(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個の基準となる第１電源装置（２０，２０ａ〜２０ｃ）及び少なくとも１個の第２電源装置（３０，３０ａ〜３０ｃ）を備え、前記第１電源装置及び前記第２電源装置が互いに負荷（５０）に対して並列に接続された電力変換装置であって、
前記第１電源装置は、入力電圧を所望の出力電圧に変換する第１電力変換部（２１）と、前記第１電力変換部に含まれるスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号である第１制御信号を生成する第１制御回路部（２２，２２ａ〜２２ｃ）と、を含み、
各前記第２電源装置は、入力電圧を所望の出力電圧に変換する第２電力変換部（３１）と、前記第２電力変換部に含まれるスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号である第２制御信号を生成する第２制御回路部（３２，３２ａ〜３２ｃ）と、前記第１制御回路部により生成された前記第１制御信号を観測する信号観測部（３３）と、を含み、
各前記第２制御回路部は、前記信号観測部により観測された前記第１制御信号の状態に基づいて、前記第２制御信号を生成し、
前記第１制御回路部は、前記第１制御信号の時比率を制御して、前記第１電力変換部の出力電圧を所望の値に調整するとともに、前記第１制御信号のオフ時間を制御して、前記第１電力変換部を電流臨界モードで作動させ、
前記信号観測部は、前記第１制御信号のオン時間を観測し、
各前記第２制御回路部は、前記信号観測部により観測された前記第１制御信号のオン時間を、前記第２制御信号のオン時間にするとともに、前記第２制御信号のオフ時間を制御して、前記第２電力変換部を電流臨界モードで作動させることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記信号観測部は、前記第１制御信号のオン時間を観測し、
前記第２制御回路部は、前記信号観測部により、閾値時間よりも長い前記第１制御信号のオン時間が観測されたことを条件として、観測された前記第１制御信号のオン時間を前記第２制御信号のオン時間にして、生成した前記第２制御信号を前記第２電力変換部へ出力する請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
１個の基準となる第１電源装置（２０，２０ａ〜２０ｃ）及び少なくとも１個の第２電源装置（３０，３０ａ〜３０ｃ）を備え、前記第１電源装置及び前記第２電源装置が互いに負荷（５０）に対して並列に接続された電力変換装置であって、
前記第１電源装置は、入力電圧を所望の出力電圧に変換する第１電力変換部（２１）と、前記第１電力変換部に含まれるスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号である第１制御信号を生成する第１制御回路部（２２，２２ａ〜２２ｃ）と、を含み、
各前記第２電源装置は、入力電圧を所望の出力電圧に変換する第２電力変換部（３１）と、前記第２電力変換部に含まれるスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号である第２制御信号を生成する第２制御回路部（３２，３２ａ〜３２ｃ）と、前記第１制御回路部により生成された前記第１制御信号を観測する信号観測部（３３）と、を含み、
各前記第２制御回路部は、前記信号観測部により観測された前記第１制御信号の状態に基づいて、前記第２制御信号を生成し、
前記信号観測部は、前記第１制御信号のオン時間を観測し、
前記第２制御回路部は、前記信号観測部により、閾値時間よりも長い前記第１制御信号のオン時間が観測されたことを条件として、観測された前記第１制御信号のオン時間を前記第２制御信号のオン時間にして、生成した前記第２制御信号を前記第２電力変換部へ出力することを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
前記信号観測部は、前記第１制御信号のオフ時間を観測し、
前記第２制御回路部は、前記信号観測部により、前記第１制御回路部の制御周期の間、前記第１制御信号のオフ時間が継続していることが観測されたことを条件として、前記第２制御信号の出力を停止する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
１個の基準となる第１電源装置（２０，２０ａ〜２０ｃ）及び少なくとも１個の第２電源装置（３０，３０ａ〜３０ｃ）を備え、前記第１電源装置及び前記第２電源装置が互いに負荷（５０）に対して並列に接続された電力変換装置であって、
前記第１電源装置は、入力電圧を所望の出力電圧に変換する第１電力変換部（２１）と、前記第１電力変換部に含まれるスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号である第１制御信号を生成する第１制御回路部（２２，２２ａ〜２２ｃ）と、を含み、
各前記第２電源装置は、入力電圧を所望の出力電圧に変換する第２電力変換部（３１）と、前記第２電力変換部に含まれるスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号である第２制御信号を生成する第２制御回路部（３２，３２ａ〜３２ｃ）と、前記第１制御回路部により生成された前記第１制御信号を観測する信号観測部（３３）と、を含み、
各前記第２制御回路部は、前記信号観測部により観測された前記第１制御信号の状態に基づいて、前記第２制御信号を生成し、
前記信号観測部は、前記第１制御信号のオフ時間を観測し、
前記第２制御回路部は、前記信号観測部により、前記第１制御回路部の制御周期の間、前記第１制御信号のオフ時間が継続していることが観測されたことを条件として、前記第２制御信号の出力を停止することを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
前記第２電源装置を複数備え、
複数の前記第２電源装置は、それぞれ、生成した前記第２制御信号を直列に次の前記第２電源装置へ送信するものであり、
前記第１制御回路部は、前記複数の第２電源装置のうちの１番目の第２電源装置へ、前記第１制御信号を送信し、
前記１番目の第２電源装置の前記第２制御回路部は、前記信号観測部により観測された前記第１制御信号のオン時間を前記第２制御信号のオン時間にして、生成した前記第２制御信号を２番目の前記第２電源装置へ送信し、
前記２番目以降の前記第２電源装置は、１つ前の前記第２電源装置から送信された前記第２制御信号のオン時間を、前記第１制御信号のオン時間として観測する請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第２電源装置を複数備え、
前記第１制御回路部は、前記第２電源装置のそれぞれへ、前記第１制御信号を並列に送信し、
各前記第２電源装置の前記信号観測部は、それぞれ、前記第１制御回路から送信された前記第１制御信号を観測する請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
１個の基準となる第１電源装置（２０，２０ａ〜２０ｃ）及び少なくとも１個の第２電源装置（３０，３０ａ〜３０ｃ）を備え、前記第１電源装置及び前記第２電源装置が互いに負荷（５０）に対して並列に接続された電力変換装置であって、
前記第１電源装置は、入力電圧を所望の出力電圧に変換する第１電力変換部（２１）と、前記第１電力変換部に含まれるスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号である第１制御信号を生成する第１制御回路部（２２，２２ａ〜２２ｃ）と、を含み、
各前記第２電源装置は、入力電圧を所望の出力電圧に変換する第２電力変換部（３１）と、前記第２電力変換部に含まれるスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号である第２制御信号を生成する第２制御回路部（３２，３２ａ〜３２ｃ）と、前記第１制御回路部により生成された前記第１制御信号を観測する信号観測部（３３）と、を含み、
各前記第２制御回路部は、前記信号観測部により観測された前記第１制御信号の状態に基づいて、前記第２制御信号を生成し、
前記第２電源装置を複数備え、
前記第１制御回路部は、前記第２電源装置のそれぞれへ、前記第１制御信号を並列に送信し、
各前記第２電源装置の前記信号観測部は、それぞれ、前記第１制御回路から送信された前記第１制御信号を観測することを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
前記第１電源装置は、第２制御信号観測部（２５）を含み、
前記第２制御信号観測部は、前記複数の第２電源装置のうち最後の第２電源装置から送信された前記第２制御信号を観測する請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
１個の基準となる第１電源装置（２０，２０ａ〜２０ｃ）及び少なくとも１個の第２電源装置（３０，３０ａ〜３０ｃ）を備え、前記第１電源装置及び前記第２電源装置が互いに負荷（５０）に対して並列に接続された電力変換装置であって、
前記第１電源装置は、入力電圧を所望の出力電圧に変換する第１電力変換部（２１）と、前記第１電力変換部に含まれるスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号である第１制御信号を生成する第１制御回路部（２２，２２ａ〜２２ｃ）と、を含み、
各前記第２電源装置は、入力電圧を所望の出力電圧に変換する第２電力変換部（３１）と、前記第２電力変換部に含まれるスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号である第２制御信号を生成する第２制御回路部（３２，３２ａ〜３２ｃ）と、前記第１制御回路部により生成された前記第１制御信号を観測する信号観測部（３３）と、を含み、
各前記第２制御回路部は、前記信号観測部により観測された前記第１制御信号の状態に基づいて、前記第２制御信号を生成し、
前記第２電源装置を複数備え、
複数の前記第２電源装置は、それぞれ、生成した前記第２制御信号を直列に次の前記第２電源装置へ送信するものであり、
前記第１制御回路部は、前記複数の第２電源装置のうちの１番目の第２電源装置へ、前記第１制御信号を送信し、
前記１番目の第２電源装置の前記第２制御回路部は、前記信号観測部により観測された前記第１制御信号のオン時間を前記第２制御信号のオン時間にして、生成した前記第２制御信号を２番目の前記第２電源装置へ送信し、
前記２番目以降の前記第２電源装置は、１つ前の前記第２電源装置から送信された前記第２制御信号のオン時間を、前記第１制御信号のオン時間として観測し、
前記第１電源装置は、第２制御信号観測部（２５）を含み、
前記第２制御信号観測部は、前記複数の第２電源装置のうち最後の第２電源装置から送信された前記第２制御信号を観測することを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
前記第１制御回路部は、前記第１電力変換部に含まれるスイッチング素子に印加される電圧が零になった時に、前記第１電力変換部に含まれる前記スイッチング素子のオン状態を開始し、
各前記第２制御回路部は、前記第２電力変換部に含まれるスイッチング素子に印加される電圧が零になった時に、前記第２電力変換部に含まれる前記スイッチング素子のオン状態を開始する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに並列接続された複数の電源装置を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに並列接続された複数の電源装置を備えた電力変換装置として、特許文献１に記載の電源システムがある。特許文献１に記載の電源システムは、直流供給線路を介して互いに並列接続された電源装置を備えている。上記電源システムでは、各電源装置において、電流センサにより出直電流を検出するとともに、通信機器を通して他の電源装置において検出された出力電流を取得し、全電源装置の出力電流の平均値を算出している。そして、上記電源システムは、各電源装置の出力電流が算出した平均値となるように、各電源装置に出力電圧を指令して、出力電流をバランスさせている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６５２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記電源システムでは、他の電源装置において検出された出力電流を取得する際に、通信機器を用いることによる遅延が生じる。すなわち、電流センサを用いて複数の電源装置の出力電流をバランスさせようとする場合、急な負荷変動が発生した際に、各出力電流を平均値とするまでに時間がかかり、出力電流に不均衡が生じやすい。ひいては、一部の電源装置に負担が偏り、負担が偏った電源装置の故障につながるおそれがある。また、各電源装置の電流センサと他の電源装置との通信機能が必要となり、コストが増加してしまう。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑み、複数の電源装置の出力電流をバランスさせるために電流センサを用いることなく、定常時に加えて急な負荷変動が発生した場合でも、複数の電源装置の出力電流の不均衡を抑制可能な電力変換装置を低コストで提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑み、１個の基準となる第１電源装置及び少なくとも１個の第２電源装置を備え、前記第１電源装置及び前記第２電源装置が互いに負荷に対して並列に接続された電力変換装置であって、前記第１電源装置は、入力電圧を所望の出力電圧に変換する第１電力変換部と、前記第１電力変換部に含まれるスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号である第１制御信号を生成する第１制御回路部と、を含み、各前記第２電源装置は、入力電圧を所望の出力電圧に変換する第２電力変換部と、前記第２電力変換部に含まれるスイッチング素子を制御するＰＷＭ信号である第２制御信号を生成する第２制御回路部と、前記第１制御回路部により生成された前記第１制御信号を観測する信号観測部と、を含み、各前記第２制御回路部は、前記信号観測部により観測された前記第１制御信号の状態に基づいて、前記第２制御信号を生成する。
【０００７】
本発明によれば、互いに並列に接続された基準となる第１電源装置及び第２電源装置により、分担して電力が負荷に供給される。第１電源装置は、第１電力変換部及び第１制御回路部を含み、第１電力変換部に含まれるスイッチング素子が、ＰＷＭ信号である第１制御信号で制御されることにより、入力電圧が所望の出力電圧に変換される。また、各第２電源装置は、第２電力変換部、第２制御回路部及び信号観測部を含み、信号観測部により観測された第１制御信号の状態に基づいて、ＰＷＭ信号である第２制御信号が生成される。そして、第２電力変換部に含まれるスイッチング素子が第２制御信号で制御されることにより、入力電圧が所望の出力電圧に変換される。
【０００８】
すなわち、各第２電源装置の信号観測部は、第１制御信号の状態をリアルタイムで観測し、各第２電源装置の第２制御回路部は、観測された第１制御信号の状態に基づいて、第２電力変換部のスイッチング素子を駆動する。よって、急な負荷変動が発生して、第１制御信号の状態が変化されれば、第２電源装置において、直ちに第１制御信号の状態の変化が観測され、第２制御信号の状態も変化される。これにより、急な負荷変動が発生した場合においても、複数の電源装置の出力電流の不均衡を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１〜３実施形態に係る電力変換装置の構成を示すブロック図。
【図２】第１実施形態に係る電力変換装置の概略構成を示す図。
【図３】電流臨界モード制御時の電力変換部のリアクトル電流波形を示す図。
【図４】（ａ）マスタＰＷＭ信号、（ｂ）マスタＰＷＭ信号のオン時間のカウント値を示す図。
【図５】各スレーブへのマスタＰＷＭａ信号の並列送信を示す図。
【図６】電力変換装置の起動時における（ａ）マスタ動作、（ｂ）マスタ制御器出力、（ｃ）マスタＰＷＭ信号のオンカウント値、（ｄ）スレーブ動作、（ｅ）スレーブ制御器出力を示す図。
【図７】電力変換装置の停止時における（ａ）マスタ動作、（ｂ）マスタ制御器出力、（ｃ）マスタＰＷＭ信号のオンカウント値、（ｄ）スレーブ動作、（ｅ）スレーブ制御器出力を示す図。
【図８】電流臨界モード制御時の（ａ）リアクトル電流、（ｂ）上アーム電圧、（ｃ）上アームゲート電圧、（ｄ）下アームゲート電圧を示す図。
【図９】第２実施形態に係る電力変換装置の概略構成を示す図。
【図１０】第３実施形態に係る電力変換装置の概略構成を示す図。
【図１１】第４実施形態に係る電力変換装置の構成を示すブロック図。
【図１２】各スレーブへのマスタＰＷＭａ信号の直列送信を示す図。
【図１３】（ａ）マスタ、スレーブ１及びスレーブ２のリアクトル電流を示す図。（ｂ）（ａ）の一部分を拡大した図。
【図１４】電圧変換部の変形例。
【図１５】電圧変換部の変形例。
【図１６】電圧変換部の変形例。
【図１７】電圧変換部の変形例。
【図１８】電圧変換部の変形例。
【図１９】電圧変換部の変形例。
【図２０】電圧変換部の変形例。
【図２１】電圧変換部の変形例。
【図２２】電圧変換部の変形例。
【図２３】電圧変換部の変形例。
【図２４】電圧変換部の変形例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、電力変換装置を具現化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る電力変換装置の構成について説明する。本実施形態に係る電力変換装置１００は、１個の基準となる電源装置であるマスタ２０と、電源装置であるＮ（Ｎは自然数）個のスレーブ３０（＃１）〜（＃Ｎ）とを備える。マスタ２０及びＮ個のスレーブ３０は、入力電源１０に対して互いに並列に接続されているとともに、負荷５０に対して互いに並列に接続されている。すなわち、マスタ２０及びＮ個のスレーブ３０の入力端子は互いに並列に接続されているとともに、出力端子も互いに並列に接続されている。入力電源１０は、電力変換装置１００に、入力電圧Ｖ１の電力を供給する直流電源であり、例えば高圧バッテリである。負荷５０は、電力変換装置１００から電力の供給を受ける負荷であり、例えば低圧バッテリである。なお、図２では、Ｎ個のスレーブ３０（＃１）〜（＃Ｎ）のうち、スレーブ３０（＃１）のみを記載し、他のスレーブ３０（＃２）〜（＃Ｎ）は省略している。
【００１２】
マスタ２０（第１電源装置）は、電力変換装置１００に含まれる電源装置のうちで、電力変換の基準となる電源装置であり、電力変換部２１及びＭＰＵ２６を含む。電力変換部２１（第１電力変換部）は、入力電圧を所望の電圧に変換して出力するコンバータである。電力変換部２１は、２つのスイッチング素子が相補的にオン及びオフされることにより、入力された入力電圧Ｖ１の電力を磁気エネルギとしてリアクトル又はトランスに蓄積し、蓄積した磁気エネルギを所望の電圧Ｖ２の電力に変換して、負荷５０へ出力するものである。本実施形態では、電力変換部２１として、図２に示す降圧型コンバータを採用している。
【００１３】
電力変換部２１は、入力コンデンサＣｉｍ、リアクトルＬｍ、平滑コンデンサＣоｍ、スイッチング素子Ｓｐｍ，Ｓｎｍ、コンデンサＣｐｍ，Ｃｎｍ、及びドライバＤｒｐｍ，Ｄｒｎｍを備える。入力コンデンサＣｉｍは、入力端子間に接続されており、平滑コンデンサＣоｍは、出力端子間に接続されている。スイッチング素子Ｓｐｍは上アームのスイッチング素子であり、スイッチング素子Ｓｎｍは下アームのスイッチング素子である。スイッチング素子Ｓｐｍ，Ｓｎｍは、ＮＭＯＳトランジスタから構成されており、スイッチング素子Ｓｐｍのソース端子とスイッチング素子Ｓｎｍのドレイン端子とが接続されており、スイッチング素子Ｓｐｍのドレイン端子とスイッチング素子Ｓｎｍのソース端子は、それぞれ入力端子に接続されている。
【００１４】
また、スイッチング素子Ｓｐｍ，Ｓｎｍのゲート端子には、各スイッチング素子を駆動するドライバＤｒｐｍ，Ｄｒｎｍが接続されている。さらに、スイッチング素子Ｓｐｍ，Ｓｎｍには、それぞれボディーダイオードが並列に接続されているとともに、コンデンサＣｐｍ，Ｃｎｍが並列に接続されている。コンデンサＣｐｍ，Ｃｎｍは、スイッチング素子Ｓｐｍ，Ｓｎｍの寄生容量でもよいし、外付けされたものでもよい。さらに、スイッチング素子Ｓｐｍとスイッチング素子Ｓｎｍとの接続点と、平滑コンデンサＣоｍとの間には、直列にリアクトルＬｍが接続されている。
【００１５】
スイッチング素子Ｓｐｍがオン状態、スイッチング素子Ｓｎｍがオフ状態となると、リアクトルＬｍに磁気エネルギが蓄えられる。そして、スイッチング素子Ｓｐｍがオフ状態、スイッチング素子Ｓｎｍがオン状態となると、リアクトルＬｍに蓄えられた磁気エネルギが開放されて、スイッチング素子Ｓｎｍ及びリアクトルＬｍを通じて、負荷５０へ出力電流Ｉｏｕｔが流れる。スイッチング素子Ｓｎｍをオン状態にすることにより、同期整流が行われる。
【００１６】
ＭＰＵ２６（Micro-Processing Unit）は、超小型処理装置であり、電力変換部２１を制御する制御回路部２２の機能を実現する。制御回路部２２（第１制御回路部）は、制御器２３と検出器２４の機能を有する。制御器２３は、スイッチング素子Ｓｐｍ，Ｓｎｍを駆動するマスタＰＷＭａ，マスタＰＷＭｂ信号を生成し、生成したマスタＰＷＭａ，マスタＰＷＭｂ信号をドライバＤｒｐｍ，Ｄｒｎｍへ送信する。検出器２４は、後述するスイッチング遷移時間を検出する。制御器２３及び検出器２４の詳細については後で述べる。
【００１７】
Ｎ個のスレーブ３０（第２電源装置）は、それぞれ同様の構成となっており、各スレーブ３０は、電力変換部３１及びＭＰＵ３６を含む。電力変換部３１（第２電力変換部）は、電力変換部２１と同様のコンバータであり、本実施形態では、電力変換部２１と同様に降圧型コンバータを採用している。入力コンデンサＣｉｓ、リアクトルＬｓ、及び平滑コンデンサＣоｓは、それぞれ、入力コンデンサＣｉｍ、リアクトルＬｍ、及び平滑コンデンサＣоｍに対応する。また、スイッチング素子Ｓｐｓ，Ｓｎｓ、コンデンサＣｐｓ，Ｃｎｓ、及びドライバＤｒｐｓ，Ｄｒｎｓは、それぞれ、スイッチング素子Ｓｐｍ，Ｓｎｍ、コンデンサＣｐｍ，Ｃｎｍ、及びドライバＤｒｐｍ，Ｄｒｎｍに対応する。
【００１８】
ＭＰＵ３６は、超小型処理装置であり、制御回路部３２及び時間観測器３３の機能を実現する。制御回路部３２（第２制御回路部）は、制御器３４及び検出器３５の機能を有する。時間観測器３３（信号観測部）は、マスタ２０の制御器２３と信号線で接続されており、制御器２３から送信されたスイッチング素子Ｓｐｍを駆動する制御信号（マスタＰＷＭａ信号）の状態を観測する。制御器３４は、スイッチング素子Ｓｐｓ，Ｓｎｓを駆動するスレーブＰＷＭａ，スレーブＰＷＭｂ信号を生成し、生成したスレーブＰＷＭａ，スレーブＰＷＭｂ信号をドライバＤｒｐｓ，Ｄｒｎｓへ送信する。検出器３５は、検出器２４と同様に、後述するスイッチング遷移時間を検出する。時間観測器３３、制御器３４及び検出器３５の詳細については後で述べる。
【００１９】
電力変換装置１００において、マスタ２０及びＮ個のスレーブ３０からなるＮ＋１個の電源装置の出力電流Ｉｏｕｔが不均衡となると、一部の電源装置に負荷が偏ることになる。その結果、一部の電源装置に発熱が集中したり、電力変換装置１００の最大出力の不足が生じたりするおそれがある。そのため、各電源装置の出力電流Ｉｏｕｔをバランスさせることが望ましい。
【００２０】
そこで、例えば、ＭＰＵ２６が、通信機器を介して各電源装置の出力電流Ｉｏｕｔを取得するとともに平均値を算出し、通信機能を介して算出した平均値を各ＭＰＵ３６へ送信して、各ＭＰＵ２６，３６が、平均値となるように出力電流Ｉｏｕｔを制御することが考えられる。しかしながら、このようにすると、通信機能を用いることによる遅延が生じるため、急な負荷変動が発生した場合に、出力電流Ｉｏｕｔが平均値になるまでに時間がかかり、出力電流Ｉｏｕｔに不均衡が生じやすい。
【００２１】
各電源装置の出力電流Ｉｏｕｔの不均衡の要因としては、各電源装置の電力変換部２１，３１の制御誤差、各電源装置の素子のばらつき、各電源装置の入力端子と入力電源１０との間の入力配線抵抗の不均一、各電源装置の出力端子と負荷５０との間の出力配線抵抗の不均一等が挙げられる。これらの中でも、特に各電源措置の電力変換部２１，３１の制御誤差の影響が大きく、この制御誤差を抑制すれば、電力変換装置１００の製品として要求されるレベルを達成できる。
【００２２】
そこで、電力変換装置１００において、各電源装置の電力変換部２１の制御誤差を抑制することにした。詳しくは、マスタ２０の制御回路部２２は、マスタＰＷＭａ信号を制御して、出力電圧Ｖｏｕｔを指令電圧にフィードバック制御する。そして、スレーブ３０の時間観測器３３はマスタＰＷＭａ信号を観測し、スレーブ３０の制御回路部３２は、観測されたマスタＰＷＭａ信号の状態に基づいて、スレーブＰＷＭａ信号を生成する。すなわち、マスタ２０の電力変換部２１の制御に応じて、各スレーブ３０の電力変換部３１の制御を実施することにより、電源装置間の制御誤差を抑制する。以下、詳しく説明する。
【００２３】
マスタ２０の制御器２３は、電圧指令、入力電圧Ｖ１、出力電圧Ｖｏｕｔ、及び検出器２４により検出されたスイッチング遷移時間を受信し、受信した各値に基づいて、スイッチング素子Ｓｐｍ，Ｓｎｍを制御するマスタＰＷＭａ，マスタＰＷＭｂ信号を生成する。スイッチング素子Ｓｐｍを制御するマスタＰＷＭａ信号と、スイッチング素子Ｓｎｍを制御するマスタＰＷＭｂ信号は、相補的な制御信号となる。
【００２４】
詳しくは、制御器２３は、スイッチング素子Ｓｐｍに対するマスタＰＷＭａ信号の時比率（デューティ比）を制御して、出力電圧Ｖｏｕｔを指令電圧（所望の値）に調整する。指令電圧は、ＭＰＵ２６よりも上位の制御装置から送信される。なお、本実施形態では、マスタＰＷＭａ信号が第１制御信号に相当する。
【００２５】
さらに、制御器２３は、マスタＰＷＭａ信号のオフ時間を制御して、電力変換部２１を電流臨界モードで作動させる。マスタＰＷＭａ信号の時比率は、出力電圧Ｖｏｕｔの調整によって決まっているため、オフ時間を制御することは、マスタＰＷＭａ信号の周波数を制御することになる。なお、制御器２３は、スイッチング素子Ｓｐｍに対するマスタＰＷＭａ信号と相補的になるように、スイッチング素子Ｓｎｍに対するマスタＰＷＭｂ信号を生成する。
【００２６】
ここで、電力変換部２１を電流臨界モードで作動させると、図３に示すように、リアクトルＬｍを流れるリアクトル電流ＩＬは、スイッチング素子Ｓｐｍのオン時間Ｔｏｎｐの間、零よりも少し小さい値であるＩｍｉｎ（負の値）から増加してＩｍａｘとなる。そして、リアクトル電流ＩＬは、スイッチング素子Ｓｎｍのオン時間Ｔｏｎｎの間、Ｉｍａｘから減少してＩｍｉｎとなる。電力変換部２１を電流臨界モードで作動させると、このようなリアクトル電流ＩＬの波形が繰り返される。
【００２７】
このとき、マスタ２０の出力電流Ｉｏｕｔは、リアクトル電流ＩＬの平均値となるので、Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ＝ΔＩとすると、Ｉｏｕｔ＝ΔＩ／２＋Ｉｍｉｎとなる。リアクトルＬｍのインダクタンスをＬとすると、ΔＩ＝（（Ｖ１−Ｖ２）／Ｌ）×Ｔｏｎｐであるから、Ｉｏｕｔ＝（（Ｖ１−Ｖ２）／２Ｌ）×Ｔｏｎｐ＋Ｉｍｉｎとなる。リアクトル電流ＩＬの最小値は、電流臨界モード制御時に最適ＺＶＳ（ゼロボルトスイッチング）を行うと一定値となるため、マスタ２０の出力電流Ｉｏｕｔは、スイッチング素子Ｓｐｍのオン時間Ｔｏｎｐのみにより決まる。すなわち、マスタ２０の出力電流Ｉｏｕｔは、入力電源１０からリアクトルＬｍへの磁気エネルギの蓄積時間によって決まる。
【００２８】
したがって、各スレーブ３０の電力変換部３１も電流臨界モードで作動させ、各電力変換部３１のスイッチング素子Ｓｐｓのオン時間をＴｏｎｐとすれば、マスタ２０及び各スレーブ３０の出力電流Ｉｏｕｔのバランスを取ることができる。
【００２９】
そこで、制御器２３は、図５に示すように、複数のスレーブ３０の時間観測器３３へ、マスタＰＷＭａ信号を並列に送信する。制御器２３とドライバＤｒｐｍとを接続する信号線と、各スレーブ３０の時間観測器３３とが、信号線で接続されており、制御器２３から時間観測器３３へマスタＰＷＭａ信号が送信される。
【００３０】
スレーブ３０の時間観測器３３は、ＭＰＵ３６のキャプチャ機能を利用して、マスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐを観測する。詳しくは、時間観測器３３は、立ち上がりイベントを検知すると、立ち下がりイベントを検知するまでの間、クロックの都度マスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐをカウントして、オン時間Ｔｏｎｐを取得する。また、時間観測器３３は、同様に、立ち下がりイベントを検知すると、立ち上がりイベントを検知するまでの間、クロックの都度マスタＰＷＭａ信号のオフ時間をカウントして、オフ時間も観測する。
【００３１】
制御器３４は、時間観測器３３により観測されたマスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐを、スイッチング素子Ｓｐｓに対するスレーブＰＷＭａ信号のオン時間に設定する。さらに、制御器３４は、スレーブＰＷＭａ信号のオフ時間を制御して、すなわち、スレーブＰＷＭａ信号の周波数を制御して、電力変換部３１を電流臨界モードで作動させる。この時、電源装置ごとに、リアクトル電流ＩＬが減少する傾きは異なる。そのため、電源装置ごとに、個別に電流臨界モード制御を実施して、電源装置ごとにオフ時間を設定する。すなわち、各電源装置の上アームのスイッチング素子のオン時間は同じ時間となるが、オフ状態からオン状態に切り替えるタイミングは、電源装置ごとに異なるタイミングとなる。なお、制御器３４は、スイッチング素子Ｓｐｓに対するスレーブＰＷＭａ信号と相補的になるように、スイッチング素子Ｓｎｓに対するスレーブＰＷＭｂ信号を生成する。
【００３２】
次に、各スレーブ３０の起動方法について、図６を参照して説明する。電力変換装置１００の起動時において、制御器３４は、時間観測器３３により、閾値時間よりも長いマスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐが観測された場合に限って、観測されたオン時間ＴｏｎｐをスレーブＰＷＭａ信号のオン時間に設定して、スレーブＰＷＭａ信号及びスレーブＰＷＭｂ信号を生成する。
【００３３】
マスタ２０が停止中に、制御器２３から時間観測器３３への出力に意図しないサージ電圧が印加されることがある。このサージ電圧をマスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐとして観測して、スレーブ３０を作動させることは、回避することが望ましい。そこで、一般的なサージ電圧の印加時間よりも長い時間を閾値時間とし、閾値時間よりも長いオン時間Ｔｏｎｐが観測された場合に限って、スレーブ３０の電力変換部３１が起動されるようにした。
【００３４】
これにより、図６に示すように、マスタ２０の停止中のｔ０時点で、制御器２３の出力にサージ電圧が印加されても、スレーブ３０は停止を続ける。そして、ｔ１時点でマスタ２０が起動し、時間観測器３３により閾値時間よりも長いオン時間Ｔｏｎｐが観測されると、ｔ２時点でスレーブ３０が起動し、観測されたオン時間Ｔｏｎｐの間、スイッチング素子Ｓｐｓがオンにされる。その後、マスタ２０及びスレーブ３０は、それぞれ、ＺＶＳとなるタイミングで、上アームのスイッチング素子をオフからオンに切り替える。なお、ＺＶＳの詳細については、後で述べる。
【００３５】
ここで、ｔ１時点でマスタ２０の電力変換部２１が起動された後、マスタ２０の制御回路部２２からスレーブ３０の制御回路部３２へ、ＣＡＮやＩ２Ｃ等の通信機能を用いて起動指令を送った場合には、スレーブ３０の電力変換部３１が起動するまでの遅延が長くなる。その結果、スレーブ３０の電力変換部３１が起動する時点は、ｔ２時点よりも遅くなる。これに対して、上述したように、マスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐをリアルタイムで観測することにより、マスタ２０の電力変換部２１が起動してから、スレーブ３０の電力変換部３１が起動するまでの遅延を抑制できる。さらに、本実施形態では、マスタ２０から各スレーブ３０へ、並列にマスタＰＷＭａ信号を送信しているため、全スレーブ３０の電力変換部３１を略同時に起動させることができる。
【００３６】
次に、各スレーブ３０の停止方法について、図７を参照して説明する。電力変換装置１００の停止時において、制御器３４は、時間観測器３３により、マスタ２０の制御回路部２２の制御周期の間、マスタＰＷＭａ信号のオフ時間が継続していることが観測された場合に限って、スレーブＰＷＭａ信号及びスレーブＰＷＭｂ信号の出力を停止する。マスタ２０の制御回路部２２の制御周期は、ＭＰＵ２６の制御周期Ｔｍである。
【００３７】
ＭＰＵ２６の制御周期Ｔｍが、マスタＰＷＭａ信号の周期よりも長い場合がある。例えば、ＭＰＵ２６の制御周期Ｔｍが、マスタＰＷＭａ信号の周期の３倍の場合、制御器２３は、マスタＰＷＭａ信号のオンパルスを３回に１回しか、マスタＰＷＭａ信号を送信しないことになる。このような場合でも、マスタ２０の電力変換部２１のオフを確実に検出するため、マスタＰＷＭａ信号のオフ時間が、ＭＰＵ２６の制御周期Ｔｍ以上継続している場合に限って、スレーブ３０の電力変換部３１が停止されるようにした。
【００３８】
これにより、図７に示すように、ｔ３時点で、マスタ２０の電力変換部２１が停止し、時間観測器３３により制御周期Ｔｍの間継続してオフ時間が観測されると、ｔ４時点で、スレーブ３０の電力変換部３１が停止される。
【００３９】
ここで、ｔ３時点でマスタ２０の電力変換部２１が停止された後、マスタ２０の制御回路部２２からスレーブ３０の制御回路部３２へ、ＣＡＮやＩ２Ｃ等の通信機能を用い停止指令を送った場合には、スレーブ３０の電力変換部３１が停止するまでの遅延が長くなる。その結果、スレーブ３０の電力変換部３１が停止する時点はｔ４時点よりも遅くなる。これに対して、上述したように、マスタＰＷＭａ信号のオフ時間をリアルタイムで観測することにより、マスタ２０の電力変換部２１が停止してから、スレーブ３０の電力変換部３１が停止するまでの遅延を、ＭＰＵ２６の制御周期Ｔｍに抑制することができる。さらに、本実施形態では、マスタ２０から各スレーブ３０へ、並列にマスタＰＷＭａ信号を送信しているため、全スレーブ３０を略同時に停止させることができる。
【００４０】
また、各スレーブ３０のいずれかでエラー停止動作が生じた場合には、エラー停止したスレーブ３０は、エラー停止したことを、通信機能を介してマスタ２０へ通知する。この場合、エラー停止したスレーブ３０以外のスレーブ３０は起動しているため、エラー停止したことを、通信機能を用いて比較的ゆっくり通知しても問題はない。マスタ２０は、スレーブ３０からエラー停止の通知を受けると、直ちにマスタＰＷＭａ信号をオフにして、全電力変換部を停止させる。
【００４１】
次に、マスタ２０の電力変換部２１の臨界電流モード制御時におけるＺＶＳについて、図２及び図８を参照して説明する。図４に示すように、スイッチング素子Ｓｎｍがオフ状態のときに、スイッチング素子Ｓｐｍをオン状態にすると、リアクトル電流ＩＬが増加する。そして、スイッチング素子Ｓｐｍをオフ状態に切替えると、リアクトル電流ＩＬは減少し始め、スイッチング素子Ｓｐｍのソース−ドレイン間電圧である上アーム電圧Ｖｄｐは上昇し始める。そして、所定のデッドタイムの後に、スイッチング素子Ｓｎｍをオン状態に切り替えると、上アーム電圧Ｖｄｐが一定値となる。そして、スイッチング素子Ｓｎｍを所定のオン時間後に、オフ状態に切り替える。
【００４２】
このとき、スイッチング素子Ｓｎｍのオン時間は、リアクトル電流ＩＬがゼロ以下になるように設定されており、リアクトル電流ＩＬは逆流する。しかしながら、スイッチング素子Ｓｐｍ，Ｓｎｍがオフ状態であるため、スイッチング素子Ｓｐｍ，Ｓｎｍを流れず、コンデンサＣｐｍ，Ｃｎｍ及びリアクトルＬｍが共振して、上アーム電圧Ｖｄｐが下降し始める。上アーム電圧Ｖｄｐの下降速度は、コンデンサＣｐｍ，Ｃｎｍ及びリアクトルＬｍの共振周期に応じた速度となる。
【００４３】
検出器２４は、スイッチング素子Ｓｎｍがオン状態からオフ状態に切り替えられてから、上アーム電圧Ｖｄｐがゼロ電圧に低下するまでの時間を、スイッチング遷移時間として検出する。
【００４４】
制御器２３は、スイッチング素子Ｓｎｍがオン状態からオフ状態に切替えられてから、検出器２４により検出されたスイッチング遷移時間の後、スイッチング素子Ｓｐｍをオフ状態からオン状態に切り替える。すなわち、制御器２３は、スイッチング素子Ｓｎｍのオン状態が終了してからスイッチング遷移時間が終了するまでを、スレーブＰＷＭａ信号のオフ時間とする。そして、制御器２３は、上アーム電圧Ｖｄｐがゼロ電圧になった時点で、スイッチング素子Ｓｐｍにオン信号を与え、スイッチング素子Ｓｐｍのオン状態を開始する。スイッチング素子Ｓｐｍのオン時間Ｔｏｎｐは、出力電圧Ｖｏｕｔを指令電圧にする時比率、及び前回のスイッチング素子Ｓｐｍのオフ時間に基づいて、算出される。これにより、電流センサを用いることなく、電流臨界モード制御を実施することができる。
【００４５】
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００４６】
（１）各スレーブ３０の時間観測器３３は、マスタＰＷＭａ信号の状態をリアルタイムで観測し、各スレーブ３０の制御回路部３２は、観測されたマスタＰＷＭａ信号の状態に基づいて、電力変換部３１のスイッチング素子Ｓｐｓ，Ｓｎｓを駆動する。よって、急な負荷変動が発生して、マスタＰＷＭａ信号の状態が変化されれば、時間観測器３３により直ちにマスタＰＷＭ信号の状態の変化が観測され、スレーブＰＷＭａ信号の状態も変化される。これにより、急な負荷変動が発生した場合においても、複数の電源装置の出力電流Ｉｏｕｔの不均衡を抑制することができる。
【００４７】
（２）マスタ２０において、マスタＰＷＭａ信号の時比率が制御されて、電力変換部２１の出力電圧Ｖｏｕｔが所望の値に調整されるとともに、マスタＰＷＭａ信号のオフ時間が制御されて、電力変換部２１が電流臨界モードで制御される。これにより、マスタ２０の出力電流Ｉｏｕｔは、マスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐにより決まる値となる。そして、スレーブ３０において、マスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐは観測され、オン時間ＴｏｎｐがスレーブＰＷＭａ信号のオン時間に設定されるとともに、スレーブＰＷＭａ号のオフ時間が制御されて、電力変換部３１が電流臨界モードで制御される。
【００４８】
よって、スレーブ３０の出力電流Ｉｏｕｔも、スレーブＰＷＭａ信号のオン時間により決まる値となる。各電源装置の電力変換部２１，３１は、個別に電流臨界モードで作動されるため、各電源装置の特性のばらつきに応じた最適な電流臨界モードで、各電力変換部２１，３１を制御することができる。そして、スレーブＰＷＭａ信号のオン時間とマスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐとが同じ時間であるため、各電源装置の特性にばらつきがある場合でも、各電源装置の出力電流Ｉｏｕｔのバランスを取ることができる。
【００４９】
（３）スレーブ３０において、閾値時間よりも長いマスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐが観測された場合に限って、観測されたオン時間ＴｏｎｐがスレーブＰＷＭａ信号のオン時間に設定され、スレーブＰＷＭａ信号及びスレーブＰＷＭｂ信号が電力変換部３１へ出力される。よって、スレーブ３０において、時間観測器３３に意図しないサージ電圧が入力された場合には、閾値時間よりも長いオン時間Ｔｏｎｐが観測されないため、電力変換部２１は起動されない。すなわち、意図しない電力変換部３１の起動を抑制することができる。一方、電力変換部２１が起動され、スレーブ３０において、閾値時間よりも長いマスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐが観測された場合には、電力変換部３１が起動される。このとき、マスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐをリアルタイムで観測することにより、電力変換部２１の起動から電力変換部３１の起動までの遅延を抑制できる。ひいては、電力変換部２１の負担の増大を抑制できる。
【００５０】
（４）スレーブ３０において、ＭＰＵ２６の制御周期Ｔｍの間、マスタＰＷＭａ信号のオフ時間が継続して観測された場合に限って、スレーブＰＷＭａ信号及びスレーブＰＷＭｂ信号の出力が停止される。電力変換部２１が駆動している間は、ＭＰＵ２６の制御周期Ｔｍ内に、マスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐが存在するため、電力変換部３１は停止されない。一方、電力変換部２１が停止され、スレーブ３０において、ＭＰＵ２６の制御周期Ｔｍの間、マスタＰＷＭａ信号のオフ時間が継続して観測された場合には、電力変換部３１が停止される。このとき、マスタＰＷＭａ信号のオフ時間をリアルタイムで観測することにより、電力変換部２１の停止から電力変換部３１の停止までの遅延を抑制できる。ひいては、電力変換部３１の負担の増大を抑制できる。
【００５１】
（５）制御器２３から、マスタＰＷＭａ信号が各スレーブ３０へ並列に送信され、各スレーブ３０においてマスタＰＷＭａ信号が観測される。これにより、各電力変換部３１を同時に起動及び停止することができる。よって、マスタＰＷＭａ信号を各スレーブ３０へ直列に送信する場合よりも、電力変換部３１全体の起動及び停止の遅延を低減できる。さらに、直列に送信する場合と比較して、マスタ２０からスレーブ３０へ送信することによるマスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐの劣化を、抑制することができる。
【００５２】
（６）電力変換部２１，３１を電流臨界モード且つ同期整流で制御するとともに、常に最適なＺＶＳを実現することにより、損失を低減することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る電力変換装置１００ａについて、第１実施形態に係る電力変換装置１００と異なる点を、図９を参照して説明する。
【００５４】
第２実施形態に係る電力変換装置１００ａが備えるマスタ２０ａ（第１電源装置）のＭＰＵ２６ａは、制御回路部２２ａ（第１制御回路部）の機能を有する。制御回路部２２ａは、制御器２３の機能を備えるが、検出器２４の機能は備えない。その代り、マスタ２０ａは、リアクトル電流ＩＬを検出する電流センサ２８を備える。すなわち、本実施形態では、電流センサ２８を用いて臨界電流モード制御を行う。なお、電流センサ２８は、従来のように、各電源装置の出力電流Ｉｏｕｔをバランスさせるために用いるものではない。本実施形態も第１実施形態と同様に、マスタ２０のオン時間Ｔｏｎｐをスレーブ３０で用いることにより、各電源装置の出力電流Ｉｏｕｔをバランスさせる。
【００５５】
制御器２３は、電流センサ２８により検出されたリアクトル電流ＩＬを受信し、受信したリアクトル電流ＩＬに基づいて、ＺＶＳを行う。詳しくは、スイッチング素子Ｓｐｍがオフ状態且つスイッチング素子Ｓｎｍがオン状態のときに、リアクトル電流ＩＬが正の値からゼロになった時点から所定時間経過後、スイッチング素子Ｓｎｍをオン状態からオフ状態に切り替える。そして、所定のデッドタイム経過後に、スイッチング素子Ｓｐｍをオフ状態からオン状態に切り替える。スイッチング素子Ｓｐｍのオン時間Ｔｏｎｐは、出力電圧Ｖｏｕｔを指令電圧にする時比率、及び前回のスイッチング素子Ｓｐｍのオフ時間に基づいて、算出される。
【００５６】
同様に、スレーブ３０ａ（第１電源装置）のＭＰＵ３６ａは、制御回路部３２ａ（第２制御回路部）及び時間観測器３３の機能を有し、制御回路部３２ａは、制御器３４の機能を備えるが、検出器３５の機能は備えない。その代り、スレーブ３０ａも、リアクトル電流ＩＬを検出する電流センサ３８を備える。
【００５７】
制御器３４は、制御器３４と同様に、電流センサ３８により検出されたリアクトル電流ＩＬに基づいて、ＺＶＳを行う。
【００５８】
以上説明した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００５９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る電力変換装置１００ｂについて、第２実施形態に係る電力変換装置１００ａと異なる点を、図１０を参照して説明する。
【００６０】
第３実施形態に係る電力変換装置１００ｂが備えるマスタ２０ｂ（第１電源装置）のＭＰＵ２６ｂは、制御回路部２２ｂ（第１制御回路部）の機能を有する。制御回路部２２ｂは、制御器２３の機能を備えるが、検出器２４の機能は備えない。その代り、マスタ２０ｂは、リアクトルＬｍと磁気結合したコイル２９を備える。リアクトルＬｍを流れるリアクトル電流ＩＬが正の値から負の値になると、コイル２９に発生する誘起電圧の極性が反転する。
【００６１】
よって、制御器２３は、コイル２９に発生する誘起電圧の極性が反転するタイミングを、リアクトル電流ＩＬが正の値からゼロになるタイミングとして検出する。すなわち、マスタ２０ｂは、第２実施形態に係るマスタ２０ａが、電流センサ２８によりリアクトル電流ＩＬが正の値からゼロになったタイミングを検出するのに対して、コイル２９に発生する誘起電圧の極性に基づいて、リアクトル電流ＩＬが正の値からゼロになるタイミングを検出する。なお、スレーブ３０ｂも、マスタ２０ｂと同様に、検出器３５の代わりに、リアクトルＬｍと磁気結合したコイル３９を備え、コイル３９に発生する誘起電圧の極性に基づいて、リアクトル電流ＩＬが正の値からゼロになるタイミングを検出する。
【００６２】
以上説明した第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００６３】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る電力変換装置１００ｃについて、第１〜３実施形態に係る電力変換装置１００，１００ａ，１００ｂと異なる点を、図１１及び図１２を参照して説明する。
【００６４】
第４実施形態に係る電力変換装置１００ｃは、マスタ２０ｃ及びＮ個のスレーブ３０ｃ（＃１）〜（＃Ｎ）を備える。図１１及び図１２は、一例として、２個のスレーブ３０ｃを備えた電力変換装置１００ｃを示す。
【００６５】
第１〜３実施形態に係る電力変換装置１００，１００ａ，１００ｂでは、マスタＰＷＭａ信号を、マスタ２０，２０ａ，２０ｂからスレーブ３０，３０ａ,３０ｂへ並列に送信した。これに対して、電力変換装置１００ｃでは、マスタＰＷＭａ信号を、マスタ２０ｃから各スレーブ３０ｃへ直列に送信する。詳しくは、スレーブ３０ｃの制御器３４は、次のスレーブ３０ｃの時間観測機３３と信号線で順次接続されている。また、マスタ２０ｃのＭＰＵ２６ｃは、制御回路部２２の他に、時間観測器２５の機能も有し、最後のスレーブ３０ｃ（＃Ｎ）の制御器３４とマスタ２０ｃの時間観測器２５とは、信号線で接続されている。
【００６６】
まず、マスタ２０ｃ（第１電源装置）の制御回路部２２（制御器２３）は、複数のスレーブ３０のうちの１番目のスレーブ３０（＃１）へ、マスタＰＷＭａ信号を送信する。１番目のスレーブ３０（＃１）の制御回路部３２は、時間観測器３３により観測されたマスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐをオン時間として、スレーブＰＷＭａ信号を生成し、生成したスレーブＰＷＭａ信号を、２番目のスレーブ３０（＃２）へ送信する。
【００６７】
２番目以降のスレーブ３０ｃの時間観測器３３は、１つ前のスレーブ３０ｃから送信されたスレーブＰＷＭａ信号のオン時間を、マスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐとして観測する。そして、２番目以降のスレーブ３０ｃの制御回路部３２は、時間観測器３３によりマスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐとして観測された、１つ前のスレーブ３０ｃのスレーブＰＷＭａ信号のオン時間をオン時間として、スレーブＰＷＭａ信号を生成する。そして、２番目以降のスレーブ３０ｃの制御回路部３２は、生成したスレーブＰＷＭａ信号を次のスレーブ３０ｃへ送信する。すなわち、複数のスレーブ３０ｃ（＃１）〜（＃Ｎ−１）は、それぞれ、生成したスレーブＰＷＭａ信号を、直列に次のスレーブ３０ｃへ送信する。さらに、最後のスレーブ３０ｃ（＃Ｎ）の制御回路部３２は、生成したスレーブＰＷＭａ信号を、マスタ２０ｃへ送信する。
【００６８】
そして、マスタ２０ｃの時間観測器２５（第２制御信号観測部）は、スレーブ３０ｃ（＃Ｎ）から送信されたスレーブＰＷＭａ信号を観測する。時間観測器２５は、時間観測器３３と同様に、スレーブＰＷＭａ信号のオン時間を観測する。
【００６９】
いずれかのスレーブ３０ｃ、例えばスレーブ３０ｃ（＃Ｎ−４）がエラー停止すると、それ以降のスレーブ３０ｃ（＃Ｎ−３）は全てエラー停止する。そのため、いずれかのスレーブ３０ｃでエラー停止動作が発生すると、時間観測器２５により、スレーブＰＷＭａ信号のオン時間が観測されなくなる。制御器２３は、時間観測器２５によりスレーブＰＷＭａ信号のオン時間が観測されなくなった場合に、いずれかのスレーブ３０ｃでエラー停止動作が発生したことを把握し、マスタＰＷＭａ信号をオフにして、全電力変換部を順次停止させる。
【００７０】
図１３に、電力変換装置１００ｃによる電流バランス制御の効果を示す。図１３（ａ）は、マスタ２０ｃの出力電流Ｉｏｕｔを５Ａ→２０Ａ→５Ａと変化させた場合における、マスタ２０ｃのリアクトル電流ＩＬ、スレーブ３０ｃ（＃１）のリアクトル電流ＩＬ、スレーブ３０ｃ（＃２）のリアクトル電流ＩＬの変化を示す。また、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の四角で囲まれた部分の拡大図である。
【００７１】
図１３（ａ）に示すように、マスタ２０ｃのリアクトル電流ＩＬが増加すると、スレーブ３０ｃ（＃１），（＃２）のリアクトル電流ＩＬも追従して増加しており、マスタ２０ｃのリアクトル電流ＩＬが減少すると、スレーブ３０ｃ（＃１），（＃２）のリアクトル電流ＩＬも追従して減少している。また、マスタ２０ｃのリアクトル電流ＩＬが一定のときには、スレーブ３０ｃ（＃１），（＃２）のリアクトル電流ＩＬも一定になっている。よって、動的及び静的な部分のいずれでも、マスタ２０ｃ及びスレーブ３０ｃ（＃１），（＃２）の間で、リアクトル電流ＩＬのバランスが取れている。
【００７２】
また、図１３（ｂ）に示すように、マスタ２０ｃ，スレーブ３０ｃ（＃１），（＃２）は、それぞれスイッチング素子Ｓｐｍ，Ｓｐｓをオンするタイミングは異なっているが、同じオン時間で制御されている。そして、マスタＰＷＭａのオン時間Ｔｏｎｐがスレーブ３０ｃ（＃１）で観測されて、スレーブ３０ｃ（＃１）のスレーブＰＷＭａ信号のオン時間となっている。さらに、スレーブ３０ｃ（＃１）のスレーブＰＷＭａ信号のオン時間がスレーブ３０ｃ（＃２）で観測され、スレーブ３０ｃ（＃２）のスレーブＰＷＭａ信号のオン時間となっている。
【００７３】
なお、電力変換装置１００ｃにおける臨界電流モード制御方法は、第１〜３実施形態のいずれを適用してもよい。
【００７４】
以上説明した第４実施形態によれば、（１）〜（４）及び（６）と同様の効果を奏するとともに、以下の効果を奏する。
【００７５】
（７）マスタ２０ｃの制御回路部２２ｃから、スレーブ３０ｃ（＃１）へマスタＰＷＭａ信号が送信され、スレーブ３０ｃ（＃１）において、マスタＰＷＭａが観測され、マスタＰＷＭａ信号のオン時間ＴｏｎｐがスレーブＰＷＭａ信号のオン時間に設定される。そして、各スレーブ３０ｃで生成されたスレーブＰＷＭａ信号が、直列に次のスレーブ３０へ送信される。このとき、スレーブ３０ｃ（＃２）〜（＃Ｎ）では、１つ前のスレーブ３０ｃから送信されたスレーブＰＷＭａ信号のオン時間が、マスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐとして観測される。これにより、マスタＰＷＭａ信号のオン時間Ｔｏｎｐを、順次、各スレーブ３０ｃへ送信することができる。
【００７６】
（８）マスタ２０ｃにおいて、最後のスレーブ３０ｃ（＃Ｎ）から送信されたスレーブＰＷＭａ信号が観測される。これにより、いずれかのスレーブ３０ｃにおいてエラー停止動作が発生した場合には、マスタ２０ｃにおいて、エラー停止を把握することができる。ひいては、マスタ２０ｃにおいて、マスタＰＷＭａ信号をオフにして、全電力変換部を停止させることができる。
【００７７】
（他の実施形態）
上記各実施形態の電力変換部２１，３１は、降圧型コンバータ以外のコンバータでもよい。降圧型コンバータ以外のコンバータの例を図１４〜図２４に示す。
【００７８】
・電力変換部２１，３１は、図１４に示す昇圧型コンバータ、図１５に示す反転昇降圧型コンバータ、図１６に示すフライバックコンバータ、図１７に示すＣｕｋコンバータ、図１８に示すＳＥＰＩＣコンバータ、及び図１９に示すＺＥＴＡコンバータでもよい。図１４〜図１９に示す各コンバータでは、スイッチング素子Ｓｐｍ，Ｓｐｓとスイッチング素子Ｓｎｍ，Ｓｎｓは相補的に駆動され、スイッチング素子Ｓｎｍ，Ｓｎｓは同期整流に用いられる。
【００７９】
・電力変換部２１，３１は、図２０に示すフルブリッジコンバータ、図２１に示すプッシュプルコンバータ、図２２に示すハーフブリッジコンバータ、図２３に示すフォーワードコンバータ、及び図２４に示すＬＬＣコンバータでもよい。図２０〜図２４に示す各コンバータでは、スイッチング素子Ｓｐｍ１〜４，Ｓｐｓ１〜４とスイッチング素子Ｓｎｍ１〜４，Ｓｎｓ１〜４は相補的に駆動される。また、図２０〜図２４に示す各コンバータにおいて、トランスの二次側に接続されているスイッチング素子は、同期整流に用いられる。
【００８０】
・損失が増加するおそれはあるが、同期整流に用いるスイッチング素子を整流用のダイオードに替えて、同期整流を実施しなくてもよい。
【００８１】
・各電源装置の出力電流が、スイッチング素子のオン時間で決まるものであれば、各電力変換部を電流臨界モード以外のモードで制御してもよい。
【００８２】
・第４実施形態において、マスタ２０ｃは時間観測器２５を備えていなくてもよい。エラー停止したスレーブ３０ｃからマスタ２０ｃへ、エラー停止したことを通信機能を用いて通知してもよい。
【符号の説明】
【００８３】
２０，２０ａ〜２０ｃ…マスタ、２１…電力変換部、２２，２２ａ〜２２ｃ…制御回路部、３０，３０ａ〜３０ｃ…スレーブ、３１…電力変換部、３２，３２ａ〜３２ｃ…制御回路部、３３…時間観測器、５０…負荷、Ｓｎｍ…スイッチング素子、Ｓｐｍ…スイッチング素子。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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