値である反転デューティ及び前記第１デューティのうちの大きい値又は小さい値を選択する調停部と、
前記調停部が選択したデューティに応じたＰＷＭ信号を制御信号として前記第２スイッチング素子に入力し、前記制御信号を反転した反転信号を前記第１スイッチング素子に入力する駆動部と、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電圧変換装置によれば、降圧動作用のデューティ及び昇圧動作用のデューティの両方を継続して算出・更新する動作が可能となり、しかも、降圧動作又は昇圧動作のいずれか一方を行っているときにデューティのバランスが他方を優先させるべき状態に変化した場合には、即座に他方を優先させるように第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子に与える信号を変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の電源システムの構成を例示するブロック図である。
【図２】電圧変換装置の構成を具体的に例示したブロック図である。
【図３】第２ＰＷＭ信号を生成する様子を概念的に例示した説明図である。
【図４】反転ＰＷＭ信号を生成する様子を概念的に例示した説明図である。
【図５】ＡＮＤ信号及びＯＲ信号を生成する様子を概念的に例示した説明図である。
【図６】昇圧動作の様子を概念的に例示した説明図である。
【図７】昇圧動作の実行中にリレースイッチがオン状態に切り替わった場合の様子を概念的に例示した説明図である。
【図８】昇圧動作から降圧動作に切り替わった様子を概念的に例示した説明図である。
【図９】実施例２の電圧変換装置の構成を具体的に例示したブロック図である。
【図１０】実施例３の電圧変換装置の構成を具体的に例示したブロック図である。
【図１１】実施例４の電圧変換装置の構成を具体的に例示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１又は第２態様において、第２の信号生成部は、ＡＮＤ信号を生成するＡＮＤ回路と、ＯＲ信号を生成するＯＲ回路と、ＡＮＤ回路からの出力信号又はＯＲ回路からの出力信号のいずれかを制御信号として選択する選択部と、を有していてもよい。
こうすれば、昇圧動作用の制御と降圧動作用の制御が競合した場合にいずれを優先させるかを選択可能とすることができる。
【００１３】
第３、第４態様において調停部は、上記大きい値又は上記小さい値のいずれを抽出するかを切り替える切替部を有していてもよい。
こうすれば、昇圧動作用の制御と降圧動作用の制御が競合した場合にいずれを優先させるかを選択可能とすることができる。
【００１４】
＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１について説明する。
図１で示す電源システム１００は、例えば車両等に搭載されるとともに、第１電源部３と、第２電源部５と、負荷７と、電圧変換装置１とを備えた構成をなし、第１電源部３又は第２電源部５を電力供給源として負荷７に電力を供給し得るシステムとして構成されている。
【００１５】
第１電源部３は、例えば、リチウムイオン電池等の車載バッテリとして構成されている。第１電源部３は、高電位側の端子が第１導電路１０に電気的に接続されており、第１導電路１０に対して所定の出力電圧（例えば４８Ｖ）を印加する。
【００１６】
第２電源部５は、例えば、鉛蓄電池等の車載バッテリとして構成されている。第２電源部５が、高電位側の端子が第２導電路１２に電気的に接続されており、第２導電路１２に対して所定の出力電圧（例えば１２Ｖ）を印加する。第２電源部５が第２導電路１２に対して印加する出力電圧は、第１電源部３が第１導電路１０に対して印加する出力電圧よりも低く設定されている。
【００１７】
負荷７は、例えばスタータであり、駆動源としてのモータを備えるとともに、車両のエンジンが適正に始動する状態まで回転数を高める動作を行いうる。負荷７は、第２導電路１２に電気的に接続されており、第２電源部５から供給される電力によって作動しうる。また、負荷７は、電圧変換装置１を介して第１導電路１０に電気的に接続されており、第１電源部３から供給される電力によっても作動しうる。
【００１８】
電圧変換装置１は、第１導電路１０と第２導電路１２との間に設けられた電圧変換部２０を備える。電圧変換部２０は、例えば電圧変換器であり、第１導電路１０から入力した電圧を降圧して第２導電路１２に出力する降圧動作を行い得るとともに、第２導電路１２から入力した電圧を昇圧して第１導電路１０に出力する昇圧動作を行い得る。
【００１９】
電圧変換部２０は、ハイサイド側の第１スイッチング素子２２（以下、スイッチング素子２２ともいう）と、ローサイド側の第２スイッチング素子２４（以下、スイッチング素子２４ともいう）と、インダクタ２６と、を備える。スイッチング素子２２，２４は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されている。スイッチング素子２２のドレインには、第１導電路１０が電気的に接続されている。スイッチング素子２２のソースには、スイッチング素子２４のドレインと、インダクタ２６の一端とが接続されている。スイッチング素子２２とインダクタ２６との接続点には、スイッチング素子２４のドレインが接続されている。スイッチング素子２４のソースは接地されている。
【００２０】
電圧変換部２０は、ハイサイド側のコンデンサ２８と、ローサイド側のコンデンサ３０と、を備える。コンデンサ２８の一端は第１導電路１０に接続されており、他端は接地されている。コンデンサ３０の一端は第２導電路１２に接続されており、他端は接地されている。
【００２１】
電圧変換装置１は、第１電圧検出部３２と、第２電圧検出部３４と、ＰＷＭ生成部３６と、駆動部３８と、を備える。第１電圧検出部３２及び第２電圧検出部３４は、それぞれ電圧検出回路として構成されている。第１電圧検出部３２は、第１導電路１０の電圧値（以下「第１電圧値」ともいう）を検出するとともに、検出した第１電圧値を示すアナログ電圧をＰＷＭ生成部３６に出力する。第２電圧検出部３４は、第２導電路１２の電圧値（以下「第２電圧値」ともいう）を検出するとともに、検出した第２電圧値を示すアナログ電圧をＰＷＭ生成部３６に出力する。
【００２２】
ＰＷＭ生成部３６は、第１電圧値を示すアナログ電圧及び第２電圧値を示すアナログ電圧を用いてＰＷＭ信号を生成するとともに、駆動部３８に出力する。ＰＷＭ信号を入力した駆動部３８は、互いに相補的なＰＷＭ信号を生成するとともに、スイッチング素子２２，２４のゲート（電圧変換部２０）に印加することによって、電圧変換部２０を駆動する。具体的には、駆動部３８は、第２の信号生成部７２によって生成された制御信号をスイッチング素子２２に入力し、制御信号を反転した反転信号をスイッチング素子２４に入力する。
【００２３】
この電圧変換部２０は、第１電圧値と第２電圧値との比が、スイッチング素子２４に与えられるＰＷＭ信号のデューティと、スイッチング素子２２に与えられるＰＷＭ信号のデューティとの比となるように昇圧動作又は降圧動作を行う。したがって、本実施例１の電圧変換装置１は、電圧変換部２０に与えるＰＷＭ信号のデューティを調整することで、第１電圧値と第２電圧値との比を調整することが可能となっている。この電圧変換装置１では、第１電圧値と第２電圧値との和に対する第１電圧値の比率（％）が第１目標比率（％）となり、第１電圧値と第２電圧値との和に対する第２電圧値の比率（％）が第２目標比率（１００％−第１目標比率（％））となるように調整する。この調整は、以下の構成によって実現される。
【００２４】
図２に示すように、ＰＷＭ生成部３６は、主として、第１の信号生成部７１と第２の信号生成部７２とを備える。第１の信号生成部７１は、第２ＰＷＭ生成回路４２と、第１ＰＷＭ生成回路４０と、三角波生成部９０とを備える。第２の信号生成部７２は、ＡＮＤ回路５４、ＯＲ回路５６、選択部５８などを備える。
【００２５】
第２ＰＷＭ生成回路４２は、第２電圧値と第２目標値とに基づいて第２導電路１２の電圧値を第２目標値に近づけるようにデューティを更新する信号である第２ＰＷＭ信号を生成する。第２ＰＷＭ生成回路４２は、第２電圧値を示すアナログ電圧と第２目標値との大小関係を比較する第２比較回路４４と、第２比較回路４４による比較結果と三角波とに基づいて第２ＰＷＭ信号を生成する第２信号生成回路４６と、を有している。三角波は、電源システム１００に設けられた三角波生成部９０によって生成される。
【００２６】
三角波生成部９０は、公知の三角波生成回路として構成されており、三角波（例えばのこぎり波）を生成する。図３のように、三角波生成部９０が生成した三角波は、１周期の開始時点で電圧最小値であり、１周期の間に電圧が徐々に上昇し、１周期の終了時点で電圧最大値から電圧最小値に立ち下がるような波形である。この三角波は、第２信号生成回路４６（第２ＰＷＭ生成回路４２）に出力されるとともに、後述の三角波反転回路５２（第１ＰＷＭ生成回路４０）にも出力される。
【００２７】
第２比較回路４４は、図示しない抵抗器及び差動増幅器を有しており、第２電圧値を増幅した電圧Ｖｔｈ２を出力するように構成されている。具体的には、第２比較回路４４は、第２電圧値と第２目標値とが同じである場合に、第２基準電圧Ｖｓ２となるように増幅した電圧Ｖｔｈ２を第２信号生成回路４６に出力する。なお、第２基準電圧Ｖｓ２は、三角波の最大電圧Ｖｍａｘに上述した第２目標比率を乗じた電圧となっている。第２比較回路４４は、例えば、所定電圧が正側の端子に入力され第２電圧値が負側に端子に入力され、所定電圧（第２電圧値よりも大きい固定値）と第２電圧値との差を増幅する差動増幅回路として構成することができ、この場合、第２電圧値が大きくなるほど出力される電圧Ｖｔｈ２は小さくなり、第２電圧値が小さくなるほど出力される電圧Ｖｔｈ２は大きくなる。そして、第２目標値よりも第２電圧値の方が小さい場合に電圧Ｖｔｈ２が第２基準電圧Ｖｓ２よりも大きくなり、第２目標値よりも第２電圧値の方が大きい場合に電圧Ｖｔｈ２が第２基準電圧Ｖｓ２よりも小さくなる。
【００２８】
第２信号生成回路４６は、例えばコンパレータであり、電圧Ｖｔｈ２と三角波の電圧との大小関係に基づいて二値化するように増幅することで第２ＰＷＭ信号を生成する。より具体的には、三角波生成部９０から入力される電圧よりも電圧Ｖｔｈ２の方が大きい場合にハイレベル（Ｖｃｃ）とし、電圧Ｖｔｈ２の方が小さい場合にローレベル（０Ｖ）とした第２ＰＷＭ信号を生成する。
【００２９】
電圧Ｖｔｈ２が第２基準電圧Ｖｓ２と同じ場合には、第２ＰＷＭ信号のデューティＤａは、基準デューティＤｓとなる。図３（Ａ）に示す例では、電圧Ｖｔｈ２が第２基準電圧Ｖｓ２よりも大きいので、第２ＰＷＭ信号のデューティＤａ＝Ｔｐ２／Ｔ０は基準デューティＤｓよりも大きくなる。また、図３（Ｂ）に示す例では、電圧Ｖｔｈ２が第２基準電圧Ｖｓ２よりも小さいので、第２ＰＷＭ信号のデューティＤａ＝Ｔｎ２／Ｔ０は基準デューティＤｓよりも小さくなる。
【００３０】
第１ＰＷＭ生成回路４０は、第１電圧値と第１目標値とに基づいて第１導電路１０の電圧値を第１目標値に近づけるようにデューティを更新する信号（第１ＰＷＭ信号）を反転したＰＷＭ信号である反転ＰＷＭ信号を生成する。第１ＰＷＭ生成回路４０は、第１電圧値を示すアナログ電圧と第１目標値との大小関係を比較する第１比較回路４８と、第１比較回路４８による比較結果と三角波とに基づいて反転ＰＷＭ信号を生成する第１信号生成回路５０と、第１信号生成回路５０に入力される三角波を反転させる三角波反転回路５２と、を有している。
【００３１】
第１比較回路４８は、図示しない抵抗器及び差動増幅器を有しており、第１電圧値を増幅した電圧Ｖｔｈ１を出力するように構成されている。具体的には、第１電圧値と第１目標値とが同じである場合に、第１基準電圧Ｖｓ１となるように増幅した電圧Ｖｔｈ１を第１信号生成回路５０に出力する。なお、第１基準電圧Ｖｓ１は、三角波の最大電圧Ｖｍａｘに第１目標比率（％）を乗じた電圧となっている。第１比較回路４８は、例えば、所定電圧が正側の端子に入力され第１電圧値が負側の端子に入力され、所定電圧（第１電圧値よりも大きい固定値）と第１電圧値との差を増幅する差動増幅回路として構成することができ、この場合、第１電圧値が大きくなるほど出力される電圧Ｖｔｈ１は小さくなり、第１電圧値が小さくなるほど出力される電圧Ｖｔｈ１は大きくなる。そして、電圧Ｖｔｈ１は、第１目標値よりも第１電圧値の方が小さい場合に第１基準電圧Ｖｓ１よりも大きくなり、第1目標値よりも第１電圧値の方が大きい場合に第１基準電圧Ｖｓ１よりも小さくなる。
【００３２】
三角波反転回路５２は、三角波生成部９０と第１信号生成回路５０との間に設けられており、三角波生成部９０が出力した三角波を入力するとともに、最小値と最大値とを反転させた反転三角波を生成して第１信号生成回路５０に出力する。図４のように、反転三角波は、１周期の開始時点で電圧最大値であり、１周期の間に電圧が徐々に下降し、１周期の終了時点で電圧最小値から電圧最大値に立ち上がるような波形である。
【００３３】
第１信号生成回路５０は、例えばコンパレータであり、電圧Ｖｔｈ１と反転三角波の電圧との大小関係に基づいて二値化するように増幅することで反転ＰＷＭ信号を生成する。より具体的には、反転三角波の電圧よりも電圧Ｖｔｈ１の方が小さい場合にハイレベル（Ｖｃｃ）とし、電圧Ｖｔｈ１の方が大きい場合にローレベル（０Ｖ）とした反転ＰＷＭ信号を生成する。
【００３４】
電圧Ｖｔｈ１が第１基準電圧Ｖｓ１と同じ場合には、反転ＰＷＭ信号のデューティＤａは基準デューティＤｓとなる。図４（Ａ）に示す例では、電圧Ｖｔｈ１が第１基準電圧Ｖｓ１よりも大きいので、反転ＰＷＭ信号のデューティＤａ＝Ｔｎ１／Ｔ０は基準デューティＤｓよりも小さくなる。一方、図４（Ｂ）に示す例では、電圧Ｖｔｈ１が第１基準電圧Ｖｓ１よりも小さいので、反転ＰＷＭ信号のデューティＤａ＝Ｔｐ１／Ｔ０は基準デューティＤｓよりも大きくなる。
【００３５】
このように、反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号は、三角波生成部９０から出力された三角波を用いて生成することで、互いに同期した信号（より具体的には、オン開始タイミングが同一となるように同期した信号）となっている。また、電圧Ｖｔｈ１と三角波を反転させた反転三角波との大小関係に基づいて反転ＰＷＭ信号を生成することで、第１電圧値と第１目標値との大小関係に対する反転ＰＷＭ信号のデューティの大小関係と、第２電圧値と第２目標値との大小関係に対する第２ＰＷＭ信号のデューティの大小関係とが互いに反対となっている。したがって、反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号は、第１電圧値が第１目標値に満たない場合と、第２電圧値が第２目標値に満たない場合とで、電圧変換部２０に対する動作（降圧動作か昇圧動作か）が互いに反対となる。
【００３６】
なお、第１電圧値と第１目標値との大小関係に対する反転ＰＷＭ信号のデューティの大小関係と、第２電圧値と第２目標値との大小関係に対する第２ＰＷＭ信号のデューティの大小関係とが互いに反対とするために別の構成を採用してもよい。例えば、三角波と比較して反転ＰＷＭ信号を生成する一方、反転三角波と比較して第２ＰＷＭ信号を生成するようにしてもよい。あるいは、電圧Ｖｔｈ１の第１基準電圧に対する大小関係を反転させてもよいし、電圧Ｖｔｈ２の第２基準電圧に対する大小関係を反転させてもよい。
【００３７】
ＰＷＭ生成部３６は、ＡＮＤ回路５４及びＯＲ回路５６を備えている。ＡＮＤ回路５４及びＯＲ回路５６は、それぞれ第１ＰＷＭ生成回路４０が出力した反転ＰＷＭ信号を入力するとともに、第２ＰＷＭ生成回路４２が出力した第２ＰＷＭ信号を入力する。そして、ＡＮＤ回路５４は、反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号のうちの両方の信号がハイレベルである場合にハイレベルのＡＮＤ信号を出力するとともに、少なくとも何れか一方の信号がローレベルである場合にローレベルのＡＮＤ信号を出力する。ＯＲ回路５６は、反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号のうちの少なくとも何れか一方の信号がハイレベルである場合にハイレベルのＯＲ信号を出力するとともに、両方の信号がローレベルである場合にローレベルのＯＲ信号を出力する。
【００３８】
図５では、第１電圧値が第１目標値に満たず、第２電圧値が第２目標値に満たない場合におけるＡＮＤ信号とＯＲ信号の出力例が示されている。この場合、反転ＰＷＭ信号のデューティＤａは基準デューティＤｓよりも小さくなっており、第２ＰＷＭ信号のデューティＤａは基準デューティＤｓよりも大きくなっている。ＡＮＤ信号は、反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号のうち、デューティＤａが小さい方の信号と同じ信号となるので、ここでは反転ＰＷＭ信号となる。一方、ＯＲ信号は、反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号のうち、デューティＤａが大きい方の信号と同じ信号となるので、ここでは第２ＰＷＭ信号となる。すなわち、第１電圧値及び第２電圧値の両方が目標値に満たない状況下においては、ＡＮＤ回路５４は反転ＰＷＭ信号を優先させる回路として機能し、ＯＲ回路５６は第２ＰＷＭ信号を優先させる回路として機能する。ＡＮＤ回路５４が生成したＡＮＤ信号及びＯＲ回路５６が生成したＯＲ信号は、ＰＷＭ生成部３６に設けられた選択部５８に出力される。
【００３９】
選択部５８は、例えばマルチプレクサであり、ＡＮＤ回路５４及びＯＲ回路５６から入力したＡＮＤ信号及びＯＲ信号のうち何れか一方の信号を選択して出力する機能を有する。選択部５８は、電圧変換装置１に設けられた制御部９２からの選択指示に従って出力する信号を選択する。制御部９２からの選択指示は、ユーザ等による任意の操作に基づいて行われるものであってもよいし、車両の状態に基づいて自動的に行われるものであってもよい。選択部５８が出力したＡＮＤ信号又はＯＲ信号は、駆動部３８に入力される。
【００４０】
駆動部３８は、選択部５８が出力したＡＮＤ信号又はＯＲ信号を入力するとともに、入力した信号に基づいて生成した互いに相補的なＰＷＭ信号をスイッチング素子２２，２４（電圧変換部２０）に与えることで、スイッチング素子２２，２４（電圧変換部２０）を駆動する機能を有する。
【００４１】
駆動部３８は、ＦＥＴ駆動回路６０，６２と、ＰＷＭ反転回路６４と、を備える。ＦＥＴ駆動回路６０は、入力した信号に従ってオン信号をスイッチング素子２２のゲートに印加することによって、スイッチング素子２２を駆動する。具体的には、ＦＥＴ駆動回路６０は、入力したＰＷＭ信号がハイレベルの状態では、スイッチング素子２２をオン状態とし、入力したＰＷＭ信号がローレベルの状態ではスイッチング素子２２をオフ状態とするように駆動する。
【００４２】
ＦＥＴ駆動回路６２は、入力した信号に従ってオン信号をスイッチング素子２４のゲートに印加することによって、スイッチング素子２４を駆動する。具体的には、ＦＥＴ駆動回路６２は、入力したＰＷＭ信号がハイレベルの状態では、スイッチング素子２４をオン状態とし、入力したＰＷＭ信号がローレベルの状態ではスイッチング素子２４をオフ状態とするように駆動する。
【００４３】
ＰＷＭ反転回路６４は、ＰＷＭ生成部３６が生成したＡＮＤ信号又はＯＲ信号のハイレベル及びローレベルを反転させる機能を有する。ＰＷＭ反転回路６４は、ＰＷＭ生成部３６とＦＥＴ駆動回路６０との接続点とＦＥＴ駆動回路６２との間に配されている。
【００４４】
これにより、スイッチング素子２２は、ＰＷＭ生成部３６が出力したＡＮＤ信号又はＯＲ信号のデューティで駆動され、スイッチング素子２４は、ＰＷＭ生成部３６が出力したＡＮＤ信号又はＯＲ信号のデューティを、１から差し引いた比率（換言すれば、１００％からＡＮＤ信号又はＯＲ信号のデューティの百分率（％）を差し引いた百分率）のデューティで駆動される。
【００４５】
このように電圧変換装置１は、第２電圧値が第２目標値に満たない場合には、デューティＤａが基準デューティＤｓよりも大きい第２ＰＷＭ信号を生成する一方、第２電圧値が第２目標値を超えている場合には、デューティＤａが基準デューティＤｓよりも小さい第２ＰＷＭ信号を生成する。また、第１電圧値が第１目標値に満たない場合には、デューティＤａが基準デューティＤｓよりも小さい反転ＰＷＭ信号を生成する一方、第１電圧値が第１目標値を超えている場合には、デューティＤａが基準デューティＤｓよりも大きい反転ＰＷＭ信号を生成する。
【００４６】
したがって、例えば選択部５８がＯＲ信号を出力信号として選択している場合には、第２電圧値が第２目標値に満たない場合であって、第１電圧値が第１目標値を超えている場合には、デューティＤａが大きい方の第２ＰＷＭ信号がＯＲ信号として出力される。逆に、第２電圧値が第２目標値を超えている場合であって、第１電圧値が第１目標値に満たない場合には、デューティＤａが大きい方の反転ＰＷＭ信号がＯＲ信号として出力される。さらに、第２電圧値及び第１電圧値の両方が目標値に満たない場合には、デューティＤａが大きい方の第２ＰＷＭ信号がＯＲ信号として出力される。すなわち、第２電圧値が第２目標値に満たない場合には第２電圧値が高まるように電圧変換部２０を駆動制御することができ、第１電圧値が第１目標値に満たない場合には、第１電圧値が高まるように電圧変換部２０を駆動制御することができ、第２電圧値及び第１電圧値の両方が目標値に満たない場合には、第２電圧値が高まるように電圧変換部２０を駆動制御することができる。なお、選択部５８がＡＮＤ信号を出力信号として選択している場合には、第２電圧値及び第１電圧値の両方が目標値に満たないときに、第１電圧値が高まるように電圧変換部２０を駆動制御することができる。
【００４７】
続いて、図６〜図８を用いて、電圧変換装置１が、昇圧動作と降圧動作とを切り替える際の具体例について説明する。ここでは、昇圧動作の実行中に降圧動作に切り替える場合の例について説明する。なお、選択部５８は、ＯＲ信号を出力信号として選択していることとする。
【００４８】
図６では、例えばユーザが車両に乗る際における電源システム１００の動きを示している。図６に示す例では、第１電圧値が第１目標値に満たないが、第２電圧値は第２目標値を超えているので、第２電源部５から第１電源部３に電力供給すべく、昇圧動作が行われている。その後、図７に示すように、ユーザによる始動操作に応じて、負荷７に対応して設けられたリレースイッチ９４がオン状態に切り替えられると、負荷７に第２電源部５の電力が供給される。すなわち、第２電源部５は、第１電源部３と負荷７の両方に電力を供給することとなる。これにより、第２電源部５の出力電圧が低下して、第２電圧値が第２目標値を下回ると、第２ＰＷＭ信号のデューティＤａが、基準デューティＤｓを上回る。その結果、ＯＲ信号のデューティＤａが基準デューティＤｓを上回り、図８に示すように、昇圧動作から降圧動作に切り替わる。
【００４９】
以上説明したように、電圧変換装置１において第１の信号生成部７１は、第１電圧値と第１目標値とに基づいて第１導電路１０の電圧値を第１目標値に近づけるようにデューティを更新する信号である第１ＰＷＭ信号、及び、第２電圧値と第２目標値とに基づいて第２導電路１２の電圧値を第２目標値に近づけるようにデューティを更新する信号であり且つ第１ＰＷＭ信号と同期した信号である第２ＰＷＭ信号のうち、第１ＰＷＭ信号を反転したＰＷＭ信号である反転ＰＷＭ信号の生成と、第２ＰＷＭ信号の生成とを並行して行う。そして、第２の信号生成部７２は、第１の信号生成部７１によって生成された反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号が入力され、反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号の両方がオン信号である時期にオン信号となり且つ反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号のうちの少なくとも一方がオフ信号である時期にオフ信号となるＡＮＤ信号、又は反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号の少なくとも一方がオン信号である時期にオン信号となり且つ反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号の両方がオフ信号である時期にオフ信号となるＯＲ信号、の少なくともいずれかを制御信号として生成し得る。ＡＮＤ信号を生成する構成においては、反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号のうちデューティが小さい方の信号が生成され、ＯＲ信号を生成する構成においては、反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号のうちデューティが大きい方の信号が生成される。したがって、ＰＷＭ信号の出力を停止させることなくＰＷＭ信号を切り替えることができるので、ＰＷＭ信号を切り替える際に出力中のＰＷＭ信号の出力を停止してから他方のＰＷＭ信号の出力を開始する処理を実行する構成と比較して、ＰＷＭ信号の切り替えに要する時間を短縮することができる。
【００５０】
また、電圧変換装置１は、第１電圧値と第１目標値との大小関係に対する反転ＰＷＭ信号のデューティＤａの大小関係と、第２電圧値と第２目標値との大小関係に対する第２ＰＷＭ信号のデューティＤａの大小関係とが互いに反対となるように、反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号を生成する。このため、第１電圧値が第１目標値に満たない場合の反転ＰＷＭ信号、及び第２電圧値が第２目標値に満たない場合の第２ＰＷＭ信号のデューティＤａの増減方向が互いに逆向きになる。例えば、第１電圧値が第１目標値に満たない場合に反転ＰＷＭ信号のデューティＤａが小さくなるようにした場合には、第２電圧値が第２目標値に満たない場合に第２ＰＷＭ信号のデューティＤａは大きくなる。したがって、第１電圧値が第１目標値に満たない場合と、第２電圧値が第２目標値に満たない場合とで、電圧変換部２０に対して逆の動作を行わせることができるので、昇圧動作と降圧動作とを選択的に行わせることができるとともに、ＡＮＤ信号又はＯＲ信号によって何れかの動作を優先的に行わせることができる。
【００５１】
また、電圧変換装置１は、三角波生成部９０が生成した三角波を用いることで、互いに同期した反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号を生成する。したがって、反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号を簡単に同期させることができる。
【００５２】
また、電圧変換装置１は、第１比較回路４８によって第１電圧値と第１目標値を比較する。そして、第１信号生成回路５０によって、第１比較回路４８による比較結果と三角波とに基づく反転ＰＷＭ信号を生成する。また、第２比較回路４４によって第２電圧値と第２目標値を比較する。そして、第２信号生成回路４６によって、第２比較回路４４による比較結果と三角波とに基づく第２ＰＷＭ信号を生成する。このため、反転ＰＷＭ信号及び第２ＰＷＭ信号を生成する構成の複雑化を抑えることができるので、より一層ＰＷＭ信号の切り替えに要する時間を短縮することができる。
【００５３】
また、電圧変換装置１は、ＡＮＤ回路５４とＯＲ回路５６を備えるとともに、ＡＮＤ回路５４が生成したＡＮＤ信号とＯＲ回路５６が生成したＯＲ信号とを入力して、何れかの信号を選択的に出力する選択部５８を備える。このため、ＡＮＤ信号とＯＲ信号のうち、いずれの信号を優先させるかを選択することができる。
【００５４】
＜実施例２＞
次に、実施例２について説明する。
上述した実施例１の電圧変換装置１は、第１電圧値を示すアナログ電圧及び第２電圧値を示すアナログ電圧をＡＤ変換することなくＰＷＭ信号を生成した。これに対し、実施例２の電圧変換装置２０１は、第１電圧値を示すアナログ電圧及び第２電圧値を示すアナログ電圧をＡＤ変換したデジタル値に基づいてＰＷＭ信号を生成する。以下の説明及び図面では、実施例１の電圧変換装置１と同様の構成をなす部分については、実施例１の電圧変換装置１と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。電圧変換装置２０１の全体構成は、図１の電圧変換装置１においてＰＷＭ生成部３６をＰＷＭ生成部２３６に変更した構成である。
【００５５】
電圧変換装置２０１は、電圧変換装置１のＰＷＭ生成部３６に代えて、ＰＷＭ生成部２３６を備える。ＰＷＭ生成部２３６は、ＡＤ変換部２４０と、制御回路２４１とを備える。ＡＤ変換部２４０は、ＡＤ変換器として構成されており、入力したアナログ電圧をデジタル値に変換して制御回路２４１に出力する。ＡＤ変換部２４０は、第１電圧検出部３２が出力した第１電圧値を示すアナログ電圧、第２電圧検出部３４が出力した第２電圧値を示すアナログ電圧を入力する。なお、第１目標値及び第２目標値のデータについては、ＰＷＭ生成部２３６がデータを保持し得る構成であればよく、例えば図示しない外部装置からＰＷＭ生成部２３６に対してデータが与えられる構成となっている。
【００５６】
制御回路２４１は、例えばＭＣＵ（Micro Controller Unit）として構成されており、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などからなる演算処理部、ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなる記憶部等を備えて構成されている。制御回路２４１は、主として、調停部２４２とＰＷＭ出力部２５８とを備える。調停部２４２は、第１デューティ生成部２４３、第２デューティ生成部２４９、抽出部２５４、選択指示部２５６などを備える。調停部２４２は、第１電圧値と第１目標値とに基づいて第１導電路１０の電圧値を第１目標値に近づけるデューティである第１デューティ（％）、及び第２電圧値と第２目標値とに基づいて第２導電路１２の電圧値を第２目標値に近づけるデューティである第２デューティ（％）のうち、１００％から第１デューティ（％）を減じた値である反転デューティ（％）及び第２デューティ（％）のうちの大きい値又は小さい値を選択する部分である。
【００５７】
第２デューティ生成部２４９は、第２電圧値と第２目標値との比較結果をデジタル値で表すとともに、第２電圧値と第２目標値との比較結果を表したデジタル値に基づいて、電圧変換部２０を駆動制御するＰＷＭ信号のデューティ（具体的には、第２電圧値と第２目標値とに基づいて第２導電路１２の電圧値を第２目標値に近づけるデューティである第２デューティ）を生成する。第２デューティ生成部２４９は、第２差算出部２５０及び第２調整部２５２を有する。
【００５８】
第２差算出部２５０は、第２電圧値と第２目標値との差である第２差（第２の偏差）を算出する。第２調整部２５２は、上記第２差に基づき、公知のフィードバック演算方式（例えばＰＩ演算方式、ＰＩＤ演算方式など）によって第２導電路１２の電圧値を第２目標値に近づけるようにデューティを算出する処理を繰り返し行う機能を有する。より具体的には、第２電圧値と第２目標値とが同じである場合に第２デューティ（％）を所定の第２目標比率（％）とし、第２電圧値が第２目標値から下回る量が大きくなるほど第２デューティ（％）を大きくし、第２電圧値が第２目標値から上回る量が大きくなるほど第２デューティを小さくするように所定の演算方式で第２デューティを算出する。
【００５９】
第１デューティ生成部２４３は、第１電圧値と第１目標値との比較結果をデジタル値で表すとともに、第１電圧値と第１目標値との比較結果を表したデジタル値に基づいて、電圧変換部２０を駆動制御するＰＷＭ信号のデューティ（第１電圧値と第１目標値とに基づいて第１導電路１０の電圧値を第１目標値に近づけるデューティである第１デューティ）を生成する。第１デューティ生成部２４３は、第１差算出部２４４及び第１調整部２４６を有する。
【００６０】
第１差算出部２４４は、第１電圧値と第１目標値との差である第１差（第１の偏差）を算出する。第１調整部２４６は、上記第１差に基づき、公知のフィードバック演算方式（例えばＰＩ演算方式、ＰＩＤ演算方式など）によって第１導電路１０の電圧値を第１目標値に近づけるようにデューティを算出する処理を繰り返し行う機能を有する。より具体的には、第１電圧値と第１目標値とが同じである場合に第１デューティを所定の第１目標比率（％）とし、第１電圧値が第１目標値から下回る量が大きくなるほど第１デューティを大きくし、第１電圧値が第１目標値から上回る量が大きくなるほど第１デューティを小さくするように所定の演算方式で第１デューティを算出する。第１目標比率（％）は、１００％から第２目標比率（％）を減じた値である。反転部２４８は、１００％から第１デューティを減じた値である反転デューティ（％）を生成する。
【００６１】
抽出部２５４は、反転デューティ及び第２デューティのうち、小さい方の値又は大きい方の値を抽出する。小さい方の値と大きい方の値のうち何れを抽出（選択）するかは、選択指示部２５６からの指示によって設定され、抽出部２５４はその設定に従って何れかのデューティを選択する。抽出部２５４は選択したデューティをＰＷＭ出力部２５８に出力する。ＰＷＭ出力部２５８は、抽出部２５４が選択したデューティのＰＷＭ信号を生成して駆動部３８に出力する。駆動部３８は、調停部２４２が選択したデューティに応じたＰＷＭ信号（即ち、ＰＷＭ出力部２５８から出力されるＰＷＭ信号）を制御信号として第１スイッチング素子２２に入力し、制御信号を反転した反転信号を第２スイッチング素子２４に入力する部分である。
【００６２】
以上説明したように、電圧変換装置２０１において、調停部２４２は、第１電圧値と第１目標値とに基づいて第１導電路１０の電圧値を第１目標値に近づけるデューティである第１デューティ、及び第２電圧値と第２目標値とに基づいて第２導電路１２の電圧値を第２目標値に近づけるデューティである第２デューティのうち、「１００％から第１デューティを減じた値である反転デューティ」及び「第２デューティ」のうちの大きい値又は小さい値を選択する。そして、駆動部３８は、調停部２４２が選択したデューティに応じたＰＷＭ信号を制御信号として第１スイッチング素子２２に入力し、この制御信号を反転した反転信号を第２スイッチング素子２４に入力する。具体的には、電圧変換装置２０１は、第１電圧値と第１目標値との比較結果をデジタル値で表すとともに、第１電圧値と第１目標値との比較結果を表したデジタル値に基づいて、電圧変換部２０を駆動制御するＰＷＭ信号のデューティ（第１デューティ）を生成する。また、第２電圧値と第２目標値との比較結果をデジタル値で表すとともに、第２電圧値と第２目標値との比較結果を表した前記デジタル値に基づいて、電圧変換部２０を駆動制御するＰＷＭ信号のデューティ（第２デューティ）を生成する。そして、１００％から第１デューティを減じた値である反転デューティ及び第２デューティのうち小さい方の値又は大きい方の値を抽出するとともに、この抽出したデューティのＰＷＭ信号を生成しうる。このため、ＰＷＭ信号の出力を停止させることなくＰＷＭ信号を切り替えることができるので、ＰＷＭ信号を切り替える際に出力中のＰＷＭ信号の出力を停止してから他方のＰＷＭ信号の出力を開始する処理を実行する構成と比較して、ＰＷＭ信号の切り替えに要する時間を短縮することができる。
【００６３】
また、電圧変換装置２０１は、第１電圧値が第１目標値から下回る量が大きくなるほど第１デューティを大きくし、第１電圧値が第１目標値から上回る量が大きくなるほど第１デューティを小さくする。すなわち、第１電圧値が第１目標値から下回る量が大きくなるほど反転デューティを小さくし、第１電圧値が第１目標値から上回る量が大きくなるほど反転デューティを大きくする。その一方、第２電圧値が第２目標値から下回る量が大きくなるほど第２デューティを大きくし、第２電圧値が第２目標値から上回る量が大きくなるほど第２デューティを小さくする。このため、第１電圧値が第１目標値に満たない場合の反転デューティの増減方向と、第２電圧値が第２目標値に満たない場合の第２デューティの増減方向とが互いに逆向きになる。したがって、第１電圧値が第１目標値に満たない場合と、第２電圧値が第２目標値に満たない場合とで、電圧変換部２０に対して逆の動作を行わせることができるので、反転デューティと第２デューティの大小関係が逆転したときに、昇圧動作と降圧動作とが切り替わるように作動させることができる。
【００６４】
また、電圧変換装置２０１は、第１電圧値を示すアナログ電圧をデジタル値に変換するとともに、第２電圧値を示すアナログ電圧をデジタル値に変換するＡＤ変換部２４０を備える。第１デューティ生成部２４３は、デジタル値で示される第１電圧値と第１目標値との差である第１差（第１の偏差）を算出する第１差算出部２４４と、第１デューティを生成する第１調整部２４６と、を有している。第１調整部２４６は、第１電圧値と第１目標値とが同じである場合に第１デューティを所定の第１目標比率（％）とし、第１電圧値が第１目標値から下回る量が大きくなるほど第１デューティを大きくし、第１電圧値が第１目標値から上回る量が大きくなるほど第１デューティを小さくするように所定の演算方式で第１デューティを演算する。第２デューティ生成部２４９は、デジタル値で示される第２電圧値と第２目標値との差である第２差を算出する第２差算出部２５０と、第２デューティを生成する第２調整部２５２と、を有している。第２調整部２５２は、第２電圧値と第２目標値とが同じである場合に第２デューティを所定の第２目標比率（％）とし、第２電圧値が第２目標値から下回る量が大きくなるほど第２デューティを大きくし、第２電圧値が第２目標値から上回る量が大きくなるほど第２デューティを小さくするように所定の演算方式で第２デューティを演算する。第２目標比率（％）は、１００％から第１目標比率（％）を減じた値である。更に、第１デューティ生成部２４３は、１００％から第１デューティを減じた値である反転デューティを生成する反転部２４８を有している。このため、ＰＷＭ信号を生成する構成の複雑化を抑えることができるので、より一層ＰＷＭ信号の切り替えに要する時間を短縮することができる。
【００６５】
また、電圧変換装置２０１では、抽出部２５４は、選択指示部２５６からの選択指示に応じて、反転デューティ及び第２デューティを比較して、小さい方の値を抽出する状態と、大きい方の値を抽出する状態とに切り替わる。したがって、反転デューティ及び第２デューティのうちいずれのデューティのＰＷＭ信号を優先して生成するかを選択可能とすることができる。
【００６６】
＜実施例３＞
次に、実施例３について図１０を参照して説明する。実施例３は、三角波反転回路５２及びＰＷＭ反転回路６４の位置が実施例１と異なるだけであり、それ以外は実施例１と同様である。実施例３の電圧変換装置１は、全体構成は、図１の電圧変換装置１と同様の構成であり、ＰＷＭ生成部３６及び駆動部３８の内部構成のみが実施例１と若干異なっている。図１０の構成において、図２の構成と同様の部分については図２の構成と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６７】
図１０で示す実施例３の構成では、第１の信号生成部７１において、第１ＰＷＭ生成回路４０は、第１電圧検出部３２で検出された第１電圧値と第１目標値とに基づいて第１導電路１０の電圧値を第１目標値に近づけるようにデューティを更新する信号である第１ＰＷＭ信号を生成する。そして、第２ＰＷＭ生成回路４２は、第２ＰＷＭ信号（第２電圧検出部３４で検出された第２電圧値と第２目標値とに基づいて第２導電路１２の電圧値を第２目標値に近づけるようにデューティを更新する信号であり且つ第１ＰＷＭ信号と同期した信号）を反転したＰＷＭ信号である反転ＰＷＭ信号を生成する。このように、第１の信号生成部７１は、反転ＰＷＭ信号の生成と、第１ＰＷＭ信号の生成とを並行して行う。
【００６８】
そして、第２の信号生成部７２は、第１の信号生成部７１によって生成された反転ＰＷＭ信号及び第１ＰＷＭ信号が入力され、ＡＮＤ回路５４によってＡＮＤ信号（反転ＰＷＭ信号及び第１ＰＷＭ信号の両方がオン信号である時期にオン信号となり且つ反転ＰＷＭ信号及び第１ＰＷＭ信号のうちの少なくとも一方がオフ信号である時期にオフ信号となる信号）を生成し得る。更に、ＯＲ回路５６によって、ＯＲ信号（反転ＰＷＭ信号及び第１ＰＷＭ信号の少なくとも一方がオン信号である時期にオン信号となり且つ反転ＰＷＭ信号及び第１ＰＷＭ信号の両方がオフ信号である時期にオフ信号となる信号）を生成し得る。選択部５８は、実施例１の選択部５８と同様に動作する。
【００６９】
駆動部３８は、第２の信号生成部７２によって生成された制御信号をスイッチング素子２４に入力し、制御信号を反転した反転信号をスイッチング素子２２に入力するように動作する。
【００７０】
＜実施例４＞
次に、実施例４について図１１を参照して説明する。実施例４は、反転部２４８及びＰＷＭ反転回路６４の位置が実施例２と異なるだけであり、それ以外は実施例２と同様である。実施例４の電圧変換装置２０１は、全体構成は実施例２と同様であり、図１の電圧変換装置１においてＰＷＭ生成部３６をＰＷＭ生成部２３６に変更し、図１の駆動部３８を図１１の駆動部３８に変更した構成である。図１１の構成において図９の構成と同様の部分については図９の構成と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７１】
図１１で示す実施例４の構成では、調停部２４２において、第１デューティ生成部２４３は、第１電圧検出部３２で検出された第１電圧値と第１目標値とに基づいて第１導電路１０の電圧値を第１目標値に近づけるデューティである第１デューティを算出する。そして、第２デューティ生成部２４９は、第２電圧検出部３４で検出された第２電圧値と第２目標値とに基づいて第２デューティ（第２導電路１２の電圧値を第２目標値に近づけるデューティ）を１００％から減じた値である反転デューティを算出する。そして、第１デューティ及び反転デューティの大きい値又は小さい値を選択する。抽出部２５４、選択指示部２５６、ＰＷＭ出力部２５８は実施例２と同様に動作する。
【００７２】
そして、駆動部３８は、調停部２４２が選択したデューティに応じたＰＷＭ信号を制御信号としてスイッチング素子２４に入力し、制御信号を反転した反転信号をスイッチング素子２２に入力する。
【００７３】
＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７４】
実施例２、４において、「第１電圧値と第１目標値との比較結果をデジタル値で表す」構成として、ＡＤ変換した第１電圧値と第１目標値とを比較した比較結果をデジタル値で表すようにした。しかし、第１電圧値を示すアナログ電圧と、第１目標値を示すアナログ電圧とを比較した結果をデジタル値に変換することで、第１電圧値と第１目標値との比較結果をデジタル値で表すようにしてもよい。同じく、「第２電圧値と第２目標値との比較結果をデジタル値で表す」構成についても、第２電圧値を示すアナログ電圧と、第２目標値を示すアナログ電圧とを比較した結果をデジタル値に変換することで、第２電圧値と第２目標値との比較結果をデジタル値で表すようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１，２０１…電圧変換装置
３…第１電源部
５…第２電源部
７…負荷
１０…第１導電路
１２…第２導電路
２０…電圧変換部
２２，２４…スイッチング素子
３２…第１電圧検出部
３４…第２電圧検出部
３６，２３６…ＰＷＭ生成部
４０…第１ＰＷＭ生成回路
４２…第２ＰＷＭ生成回路
４４…第２比較回路
４６…第２信号生成回路
４８…第１比較回路
５０…第１信号生成回路
５４…ＡＮＤ回路
５６…ＯＲ回路
５８…選択部
７１…第１の信号生成部
７２…第２の信号生成部
９０…三角波生成部
１００…電源システム
２４０…ＡＤ変換部
２４２…調停部
２４３…第１デューティ生成部
２４４…第１差算出部
２４６…第１調整部
２４８…反転部
２４９…第２デューティ生成部
２５０…第２差算出部
２５２…第２調整部
２５４…抽出部（切替部）
２５６…選択指示部（切替部）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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