(57)【要約】【課題】ＰＷＭ信号の周期を変化させることができ、且つＰＷＭ信号のデューティを目標とするデューティにより近づけることができる技術を提供する。【解決手段】信号発生回路１において、出力デューティ設定部１０４は、目標デューティ設定部１０２で設定された目標デューティＤａを反映した値である理想デューティＤ１と、周期設定部１０５で設定された周期設定値Ｔｓとに基づくオン時間を第１オン時間ｔｙ１とし、所定の分解能に基づいて定められた複数の設定候補値の中で第１オン時間ｔｙ１に近い値を第２オン時間ｔｙ２としたとき、調整比率（周期設定値Ｔｓを増加又は減少させた周期調整値に対する第２オン時間ｔｙ２の比率）が理想デューティＤ１に近づくように周期調整値を生成する。そして、周期調整値をＰＷＭ信号の周期とし、第２オン時間ｔｙ２をＰＷＭ信号のオン時間とするように出力デューティＤｒを設定する。【選択図】図２
2019022294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＷＭ信号に応じたスイッチのオンオフ動作により入力電圧を変換して出力電圧を出力する電圧変換装置に与えるＰＷＭ信号を発生させる車載用の信号発生回路であって、
ＰＷＭ信号を前記電圧変換装置に発生させる発生部と、
前記電圧変換装置の出力に基づいてＰＷＭ信号のデューティの目標値である目標デューティを設定する目標デューティ設定部と、
ＰＷＭ信号の周期設定値を設定する構成をなし、設定する前記周期設定値を時間経過に応じて変化させる周期設定部と、
前記目標デューティ設定部で設定された前記目標デューティと、前記周期設定部で設定された前記周期設定値とに基づくデューティの値である出力デューティを前記発生部に設定する出力デューティ設定部とを有し、
前記発生部は、前記出力デューティ設定部で設定された前記出力デューティをデューティの値としたＰＷＭ信号を発生させ、
前記出力デューティ設定部は、
前記目標デューティ設定部で設定された前記目標デューティを反映した値である理想デューティと前記周期設定部で設定された前記周期設定値とに基づくオン時間を第１オン時間とし、所定の分解能に基づいて定められた複数の設定候補値の中で前記第１オン時間に近い値を第２オン時間としたとき、
前記周期設定値を増加又は減少させた周期調整値に対する前記第２オン時間の比率である調整比率が前記理想デューティに近づくように前記周期調整値を生成し、
前記周期調整値をＰＷＭ信号の周期とし、前記第２オン時間をＰＷＭ信号のオン時間とするように前記出力デューティを設定する車載用の信号発生回路。
【請求項２】
前記目標デューティ設定部で設定された前記目標デューティと、前記出力デューティ設定部で設定された前記出力デューティとの差に基づいて、前記出力デューティ設定部で次回以降に用いる補正値を生成する補正値生成部を有し、
前記出力デューティ設定部は、前記目標デューティ設定部で設定された前記目標デューティを前記補正値生成部で前回以前に生成された前記補正値によって補正した値である前記理想デューティと、前記周期設定部で設定された前記周期設定値と、に基づいて定まるオン時間を前記第１オン時間とする請求項１に記載の車載用の信号発生回路。
【請求項３】
前記出力デューティ設定部は、
前記補正値生成部によって前回生成された前記補正値を前記目標デューティに加算して得られる加算値を前記理想デューティとし、
前記周期設定値を前記理想デューティに乗じて得られる乗算値を前記第１オン時間とし、
前記複数の設定候補値の中で前記第１オン時間に最も近い値を前記第２オン時間とする請求項２に記載の車載用の信号発生回路。
【請求項４】
前記出力デューティ設定部は、
前記周期設定値に対する前記第２オン時間の比率である基準比率と前記理想デューティとの差が所定値未満である場合に、前記基準比率を前記出力デューティとし、
前記基準比率と前記理想デューティとの差が前記所定値以上である場合に、前記周期調整値を生成し、前記周期調整値をＰＷＭ信号の周期とし且つ前記第２オン時間をＰＷＭ信号のオン時間として前記出力デューティを設定する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車載用の信号発生回路。
【請求項５】
前記周期設定部は、第１の周期間隔で定められた複数の周期候補値の中からいずれかの値を選択するように前記周期設定値を設定し、
前記出力デューティ設定部は、前記周期設定部で設定された前記周期設定値を前記第１の周期間隔よりも短い第２の周期間隔で変化させて前記周期調整値を生成する請求項１から請求項４の車載用の信号発生回路。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車載用の信号発生回路と、
前記電圧変換装置と、
前記目標デューティ設定部と、
を含む車載用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用の信号発生回路及び車載用電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチング素子をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号で駆動することによって電圧を変換する電圧変換装置が広く利用されている。このＰＷＭ制御方式の電圧変換装置では、例えば電圧の目標値に基づいて電圧指令値を算出し、算出した電圧指令値に応じた値をＰＷＭ信号の発生部に設定することによって、設定された値に応じたデューティを有するＰＷＭ信号を発生する。このように、スイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号のデューティを電圧の目標値に応じて変化させることにより、電圧の目標値に応じた出力電圧が得られる。
【０００３】
ここで、ＰＷＭ信号の生成部に設定可能な値の最小単位（即ち最小の増分）が比較的大きい場合は、目標値の変化に対してＰＷＭ信号のデューティを滑らかに変化させることができなくなり、出力電圧が階段状に変化することとなる。また例えば、ＰＷＭ制御による操作量としてＰＷＭ信号の生成部に設定すべき目標の値が算出される場合、目標の値の最小単位よりも設定可能値の最小単位の方が大きいときは、電圧の目標値の変化及び負荷変動に対してＰＷＭ信号のデューティを滑らかに変化させることができなくなり、出力電圧に誤差が生じる。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、ＰＷＭ信号のオン／オフ時間をＰＷＭ制御の１周期毎に演算する際に、電圧指令値を被除数とする除算の剰余を切り捨てて演算することによってオン／オフ時間を算出し、算出結果に基づいてＰＷＭパルスを出力するＰＷＭインバータが開示されている。上記の演算で生じた剰余は、オン／オフ時間に反映されずに切り捨てられた電圧指令値に相当する。
【０００５】
このＰＷＭインバータでは、切り捨てた剰余を次の周期以降の演算における電圧指令値に順次加算することにより、前回の演算でオン／オフ時間に反映されなかった剰余が次回の演算の際に新たなオン／オフ時間に反映され、その際の剰余が更に次の演算に反映されことが繰り返される。このため、ＰＷＭ信号の発生部に対して設定されるオン／オフ時間の平均値を、本来設定されるべき目標のオン／オフ時間に近づけることができる。つまり、発生部に設定される値の最小単位を、平均的には実際の最小単位よりも小さくすることができる。
【０００６】
一方、ＰＷＭ制御に関する別の課題として、ＰＷＭ周期を固定化することに起因するノイズの問題がある。このようなノイズを低減する手法として、周波数拡散ＰＷＭ制御が提案されており、この周波数拡散ＰＷＭ制御では、ＰＷＭ周期をランダムに変更することでノイズの発生を抑える。この周波数拡散ＰＷＭ制御に関する技術としては、例えば特許文献２のようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−９８４７０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３０８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１のように発生部に設定される値の最小単位を実際の最小単位よりも実質的に小さくする時分割制御の手法と、特許文献２のように周波数拡散によってノイズ低減の手法とを組み合わせようとする技術は提案されておらず、従来技術では、両手法の利点を共に享受することはできなかった。仮に、特許文献１のような時分割制御の技術と特許文献２のような周波数拡散の技術とを組み合わせたとしても、それぞれが互いに及ぼす影響を考慮せずに併用してしまうと、それぞれの効果を十分に発揮できない事態が生じてしまう。例えば、特許文献１のような時分割制御を用いてデューティ比を調整する場合、単に、周波数拡散技術を組み合わせてしまうと、時分割制御によってデューティを細かく調整することを試みてもランダムに周期が変化してしまうため、狙ったデューティが想定通りに設定されなくなり、時分割制御の効果を十分に発揮できなくなってしまう。
【０００９】
本発明は上述した事情に基づいてなされたものであり、ＰＷＭ信号の周期を変化させることができ、且つＰＷＭ信号のデューティを目標とするデューティにより近づけることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一つの例である車載用の信号発生回路は、
ＰＷＭ信号に応じたスイッチのオンオフ動作により入力電圧を変換して出力電圧を出力する電圧変換装置に与えるＰＷＭ信号を発生させる車載用の信号発生回路であって、
ＰＷＭ信号を前記電圧変換装置に発生させる発生部と、
前記電圧変換装置の出力に基づいてＰＷＭ信号のデューティの目標値である目標デューティを設定する目標デューティ設定部と、
ＰＷＭ信号の周期設定値を設定する構成をなし、設定する前記周期設定値を時間経過に応じて変化させる周期設定部と、
前記目標デューティ設定部で設定された前記目標デューティと、前記周期設定部で設定された前記周期設定値とに基づくデューティの値である出力デューティを前記発生部に設定する出力デューティ設定部とを有し、
前記発生部は、前記出力デューティ設定部で設定された前記出力デューティをデューティの値としたＰＷＭ信号を発生させ、
前記出力デューティ設定部は、
前記目標デューティ設定部で設定された前記目標デューティを反映した値である理想デューティと前記周期設定部で設定された前記周期設定値とに基づくオン時間を第１オン時間とし、所定の分解能に基づいて定められた複数の設定候補値の中で前記第１オン時間に近い値を第２オン時間としたとき、
前記周期設定値を増加又は減少させた周期調整値に対する前記第２オン時間の比率である調整比率が前記理想デューティに近づくように前記周期調整値を生成し、
前記周期調整値をＰＷＭ信号の周期とし、前記第２オン時間をＰＷＭ信号のオン時間とするように前記出力デューティを設定する。
【００１１】
本発明の他の例である車載用電源装置は、上記車載用の信号発生回路と、電圧変換装置と、目標デューティ生成部と、を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、信号発生回路がＰＷＭ信号の周期を変化させる機能を有し、周期を固定化せずに変化させることができるため、周期の固定化に起因するノイズを低減することができる。
更に、デューティ設定部は、調整比率（周期設定値を増加又は減少させた周期調整値に対する第２オン時間の比率）が理想デューティに近づくように周期調整値を生成し、周期調整値をＰＷＭ信号の周期とし且つ第２オン時間をＰＷＭ信号のオン時間とするように出力デューティを設定する。このようにすれば、周期設定値（周期設定部で設定された値）及び第２オン時間（分解能に応じて定められたオン時間）だけで出力デューティを設定しても理想デューティとの乖離が大きくなるような場合に、周期設定値を増加又は減少させるように周期の微調整を行い、出力デューティに対応する微調整後の比率（調整比率）を目標デューティに近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の車載用の信号発生回路を備えた車載用電源システムを概略的に例示する回路図である。
【図２】実施例１の車載用の信号発生回路における各機能を概念的に示す機能ブロック図である。
【図３】実施例１の車載用の信号発生回路で実行される出力デューティ設定制御の流れを例示するフローチャートである。
【図４】図３で示す出力デューティ設定制御における調整処理１の流れを例示するフローチャートである。
【図５】図３で示す出力デューティ設定制御における調整処理２の流れを例示するフローチャートである。
【図６】周期候補値の設定例、及び周期候補値から変更し得る各周期について説明する説明図である。
【図７】（Ａ）は、理想デューティ、周期設定値、第１オン時間の設定例を示す説明図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の条件のときの第２オン時間の決定方法を説明する説明図である。
【図８】周期設定値を変動させて周期調整値を取得し、理想デューティとの差を縮小させる例について説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
発明の望ましい形態を以下に例示する。
信号発生回路は、目標デューティ設定部で設定された目標デューティと、出力デューティ設定部で設定された出力デューティとの差に基づいて、出力デューティ設定部で次回以降に用いる補正値を生成する補正値生成部を有していてもよい。出力デューティ設定部は、目標デューティ設定部で設定された目標デューティを補正値生成部で前回以前に生成された補正値によって補正した値である理想デューティと、周期設定部で設定された周期設定値と、に基づいて定まるオン時間を第１オン時間としてもよい。
【００１５】
このようにすれば、各回において出力デューティを目標デューティに近づけることを可能としつつ、目標デューティのうちの出力デューティに反映されなかった分を次回以降の出力デューティに反映することも可能となり、複数回の生成処理を通じて一層精度が高まる。
【００１６】
出力デューティ設定部は、補正値生成部によって前回生成された補正値を目標デューティに加算して得られる加算値を理想デューティとし、周期設定値を理想デューティに乗じて得られる乗算値を第１オン時間とし、複数の設定候補値の中で第１オン時間に最も近い値を第２オン時間とするものであってもよい。
【００１７】
このようにすれば、目標デューティのうちの出力デューティに反映されなかった分を次回以降の出力デューティにより確実に反映することができる。
【００１８】
出力デューティ設定部は、周期設定値に対する第２オン時間の比率である基準比率と理想デューティとの差が所定値未満である場合に、基準比率を出力デューティとし、基準比率と理想デューティとの差が所定値以上である場合に、周期調整値を生成し、周期調整値をＰＷＭ信号の周期とし且つ第２オン時間をＰＷＭ信号のオン時間として出力デューティを設定するように動作してもよい。
【００１９】
このようにすれば、基準比率と理想デューティとの差が小さい場合には、基準比率をそのまま出力デューティとすることができ、目標デューティを高精度に反映した出力デューティを迅速に生成することができる。一方、基準比率と理想デューティとの差が大きい場合には、周期設定値を増加又は減少させて周期調整値を生成し、理想デューティに近い調整比率を得ることができる。よって、基準比率と理想デューティとの差が大きい場合であっても、理想デューティから大きく乖離した出力デューティが設定される事態を防ぐことができる。
【００２０】
周期設定部は、第１の周期間隔で定められた複数の周期候補値の中からいずれかの値を選択するように周期設定値を設定するものであってもよい。出力デューティ設定部は、周期設定部で設定された周期設定値を第１の周期間隔よりも短い第２の周期間隔で変化させて周期調整値を生成するものであってもよい。
【００２１】
このようにすれば、周期設定部で設定された周期設定値をより細かく変化させて周期調整値を得ることができ、調整比率を理想デューティに近づける上でより望ましい周期調整値が得られやすくなる。
【００２２】
本発明において、「所定の分解能」とは、「設定可能なオン時間の分解能」のことであり、具体的には、信号発生回路が変化させ得るオン時間の細かさを意味する。分解能が大きければ、発生部が変化させ得るオン時間の最小単位が大きくなる。逆に、分解能が小さければ、発生部が変化させ得るオン時間の最小単位が小さくなる。本発明において、「所定の分解能に基づいて定められた複数の設定候補値の中で第１オン時間に近い値を第２オン時間とする」とは、発生部が出力し得るオン時間（分解能に応じて切り替え得るオン時間）の中から第１オン時間に近いオン時間を選定することを意味する。
【００２３】
＜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で示す車載用電源システム１００は、主に、信号発生回路１及び電圧変換装置２によって構成される車載用電源装置９０（以下、電源装置９０ともいう）と、電源部としてのバッテリ３と、電力供給対象としての負荷４とを備え、バッテリ３からの電力に基づいて車載用の負荷４に電力を供給する車載用の電源システムとして構成される。
【００２４】
バッテリ３は、例えば、鉛蓄電池等の公知の蓄電手段によって構成され、所定電圧を発生させる。バッテリ３の高電位型の端子は、第１導電路３１に電気的に接続され、バッテリ３の低電位側の端子は、例えばグラウンドに電気的に接続される。
【００２５】
電圧変換装置２は、ＰＷＭ信号に応じたスイッチ２１、２２のオンオフ動作により入力電圧を変換して出力電圧を生成する機能を有するものである。電圧変換装置２は、外部のバッテリ３及び負荷４に電気的に接続されており、バッテリ３からの直流電圧を降圧して負荷４に供給する機能を有する。この電圧変換装置２は、直流電圧を降圧するコンバータＣＶと、コンバータＣＶを駆動する駆動回路２６と、コンバータＣＶが降圧した電圧を平滑化するコンデンサ２５と、出力電流を検出するための電流検出回路２８とを備える。コンバータＣＶからの出力電流は、電流検出回路２８を介して負荷４に供給され、負荷４に供給される電圧が信号発生回路１に与えられる。
【００２６】
コンバータＣＶは所謂単相コンバータであり、第１導電路３１と第２導電路３２との間に設けられ、スイッチ２１，２２とインダクタ２３とを備え、スイッチ２１，２２のスイッチング動作によって電圧変換を行うものである。ハイサイド側のスイッチ２１は、例えば半導体スイッチング素子として構成され、図１の例では、バッテリ３から供給された直流電圧（第１導電路３１に印加される直流電圧）がドレインに印加されるＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴとなっている。ローサイド側のスイッチ２２は、例えば半導体スイッチング素子として構成され、図１の例では、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されている。スイッチ２２は、スイッチ２１及びインダクタ２３の接続点にドレインが電気的に接続され、ソース接地として構成されている。インダクタ２３は、一端がコンデンサ２５に電気的に接続されており、他端がスイッチ２１のソースに電気的に接続されている。
【００２７】
ハイサイド側のスイッチ２１のドレインには、入力側の導電路としての第１導電路３１が電気的に接続され、ソースには、ローサイド側のスイッチ２２のドレイン及びインダクタ２３の一端が電気的に接続されている。スイッチ２１のゲートには、駆動回路２６からの駆動信号（オン信号）及び非駆動信号（オフ信号）が入力されるようになっており、駆動回路２６からの信号に応じてスイッチ２１がオン状態とオフ状態とに切り替わるようになっている。同様に、スイッチ２２のゲートには、駆動回路２６からの駆動信号（オン信号）及び非駆動信号（オフ信号）が入力されるようになっており、駆動回路２６からの信号に応じてスイッチ２２がオン状態とオフ状態とに切り替わるようになっている。
【００２８】
駆動回路２６は、発生部１６から与えられたＰＷＭ信号に基づいて、スイッチ２１，２２夫々を各制御周期で交互にオンするためのオン信号を、スイッチ２１，２２のゲートに印加する。スイッチ２１のゲートには、スイッチ２２のゲートに与えられるオン信号に対して位相が反転しており且つ所謂デッドタイムが確保されたオン信号が与えられる。
【００２９】
信号発生回路１は、電源装置９０の一部をなし、電源装置９０において電圧変換装置２に与えるＰＷＭ信号を発生させる構成をなす。信号発生回路１は、設定された目標値（後述する目標オン時間ｔａ）に基づき、電圧変換装置２に出力するＰＷＭ信号のオン時間を、予め定められた複数の設定可能値から選択してそれぞれ設定し得る回路として構成されている。信号発生回路１の詳細については後述する。
【００３０】
制御部１０は、ＣＰＵ１１を有するマイクロコンピュータを含んでなる。ＣＰＵ１１は、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ１２、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ１３、アナログの電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１４と互いにバス接続されている。ＣＰＵ１１には、更に、発生部１６がバス接続されている。Ａ／Ｄ変換器１４には、電流検出回路２８からの検出電圧と、負荷４に供給される出力電圧とが与えられる。本構成では、電流検出回路２８とＡ／Ｄ変換器１４に電圧を入力する経路１８とが出力検出部を構成し、コンバータＣＶ（電圧変換部）からの出力電流及び出力電圧を検出するように機能する。なお、図１の例では、経路１８は、出力側の第２導電路３２の電圧をＡ／Ｄ変換器１４に入力する構成であるが、第２導電路３２の電圧を分圧してＡ／Ｄ変換器１４に入力する構成であってもよい。
【００３１】
発生部１６は、公知のＰＷＭ信号発生回路として構成されており、制御部１０で設定された周期及びオン信号のＰＷＭ信号を生成する。発生部１６は、例えば、不図示の内部クロックを備え、内部クロックの周期の整数倍のオン時間を有するＰＷＭ信号を生成する。発生部１６が生成したＰＷＭ信号は、駆動回路２６に与えられる。
【００３２】
電流検出回路２８は、抵抗器２４及び差動増幅器２７を有する。コンバータＣＶからの出力電流によって抵抗器２４に生じた電圧降下は、差動増幅器２７で増幅されて出力電流に応じた検出電圧となり、Ａ／Ｄ変換器１４でデジタル値に変換される。
【００３３】
このように構成される電圧変換装置２は、同期整流方式の降圧型コンバータとして機能し、ローサイド側のスイッチ２２のオン動作とオフ動作との切り替えを、ハイサイド側のスイッチ２１の動作と同期させて行うことで、第１導電路３１に印加された直流電圧を降圧し、第２導電路３２に対して降圧された出力電圧を印加する。「第１導電路３１に印加される直流電圧」は、コンバータＣＶへの入力電圧であり、具体器には、第１導電路３１の電位と所定の基準電位（グラウンド電位）との電位差である。「第２導電路３２に印加される直流電圧」は、コンバータＣＶからの出力電圧であり、具体器には、第２導電路３２の電位と所定の基準電位（グラウンド電位）との電位差である。図１で示す電圧変換装置２では、駆動回路２６から各スイッチ２１，２２のゲートに相補的に与えられる各ＰＷＭ信号により、スイッチ２１をオン状態とし、スイッチ２２をオフ状態とした第１状態と、スイッチ２１をオフ状態とし、スイッチ２２をオン状態とした第２状態とがデットタイムを設定しつつ交互に切り替えられ、この動作によって第１導電路３１に印加された直流電圧が降圧され、第２導電路３２に出力される。第２導電路３２の出力電圧は、スイッチ２１のゲートに与えるＰＷＭ信号のデューティ比に応じて定まる。
【００３４】
次に、信号発生回路１の詳細を説明する。
信号発生回路１は、ＰＷＭ信号によって出力が制御される電圧変換装置２（制御対象部）を含んでなる電源装置９０（制御装置）において、電圧変換装置２に与えるＰＷＭ信号を発生させる回路として構成される。
【００３５】
信号発生回路１の制御部１０は、図２で示すような各機能を有し、図３で示す流れで演算制御を行う。図３で示す演算制御は、制御部１０によって実行される制御であり、例えばＰＷＭ信号の１周期毎に実行される制御である。
【００３６】
図３で示すように、ＰＷＭ信号の各周期において図３の制御を実行する場合、ステップＳ１において、電圧変換装置２の出力側の導電路（第２導電路３２）に印加される出力電圧を取得する。図２で示す出力電圧取得部１０１としての機能は、具体的には、Ａ／Ｄ変換器１４及びＣＰＵ１１によって行われ、第２導電路３２に印加される電圧（出力電圧）の値が取得される。この出力電圧は、制御部１０内の記憶部に一時的に保持される。
【００３７】
図３で示すステップＳ１にて第２導電路３２に印加される電圧（出力電圧Ｖ２）が取得された後には、ステップＳ２の処理が実行され、目標デューティＤａが設定される。図２で示す目標デューティ設定部１０２は、ステップＳ２の機能を実現する部分であり、具体的には、制御部１０（又は、制御部１０と記憶手段）が目標デューティ設定部１０２としての機能を有し、電圧変換装置２の出力に基づいてＰＷＭ信号のデューティの目標値である目標デューティＤａを設定する。目標デューティＤａは、予め定められた基準周期Ｔｂに対する目標オン時間ｔａの比率ｔａ／Ｔｂであり、ステップＳ２では、目標デューティＤａを決める値として基準周期Ｔｂと目標オン時間ｔａとが特定される。基準周期Ｔｂは、予め定められた固定値であり、基準周期設定部１０２Ｂで設定されている。基準周期設定部１０２Ｂは、基準周期Ｔｂを固定値として保持し得る構成であればよく、例えば、ＲＯＭ１２などの記憶部によって実現できる。基準周期Ｔｂが固定値であるため、目標オン時間ｔａが決まれば、目標デューティＤａが設定されることになる。よって、ステップＳ２では、目標オン時間ｔａを算出する。
【００３８】
制御部１０は、ステップＳ２において、ステップＳ１で取得した出力電圧Ｖ２と予め定められた目標電圧Ｖｔとに基づいて、公知のフィードバック演算方式によって操作量（目標オン時間ｔａ）を算出する。ステップＳ２の処理を実行するフィードバック演算部（ＰＩＤ演算部）１０２Ａ（図２）としての機能は、具体的にはＣＰＵ１１よって行われ、ＣＰＵ１１は、電圧変換装置２の出力に基づいて操作量を設定するフィードバック演算部として機能する。この例では、出力電圧がＰＩＤ制御における制御量に相当し、オン時間がＰＩＤ制御における操作量に相当する。より具体的には、第２導電路３２に印加される出力電圧Ｖ２と予め定められた目標電圧Ｖｔとの偏差に基づいて、公知のＰＩＤ演算方式でフィードバック演算を行い、次回の周期で目標とするオン時間（目標オン時間ｔａ）を操作量として設定する。ＰＩＤ方式でフィードバック演算を行うときの比例ゲイン、微分ゲイン、積分ゲインの設定方法は限定されず、様々に設定することができる。このように操作量（目標オン時間ｔａ）と基準周期Ｔｂを得ることが、ステップＳ２における「目標デューティＤａの設定」である。
【００３９】
図３で示すステップＳ２の後には、ステップＳ３の処理が実行され、理想デューティＤ１が決定される。図２で示す理想デューティ決定部１０４Ａは、ステップＳ２の機能を実現する部分であり、具体的には、制御部１０が理想デューティ決定部１０４Ａとしての機能を有し、理想デューティＤ１を決定する。理想デューティＤ１は、目標デューティ設定部１０２で設定された目標デューティＤａを反映して得られる理想的なデューティであり、具体的には、目標デューティＤａを補正値生成部１０９で前回以前に生成された補正値Ｄｆによって補正した値（より詳しくは、補正値生成部１０９によって前回生成された補正値Ｄｆを目標デューティＤａに加算して得られる加算値（Ｄａ＋Ｄｆ））である。理想デューティ決定部１０４Ａは、ＰＷＭ信号の１周期毎にステップＳ３の処理を行い、目標デューティＤａ（フィードバック演算部１０２Ａによって設定された最新の目標オン時間ｔａを基準周期Ｔｂで除した値ｔａ／Ｔｂ）と、補正値生成部１０９で決定している最新の補正値Ｄｆ（前周期の余り）とを加算して得られる値を理想デューティＤ１として算出する。つまり、ＰＷＭ信号の１周期毎にＤ１＝ｔａ／Ｔｂ＋Ｄｆを演算式で理想デューティＤ１を算出する。
【００４０】
図３で示すステップＳ３の後には、ステップＳ４の処理が行われ、周期設定値Ｔｓが取得される。図２で示す周期設定部１０５は、ステップＳ４の機能を実現する部分であり、具体的には、ＣＰＵ１１及び記憶部（例えばＲＯＭ１２など）が周期設定部１０５としての機能を有する。周期設定部１０５では、発生部１６で設定可能な周期であって且つ所定の周期範囲内の周期である複数の周期が候補として予定されており、これら複数の周期の中からいずれかの周期をランダムに設定するようになっている。例えば、発生部１６で設定可能な周期であって且つ所定の周期範囲内の周期である複数の周期をテーブル化したデータ（周波数拡散テーブル）がＲＯＭ１２に記憶されており、ＣＰＵ１１は、周期毎に行われるステップＳ４の処理において周波数拡散テーブルからいずれかの周期をランダムに選定する。選定された周期の値は、周期設定値Ｔｓとして記憶部（例えばＲＡＭ１３など）に保持される。周期設定値Ｔｓは、次に新しく発せられるＰＷＭ信号の実際の周期に反映される値であり、所定の第１条件のときには、周期設定値Ｔｓがそのまま実際の周期となり、所定の第２条件のときには、周期設定値Ｔｓを後述する方法（図４、図５等で示す方法）で微調整した値が実際の周期となる。このように、周期設定部１０５は、周期設定値Ｔｓを設定する機能を有し、更に、時間経過に応じて周期設定値Ｔｓを変化させるように機能する。図３の例では、ＰＷＭ信号の１周期毎にステップＳ４の処理が行われ、ステップＳ４の処理が行われる毎に周期設定値Ｔｓの値が更新される。
【００４１】
図３で示すステップＳ４の後には、ステップＳ５の処理が行われ、第１オン時間ｔｙ１（理想オン時間）が決定される。図２で示す第１オン時間決定部１０４Ｂは、ステップＳ５の機能を実現する部分であり、具体的には、ＣＰＵ１１が第１オン時間決定部１０４Ｂとしての機能を有する。第１オン時間ｔｙ１は、周期設定値Ｔｓのときに理想デューティＤ１を得るための理想的なオン時間であり、理想デューティＤ１と周期設定値Ｔｓとに基づくオン時間（より詳しくは、周期設定値Ｔｓを理想デューティＤ１に乗じて得られる乗算値（Ｄ１×Ｔｓ））である。第１オン時間決定部１０４Ｂは、ＰＷＭ信号の１周期毎にステップＳ５の処理を行い、ステップＳ３で決定した理想デューティＤ１（フィードバック演算部１０２Ａによって設定された最新の目標オン時間ｔａを基準周期Ｔｂで除した値と補正値生成部１０９によって決定されている最新の補正値Ｄｆ（前回の余り）とを加算して得られる値）に対し、周期設定部１０５によって決定された最新の周期設定値Ｔｓを乗じることで第１オン時間ｔｙ１（理想オン時間）を決定する。つまり、ＰＷＭ信号の１周期毎にステップＳ５においてｔｙ１＝Ｔｓ×Ｄ１の演算を行い、第１オン時間ｔｙ１を取得する。
【００４２】
このように、理想デューティ決定部１０４Ａ及び第１オン時間決定部１０４Ｂは、ＰＷＭ信号の１周期毎にＳ３及びＳ５の処理を行い、最新の理想デューティＤ１と、最新の周期設定値Ｔｓとに基づいて第１オン時間ｔｙ１を決定する。
【００４３】
図３で示すステップＳ５の後には、ステップＳ６の処理が行われ、第２オン時間ｔｙ２（実際のオン時間）が決定される。図２で示す第２オン時間決定部１０４Ｃは、ステップＳ６の機能を実現する部分であり、具体的には、ＣＰＵ１１が第２オン時間決定部１０４Ｃとしての機能を有し、第１オン時間ｔｙ１（理想オン時間）とＰＷＭ分解能とに基づいて第２オン時間ｔｙ２（実際のオン時間）を決定する。第２オン時間ｔｙ２は、信号発生回路１におけるオン時間を設定する上での分解能（所定の分解能）に基づいて定められた複数の設定候補値の中で第１オン時間ｔｙ１に近い値（より詳しくは、複数の設定候補値の中で第１オン時間ｔｙ１に最も近い値）である。第２オン時間決定部１０４Ｃは、ＰＷＭ信号の１周期毎にステップＳ６の処理を行い、発生部１６が出力可能なオン時間の値である複数の設定候補値の中から第１オン時間決定部１０４Ｂで決定された最新の第１オン時間ｔｙ１に近い設定候補値を第２オン時間ｔｙ２として決定する。ここでいう設定候補値とは、発生部１６に設定されたときに出力のＰＷＭ信号の変化に反映される最小単位（最小の増分）の整数倍の値をいう。このときの最小単位が分解能であり、設定可能なオン時間の間隔を意味する。具体的には、発生部１６が出力するＰＷＭ信号のオン時間は、上記最小単位の整数倍の値（設定候補値）の中から選択されようになっており、第２オン時間決定部１０４Ｃは、予め定められた複数の設定候補値の中から第１オン時間決定部１０４Ｂで決定された最新の第１オン時間ｔｙ１以上又は以下の最も近い設定候補値を第２オン時間ｔｙ２として決定する。
【００４４】
図３で示すステップＳ６の後には、ステップＳ７〜Ｓ１０の処理が行われ、出力デューティの設定が行われる。図２で示すＰＷＭ出力設定部１０４Ｄは、ステップＳ７〜Ｓ１０の機能を実現する部分であり、具体的には、ＣＰＵ１１がＰＷＭ出力設定部１０４Ｄとしての機能を有し、目標デューティ設定部で設定された目標デューティＤａと、周期設定部で設定された周期設定値Ｔｓとに基づき、ＰＷＭ信号で実際に用いるデューティの値である出力デューティを設定する。ＰＷＭ出力設定部１０４Ｄとして機能するＣＰＵ１１は、まず、ステップＳ７の処理を行い、理想デューティＤ１と基準比率Ｄｂとを比較する。基準比率Ｄｂは、周期設定値Ｔｓに対する第２オン時間ｔｙ２の比率（ｔｙ２／Ｔｓ）である。即ち、Ｄｂ＝ｔｙ２／Ｔｓである。ＣＰＵ１１は、ステップＳ７において、Ｄ１とＤｂとを比較し、Ｄ１＝Ｄｂであれば、ステップＳ８の行い、Ｄ１＜Ｄｂであれば、ステップＳ９の処理を行い、Ｄ１＞Ｄｂであれば、ステップＳ１０の処理を行う。
【００４５】
ＣＰＵ１１（ＰＷＭ出力設定部１０４Ｄ）は、ステップＳ７においてＤ１＝Ｄｂと判定した場合、ステップＳ８において、基準比率Ｄｂ（ｔｙ２／Ｔｓ）を出力デューティＤｒに設定する。Ｄ１＝Ｄｂの場合とは、周期設定値Ｔｓの周期且つ第２オン時間ｔｙ２のオン時間としたときのデューティが、理想デューティＤ１と一致する場合である。この場合、周期設定値Ｔｓの周期且つ第２オン時間ｔｙ２のオン時間でＰＷＭ信号を生成しても、そのデューティ（基準比率）と理想デューティＤ１との誤差が無いため、基準比率を出力デューティとする。この場合、ＰＷＭ信号の周期はＴｓに更新され、ＰＷＭ信号のオン時間はｔｙ２に更新され、それぞれの値が記憶部などに保持される。ＣＰＵ１１（ＰＷＭ出力設定部１０４Ｄ）により、ＰＷＭ信号の周期がＴｓに更新され、ＰＷＭ信号のオン時間がｔｙ２に更新された場合、発生部１６は、周期をＴｓとし、オン時間をｔｙ２とし、基準比率Ｄｂ（ｔｙ２／Ｔｓ）を出力デューティＤｒとするＰＷＭ信号を発生させることになる。なお、発生部１６は、ＰＷＭ信号の１周期毎に記憶部などに保持された周期及び第２オン時間（出力デューティ設定部１０４で設定された最新の周期及びオン時間（第２オン時間）を反映させ、ＰＷＭ信号を発生させるようになっている。
【００４６】
また、ステップＳ８において、基準比率Ｄｂ（ｔｙ２／Ｔｓ）を出力デューティＤｒとする場合、補正値生成部１０９において補正値Ｄｆが０に更新される。この場合、次回のステップＳ３で理想デューティＤ１を生成する際に用いられる補正値Ｄｆは０となる。なお、ステップＳ７、Ｓ８では、理想デューティＤ１と基準比率Ｄｂとの差が完全に０の場合だけでなく、理想デューティＤ１と基準比率Ｄｂとの差が所定値（例えば、０よりも大きい微小値）未満である場合を、Ｄ１＝Ｄｂとみなすこともできる。
【００４７】
次に、図３で示す調整処理１について説明する。ＣＰＵ１１（ＰＷＭ出力設定部１０４Ｄ）は、ステップＳ７においてＤ１＜Ｄｂと判定した場合、ステップＳ９において、図４で示す調整処理１を行う。図４の調整処理では、周期設定値Ｔｓを所定の増加範囲で増加させた変更周期Ｔｒを複数求め、得られた複数の変更周期Ｔｒの中で、変更比率Ｄｃ（ｔｙ２／Ｔｒ）が理想デューティＤ１に最も近くなる値を求める。具体的には、まず、ステップＳ２１にてＮ＝１とする。そして、ステップＳ２２では、現在のＮの値のときの変更周期ＴｒをＴｒ＝Ｔｓ＋Ｎ×Ｄ２とし、そのときの変更比率Ｄｃを、Ｄｃ＝ｔｙ２／Ｔｒとして算出する。そして、ＣＰＵ１１（ＰＷＭ出力設定部１０４Ｄ）は、ステップＳ２２の後のステップＳ２３において、現在のＮの値が最大値Ｎmaxであるか否かを判定し、現在のＮの値が最大値Ｎmax未満であれば、ステップＳ２４においてＮに１を加算して新たなＮとする処理（Ｎのインクリメント）を行う。そして、ステップＳ２４の後には、ステップＳ２２に戻ってステップＳ２２以降の処理を行う。このように、Ｎの値を１からＮmaxまで順番に変化させ、Ｎが各値のときの各変更周期及び各変更比率を求める。
【００４８】
ＣＰＵ１１（ＰＷＭ出力設定部１０４Ｄ）は、ステップＳ２３において現在のＮの値が最大値Ｎmaxであると判定した場合（ステップＳ２３でＹｅｓの場合）Ｎの値を１からＮmaxまで順番に変化させたときに複数得られた変更比率Ｄｃ（ｔｙ２／Ｔｒ）の中で、理想デューティＤ１に最も近い変更比率を特定し、その変更比率のときの変更周期を周期調整値Ｔｘとして選択する（ステップＳ２５）。このように、調整比率Ｄｇ（周期設定値Ｔｓを増加させた周期調整値Ｔｘに対する第２オン時間ｔｙ２の比率ｔｙ２／Ｔｘ）が理想デューティＤ１に近づくように周期調整値Ｔｘが生成される。
【００４９】
ＣＰＵ１１（ＰＷＭ出力設定部１０４Ｄ）は、ステップＳ２５の後、周期調整値ＴｘをＰＷＭ信号の周期とし、第２オン時間ｔｙ２をＰＷＭ信号のオン時間とし、調整比率Ｄｇ（周期調整値Ｔｘに対する第２オン時間ｔｙ２の比率ｔｙ２／Ｔｘ）を出力デューティＤｒに設定する（ステップＳ２６）。この場合、ＰＷＭ信号の周期はＴｘに更新され、ＰＷＭ信号のオン時間はｔｙ２に更新され、それぞれの値が記憶部などに保持される。
【００５０】
このように、ＣＰＵ１１（ＰＷＭ出力設定部１０４Ｄ）は、Ｄ１＜Ｄｂの場合、即ち、基準比率Ｄｂ（ｔｙ２／Ｔｓ）と理想デューティＤ１との差が所定値以上であり、且つ理想デューティＤ１よりも基準比率Ｄｂが大きい場合に、周期調整値Ｔｘを生成し、周期調整値ＴｘをＰＷＭ信号の周期とし且つ第２オン時間ｔｙ２をＰＷＭ信号のオン時間として出力デューティを設定することになる。そして、発生部１６は、周期がＴｘであり、オン時間がｔｙ２であり、出力デューティＤｒが調整比率Ｄｇ（ｔｙ２／Ｔｘ）であるＰＷＭ信号を発生させることになる。
【００５１】
更に、ステップＳ２６の後、ステップＳ２７の処理が行われる。図２で示す補正値生成部１０９は、ステップＳ２６の機能を実現する部分であり、具体的には、ＣＰＵ１１及び記憶部（ＲＡＭ１３など）が補正値生成部１０９としての機能を有する。ＣＰＵ１１（補正値生成部１０９）は、ＰＷＭ信号の１周期毎にステップＳ８〜Ｓ１０のいずれかの処理を行い、フィードバック演算部１０２Ａによって設定された最新の目標オン時間ｔａと、基準周期Ｔｂと、前回の周期のステップＳ８〜Ｓ１０で設定された最新の補正値Ｄｆと、周期設定部１０５で設定された最新の周期の値Ｔｓと、第２オン時間決定部１０４Ｃで決定された最新の第２オン時間ｔｙ２とに基づいて、次回に理想デューティ決定部１０４Ａで用いる補正値Ｄｆを決定する。なお、ステップＳ８の処理が行われる場合、上述したように補正値Ｄｆは０に更新される。
【００５２】
ステップＳ２７で補正値を生成する場合、ＣＰＵ１１（補正値生成部１０９）は、直近のステップＳ３で決定された理想デューティＤ１と、直近のステップＳ２６で設定された出力デューティＤｒとの差（余り）を補正値Ｄｆとする。即ち、Ｄｆ＝Ｄ１−Ｄｒである。このように算出された補正値Ｄｆ（デューティの差（余り））は、最新の補正値として記憶部（ＲＡＭ１３など）に保持され、次回のステップＳ３での演算（次回の周期）において理想デューティ決定部１０４Ａで用いる補正値となる。
【００５３】
次に、図３で示す調整処理２について説明する。ＣＰＵ１１（ＰＷＭ出力設定部１０４Ｄ）は、図３のステップＳ７においてＤ１＞Ｄｂと判定した場合、ステップＳ１０において、図５で示す調整処理２を行う。図５の調整処理２は、基本的に図４で示す調整処理１と同様であり、ステップＳ３２における変更周期Ｔｒの定め方のみが図４の調整処理１と異なっている。図５で示す調整処理２では、周期設定値Ｔｓを所定の増加範囲で減少させた変更周期Ｔｒを複数求め、得られた複数の変更周期Ｔｒの中で、変更比率Ｄｃ（ｔｙ２／Ｔｒ）が理想デューティＤ１に最も近くなる値を求める。
【００５４】
図５の処理では、ステップＳ３１においてＮ＝１とする。ステップＳ３２では、現在のＮの値のときの変更周期ＴｒをＴｒ＝Ｔｓ−Ｎ×Ｄ２とし、そのときの変更比率Ｄｃを、Ｄｃ＝ｔｙ２／Ｔｒとして算出する。ＣＰＵ１１（ＰＷＭ出力設定部１０４Ｄ）は、ステップＳ３２の後のステップＳ３３において、現在のＮの値が最大値Ｎmaxであるか否かを判定し、現在のＮの値が最大値Ｎmax未満であれば、ステップＳ３４においてＮに１を加算して新たなＮとする処理（Ｎのインクリメント）を行う。そして、ステップＳ３４の後には、ステップＳ３２に戻ってステップＳ３２以降の処理を行う。このように、Ｎの値を１からＮmaxまで順番に変化させ、Ｎが各値のときの各変更周期及び各変更比率を求める。
【００５５】
ＣＰＵ１１（ＰＷＭ出力設定部１０４Ｄ）は、ステップＳ３３において現在のＮの値が最大値Ｎmaxであると判定した場合（ステップＳ３３でＹｅｓの場合）Ｎの値を１からＮmaxまで順番に変化させたときに複数得られた変更比率Ｄｃ（ｔｙ２／Ｔｒ）の中で、理想デューティＤ１に最も近い変更比率を特定し、その変更比率のときの変更周期を周期調整値Ｔｘとして選択する（ステップＳ３５）。このように、調整比率Ｄｇ（周期設定値Ｔｓを減少させた周期調整値Ｔｘに対する第２オン時間ｔｙ２の比率ｔｙ２／Ｔｘ）が理想デューティＤ１に近づくように周期調整値Ｔｘが生成される。ＣＰＵ１１（ＰＷＭ出力設定部１０４Ｄ）は、ステップＳ３５の後、周期調整値ＴｘをＰＷＭ信号の周期とし、第２オン時間ｔｙ２をＰＷＭ信号のオン時間とし、調整比率Ｄｇ（周期調整値Ｔｘに対する第２オン時間ｔｙ２の比率ｔｙ２／Ｔｘ）を出力デューティＤｒに設定する（ステップＳ３６）。この場合、ＰＷＭ信号の周期はＴｘに更新され、ＰＷＭ信号のオン時間はｔｙ２に更新され、それぞれの値が記憶部などに保持される。
【００５６】
このように、ＣＰＵ１１（ＰＷＭ出力設定部１０４Ｄ）は、Ｄ１＞Ｄｂの場合、即ち、基準比率Ｄｂ（ｔｙ２／Ｔｓ）と理想デューティＤ１との差が所定値以上であり、且つ理想デューティＤ１よりも基準比率Ｄｂが小さい場合に、周期調整値Ｔｘを生成し、周期調整値ＴｘをＰＷＭ信号の周期とし且つ第２オン時間ｔｙ２をＰＷＭ信号のオン時間として出力デューティを設定することになる。そして、発生部１６は、周期がＴｘであり、オン時間がｔｙ２であり、出力デューティＤｒが調整比率Ｄｇ（ｔｙ２／Ｔｘ）であるＰＷＭ信号を発生させることになる。
【００５７】
更に、ステップＳ３６の後、ステップＳ３７の処理が行われる。ステップ３７で補正値を生成する場合、ＣＰＵ１１（補正値生成部１０９）は、直近のステップＳ３で決定された理想デューティＤ１と、直近のステップＳ３６で設定された出力デューティＤｒとの差（余り）を補正値Ｄｆとする。即ち、Ｄｆ＝Ｄ１−Ｄｒである。このように算出された補正値Ｄｆ（デューティの差（余り））は、最新の補正値として記憶部（ＲＡＭ１３など）に保持され、次回のステップＳ３での演算（次回の周期）において理想デューティ決定部１０４Ａで用いる補正値となる。
【００５８】
図６〜図８は、上述した制御の具体例を示す説明図である。本構成では、図２で示す周期設定部１０５が、周期設定値Ｔｓを設定する場合、第１の周期間隔で定められた複数の周期候補値の中からいずれかの値を選択するように周期設定値Ｔｓを設定するようになっている。図６の例では、第１の周期間隔が５０ｎｓとなっており、・・・１０１７５、１０２２５、１０２７５・・・といった具合に、５０ｎｓおきに周期候補値が定められている。周期設定部１０５は、これらの複数の周期候補値をテーブル化した周期テーブルやこれらの複数の周期候補値の中からいずれかをランダムに選択する乱数生成部などを有しており、ステップＳ４が実行されるタイミングで、このように決められた複数の周期候補値の中からいずれかの値を選択して周期設定値Ｔｓとする。また、ステップＳ４の実行毎に新たな周期候補値を設定し、周期設定値Ｔｓを更新する。
【００５９】
一方、図４のステップＳ２２で用いられる変動幅Ｄ２は、上述した周期候補値の間隔（第１の周期間隔）よりも短い第２の周期間隔となっており、図４、図５の調整処理１、２では、ＣＰＵ１１（出力デューティ設定部１０４）は、周期設定部１０５で設定された周期設定値Ｔｓを第１の周期間隔よりも短い第２の周期間隔（変動幅Ｄ２）で変化させて周期調整値Ｔｘを生成するようになっている。図６の例では、第２の周期間隔（変動幅Ｄ２）は５ｎｓとなっている。また、図６の例では、図４、図５におけるＮmaxが４となっている。例えば、周期設定値Ｔｓが１０２２５で設定された場合、周期を１０２３０、１０２３５、１０２４０、１０２４５の各値に増加することができ、１０２２０、１０２１５、１０２１０、１０２０５の各値に減少することができる。
【００６０】
このように周期候補値が定められた場合において、図７（Ａ）のように、ステップＳ３で理想デューティＤ１が２３．４０％で決定し、ステップＳ４で周期設定値Ｔｓが１０２２５ｎｓで決定した場合について説明する。このように、周期設定値Ｔｓが１０２２５ｎｓとなり、理想デューティＤ１が２３．４０％となった場合、ステップＳ５で決定する第１オン時間ｔｙ１（理想オン時間）は、２３９２．６５ｎｓとなる。
【００６１】
図７（Ｂ）のように、オン時間の分解能が５ｎｓであり、設定可能なオン時間の設定候補値が図７（Ｂ）のように定められている場合、第１オン時間ｔｙ１（理想オン時間）である２３９２．６５ｎｓに最も近い設定候補値は２３９５ｎｓであるため、第２オン時間ｔｙ２（実際のオン時間）として２３９５ｎｓが選択される。この場合、基準比率（ｔｙ２／Ｔｓ）は、２３．４２３０％となるが、理想デューティＤ１と基準比率（ｔｙ２／Ｔｓ）との差が、依然として０．０２３０％残ってしまう。
【００６２】
そこで、図４の処理では、設定されている周期設定値Ｔｓ（１０２２５ｎｓ）を第２の周期間隔（変動幅Ｄ２：５ｎｓ）ずつ増加させて変更周期Ｔｒを得る。図８はこの点について説明する図であり、１０２２５ｎｓから５ｎｓずつ増加させ、１０２３０、１０２３５、１０２４０、１０２４５の変更周期をそれぞれ得ている。そして、それぞれの変更周期に対応した変更比率（ｔｙ２／Ｔｒ）を得る。図８の例では、１０２３０に対応した変更比率２３．４１１５％、１０２３５に対応した変更比率２３．４００１％といった具合に変更比率を得ている。そして、複数得られた変更比率（各周期でのデューティ）の中で、理想デューティＤ１に最も近い変更比率は、２３．４００１であり、このときの周期（変更周期Ｔｒ）は、１０２３５ｎｓである。この場合、周期調整値Ｔｘとして１０２３５ｎｓが選択され、この値がＰＷＭ信号で実際に用いる周期となる。また、この周期調整値Ｔｘのときの変更比率（即ち、ｔｙ２／Ｔｘ）がＰＷＭ信号の出力デューティＤｒとなる。そして、このときの出力デューティＤｒと理想デューティＤ１とを比較すると、出力デューティＤｒが０．０００１％だけ大きいため、この値を新たな補正値Ｄｆとして記憶しておく。補正値Ｄｆは、次のＰＷＭ周期に繰り越すことになる。
【００６３】
ここで、本構成の効果を例示する。
本発明では、信号発生回路１がＰＷＭ信号の周期を変化させる機能を有し、周期を固定化せずに変化させることができるため、周期の固定化に起因するノイズを低減することができる。
【００６４】
更に、デューティ設定部１０４は、調整比率（周期設定値Ｔｓを増加又は減少させた周期調整値Ｔｘに対する第２オン時間ｔｙ２の比率）が理想デューティＤ１に近づくように周期調整値Ｔｘを生成し、周期調整値ＴｘをＰＷＭ信号の周期とし且つ第２オン時間ｔｙ２をＰＷＭ信号のオン時間とするように出力デューティＤｒを設定する。このようにすれば、周期設定値Ｔｓ（周期設定部１０５で設定された値）及び第２オン時間ｔｙ２（分解能に応じて定められたオン時間）だけで出力デューティを設定しても理想デューティＤ１との乖離が大きくなるような場合に、周期設定値Ｔｓを増加又は減少させるように周期の微調整を行い、出力デューティに対応する微調整後の比率（調整比率）を目標デューティＤａに近づけることができる。
【００６５】
信号発生回路１は、目標デューティ設定部１０２で設定された目標デューティＤａと、出力デューティ設定部１０４で設定された出力デューティＤｒとの差（具体的には、理想デューティＤ１と出力デューティＤｒとの差）に基づいて、出力デューティ設定部１０４で次回以降に用いる補正値Ｄｆを生成する補正値生成部１０９を有する。出力デューティ設定部１０４は、目標デューティ設定部１０２で設定された目標デューティＤａを補正値生成部１０９で前回以前に生成された補正値Ｄｆによって補正した値である理想デューティＤ１と、周期設定部１０５で設定された周期設定値Ｔｓと、に基づいて定まるオン時間を第１オン時間ｔｙ１とする。
【００６６】
このようにすれば、各回において出力デューティを目標デューティＤａに近づけることを可能としつつ、目標デューティＤａのうちの出力デューティＤｒに反映されなかった分を次回以降の出力デューティに反映することも可能となり、複数回の生成処理を通じて一層精度が高まる。
【００６７】
出力デューティ設定部１０４は、補正値生成部１０９によって前回生成された補正値Ｄｆを目標デューティＤａに加算して得られる加算値を理想デューティＤ１とし、周期設定値Ｔｓを理想デューティＤ１に乗じて得られる乗算値を第１オン時間ｔｙ１とし、複数の設定候補値の中で第１オン時間ｔｙ１に最も近い値を第２オン時間ｔｙ２とする。このようにすれば、目標デューティＤａのうちの出力デューティＤｒに反映されなかった分を次回以降の出力デューティにより確実に反映することができる。
【００６８】
出力デューティ設定部１０４は、周期設定値Ｔｓに対する第２オン時間ｔｙ２の比率である基準比率（ｔｙ２／Ｔｓ）と理想デューティＤ１との差が所定値未満である場合に、基準比率（ｔｙ２／Ｔｓ）を出力デューティＤｒとし、基準比率（ｔｙ２／Ｔｓ）と理想デューティＤ１との差が所定値以上である場合に、周期調整値Ｔｘを生成し、周期調整値ＴｘをＰＷＭ信号の周期とし且つ第２オン時間ｔｙ２をＰＷＭ信号のオン時間として出力デューティＤｒを設定する。
【００６９】
このようにすれば、基準比率（ｔｙ２／Ｔｓ）と理想デューティＤ１との差が小さい場合には、基準比率（ｔｙ２／Ｔｓ）をそのまま出力デューティＤｒとすることができ、理想デューティＤ１を高精度に反映した出力デューティＤｒを迅速に生成することができる。一方、基準比率（ｔｙ２／Ｔｓ）と理想デューティＤ１との差が大きい場合には、周期設定値Ｔｓを増加又は減少させて周期調整値Ｔｘを生成し、理想デューティＤ１に近い調整比率（ｔｙ２／Ｔｘ）を得ることができる。よって、基準比率（ｔｙ２／Ｔｓ）と理想デューティＤ１との差が大きい場合であっても、理想デューティＤ１から大きく乖離した出力デューティが設定される事態を防ぐことができる。
【００７０】
周期設定部１０５は、第１の周期間隔で定められた複数の周期候補値の中からいずれかの値を選択するように周期設定値Ｔｓを設定する。出力デューティ設定部１０４は、周期設定部１０５で設定された周期設定値Ｔｓを第１の周期間隔よりも短い第２の周期間隔（変動幅Ｄ２）で変化させて周期調整値Ｔｘを生成する。このようにすれば、周期設定部１０５で設定された周期設定値Ｔｓをより細かく変化させて周期調整値Ｔｘを得ることができ、調整比率（ｔｙ２／Ｔｘ）を理想デューティＤ１に近づける上でより望ましい周期調整値Ｔｘが得られやすくなる。
【００７１】
＜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。
【００７２】
実施例１では、電圧変換装置として降圧型のＤＣＤＣコンバータを例示したが、実施例１又は実施例１を変更したいずれの例においても、ＰＷＭ信号によって制御される電圧変換装置であればよく、昇圧型のＤＣＤＣコンバータであってもよく、昇降圧型のＤＣＤＣコンバータであってもよい。また、電圧変換装置は、入力側と出力側が固定化された一方向型のＤＣＤＣコンバータであってもよく、双方向型のＤＣＤＣコンバータであってもよい。
【００７３】
実施例１では、単相型のＤＣＤＣコンバータを例示したが、実施例１又は実施例１を変更したいずれの例においても、多相型のＤＣＤＣコンバータとしてもよい。
【００７４】
実施例１では、同期整流式のＤＣＤＣコンバータを例示したが、実施例１又は実施例１を変更したいずれの例においても、一部のスイッチング素子をダイオードに置き換えたダイオード方式のＤＣＤＣコンバータとしてもよい。
【００７５】
実施例１では、電圧変換回路のスイッチング素子として、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されるスイッチ２１，２２を例示したが、実施例１又は実施例１を変更したいずれの例においても、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴであってもよいし、バイポーラトランジスタ等の他のスイッチング素子であってもよい。
【００７６】
実施例１では、制御部１０がマイクロコンピュータとして構成され、制御部１０での設定に基づいて発生部１６によりＰＷＭ信号を発生させる構成としたが、発生部１６の機能が制御部１０に含まれていてもよい。例えば、マイクロコンピュータが発生部１６の機能を実行し得る構成であってもよい。
【００７７】
実施例１では、制御部１０がマイクロコンピュータを主体として構成されていたが、マイクロコンピュータ以外の複数のハードウェア回路によって実現されてもよい。
【００７８】
実施例１では、フィードバック演算部として機能するフィードバック演算部１０２Ａにより、第２導電路３２に印加される出力電圧Ｖ２と予め定められた目標電圧Ｖｔとの偏差に基づいて、ＰＩＤ方式でフィードバック演算を行い、次回の周期で目標とするオン時間（目標オン時間ｔａ）を操作量として算出する例を示したが、実施例１又は実施例１を変更したいずれの例においても、第２導電路３２に印加される出力電圧Ｖ２と予め定められた目標電圧Ｖｔとに基づき、出力電圧Ｖ２を目標電圧Ｖｔに近づけるように目標オン時間ｔａを決定するようなフィードバック演算方式であれば、公知の様々なフィードバック演算方式を用いることができる。
【００７９】
実施例１では、第２オン時間決定部１０４Ｃは、複数の設定候補値の中から第１オン時間決定部１０４Ｂで決定された最新の第１オン時間ｔｙ１以上又は以下の最も近い設定候補値を第２オン時間ｔｙ２として決定したが、実施例１又は実施例１を変更したいずれの例においても、第１オン時間決定部１０４Ｂで決定された最新の第１オン時間ｔｙ１以下の複数の設定候補値の中から最も近い設定候補値を第２オン時間ｔｙ２として決定してもよく、第１オン時間決定部１０４Ｂで決定された最新の第１オン時間ｔｙ１以上の複数の設定候補値の中から最も近い設定候補値を第２オン時間ｔｙ２として決定してもよい。
【００８０】
実施例１では、補正値生成部１０９が設けられ、補正値Ｄｆを反映して理想デューティＤ１を生成する構成を例示したが、補正値生成部１０９が設けられていない構成であってもよい。この場合、目標デューティＤａを理想デューティＤ１とすればよい。
【符号の説明】
【００８１】
１…車載用の信号発生回路
２…電圧変換装置
１６…発生部
２１，２２…スイッチ
９０…車載用電源装置
１０２…目標デューティ設定部
１０４…出力デューティ設定部
１０５…周期設定部
１０９…補正値生成部
【図１】
2019022294.tif 000003
【図２】
2019022294.tif 000004
【図３】
2019022294.tif 000005
【図４】
2019022294.tif 000006
【図５】
2019022294.tif 000007
【図６】
2019022294.tif 000008
【図７】
2019022294.tif 000009
【図８】
2019022294.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月11日(2018.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
ここで、ＰＷＭ信号の発生部に設定可能な値の最小単位（即ち最小の増分）が比較的大きい場合は、目標値の変化に対してＰＷＭ信号のデューティを滑らかに変化させることができなくなり、出力電圧が階段状に変化することとなる。また例えば、ＰＷＭ制御による操作量としてＰＷＭ信号の発生部に設定すべき目標の値が算出される場合、目標の値の最小単位よりも設定可能値の最小単位の方が大きいときは、電圧の目標値の変化及び負荷変動に対してＰＷＭ信号のデューティを滑らかに変化させることができなくなり、出力電圧に誤差が生じる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
このように構成される電圧変換装置２は、同期整流方式の降圧型コンバータとして機能し、ローサイド側のスイッチ２２のオン動作とオフ動作との切り替えを、ハイサイド側のスイッチ２１の動作と同期させて行うことで、第１導電路３１に印加された直流電圧を降圧し、第２導電路３２に対して降圧された出力電圧を印加する。「第１導電路３１に印加される直流電圧」は、コンバータＣＶへの入力電圧であり、具体的には、第１導電路３１の電位と所定の基準電位（グラウンド電位）との電位差である。「第２導電路３２に印加される直流電圧」は、コンバータＣＶからの出力電圧であり、具体的には、第２導電路３２の電位と所定の基準電位（グラウンド電位）との電位差である。図１で示す電圧変換装置２では、駆動回路２６から各スイッチ２１，２２のゲートに相補的に与えられる各ＰＷＭ信号により、スイッチ２１をオン状態とし、スイッチ２２をオフ状態とした第１状態と、スイッチ２１をオフ状態とし、スイッチ２２をオン状態とした第２状態とがデットタイムを設定しつつ交互に切り替えられ、この動作によって第１導電路３１に印加された直流電圧が降圧され、第２導電路３２に出力される。第２導電路３２の出力電圧は、スイッチ２１のゲートに与えるＰＷＭ信号のデューティ比に応じて定まる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
図３で示すステップＳ６の後には、ステップＳ７〜Ｓ１０の処理が行われ、出力デューティの設定が行われる。図２で示すＰＷＭ出力設定部１０４Ｄは、ステップＳ７〜Ｓ１０の機能を実現する部分であり、具体的には、ＣＰＵ１１がＰＷＭ出力設定部１０４Ｄとしての機能を有し、目標デューティ設定部で設定された目標デューティＤａと、周期設定部で設定された周期設定値Ｔｓとに基づき、ＰＷＭ信号で実際に用いるデューティの値である出力デューティを設定する。ＰＷＭ出力設定部１０４Ｄとして機能するＣＰＵ１１は、まず、ステップＳ７の処理を行い、理想デューティＤ１と基準比率Ｄｂとを比較する。基準比率Ｄｂは、周期設定値Ｔｓに対する第２オン時間ｔｙ２の比率（ｔｙ２／Ｔｓ）である。即ち、Ｄｂ＝ｔｙ２／Ｔｓである。ＣＰＵ１１は、ステップＳ７において、Ｄ１とＤｂとを比較し、Ｄ１＝Ｄｂであれば、ステップＳ８の処理を行い、Ｄ１＜Ｄｂであれば、ステップＳ９の処理を行い、Ｄ１＞Ｄｂであれば、ステップＳ１０の処理を行う。