(57)【要約】【課題】電源の動作状態の切り替わりがスムーズに行われる制御方法を提供する。【解決手段】選択処理Ｓ５１が異なる動作状態を示す複数の制御値から一つの制御値を選択し、その動作状態で電源を運転する場合に、各制御値Ａ、Ｃに対応する積分処理Ｓ１９，Ｓ３９のうち、選択値Ｅに採用されなかった制御値Ａ、Ｃの算出に用いられる積分処理Ｓ１９，Ｓ３９では、その動作状態の前回制御値Ａｎ−１，Ｃｎ−１と他の動作状態の前回制御値Ａｎ−１，Ｃｎ−１との差がバイアス値Ｑ１又はＱ２よりも大きい場合に積分演算Ｓ１５又はＳ３５を行わず、それ以外の場合に積分演算Ｓ１５又はＳ３５を行う。これにより、積分処理Ｓ１９，Ｓ３９の処理結果Ｉｖ、Ｉｉを格納する変数が飽和しなくなるので、動作状態が切り替わったときの出力状態は早く安定化する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力電圧の大きさを示す電圧測定値を用いて電圧の積分処理結果を求める電圧積分処理と、
出力電流の大きさを示す電流測定値を用いて電流の積分処理結果を求める電流積分処理と、
前記電圧の積分処理結果を用いて電圧制御値を求める電圧制御値算出処理と、
前記電流の積分処理結果を用いて電流制御値を求める電流制御値算出処理と、
少なくとも前記電圧制御値と前記電流制御値と含む制御値同士を比較し、その大小関係に基いていずれか一個の制御値を選択し、選択値として出力する選択処理と、
前記選択値を駆動信号に変換し、スイッチング素子に出力して該スイッチング素子に前記駆動信号に従ったスイッチング動作をさせる駆動信号出力処理とを有し、
前記各処理を繰り返し行い、前記スイッチング素子に接続された一次巻線に、前記スイッチング動作に応じた電流を流し、前記一次巻線と磁気結合された二次巻線に電圧を誘起させ、前記誘起された電圧を整流平滑回路で整流平滑し、負荷に供給する電源装置の制御方法であって、
前記電圧積分処理は、前記電圧測定値と予め設定された電圧目標値の差を、当該電圧積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電圧積分演算を含み、
前記電流積分処理は、前記電流測定値と予め設定された電流目標値の差を、当該電流積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電流積分演算を含み、
前記電圧積分処理は、前記選択処理における前回の前記選択値が前記電圧制御値ではない場合には前記電圧積分演算は今回行わないように構成され、
前記電流積分処理は、前記選択処理における前回の前記選択値が前記電流制御値ではない場合には前記電流積分演算は今回行わないように構成された制御方法。
【請求項２】
所定の値の電圧バイアス値と電流バイアス値が予め設定された請求項１記載の制御方法であって、
前記電圧制御値と前記電流制御値の差の絶対値が、前記電圧バイアス値以下の場合に、前回の前記選択値が前記電圧制御値でなくても前記電圧積分演算を行い、
前記差の絶対値が前記電流バイアス値以下の場合に、前回の前記選択値が前記電流制御値でなくても前記電流積分演算を行う制御方法。
【請求項３】
前記電圧測定値と前記電圧目標値の差を今回の処理結果とする電圧比例処理と、
前記電流測定値と前記電流目標値の差を今回の処理結果とする電流比例処理と、
今回の前記電圧測定値と前回の前記電圧測定値の差を今回の処理結果とする電圧微分処理と、
今回の前記電流測定値と前回の前記電流測定値の差を今回の処理結果とする電流微分処理とを含み、
前記電圧制御値算出処理は、前記電圧積分処理の処理結果と、前記電圧比例処理の処理結果と、前記電圧微分処理の処理結果とに所定係数をそれぞれ乗算して加算し、前記電圧制御値とし、
前記電流制御値算出処理は、前記電流積分処理の処理結果と、前記電流比例処理の処理結果と、前記電流微分処理の処理結果とを、それぞれ所定係数を乗算して加算して前記電流制御値とする請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項４】
出力電力の大きさを示す電力測定値を用いて電力積分処理結果を求める電力積分処理と、
前記電力の積分処理結果を用いて電力制御値を求める電力制御値算出処理とを含み、
前記選択処理が比較する前記制御値には前記電力制御値が含まれ、
前記電力積分処理は、前記電力測定値と予め設定された電力目標値の差を、当該電力積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電力積分演算を含む請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項５】
出力電力の大きさを示す電力測定値を用いて電力積分処理結果を求める電力積分処理と、
前記電力測定値と前記電力目標値の差を今回の処理結果とする電力比例処理と、
今回の前記電力測定値と前回の前記電力測定値の差を今回の処理結果とする電力微分処理と、
前記電力積分処理の処理結果と、前記電力比例処理の処理結果と、前記電力微分処理の処理結果とに所定係数をそれぞれ乗算して加算し、前記電力制御値とする電力制御値算出処理とを含み、
前記選択処理が比較する前記制御値には前記電力制御値が含まれ、
前記電力積分処理は、前記電力測定値と予め設定された電力目標値の差を、当該電力積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電力積分演算を含む請求項３記載の制御方法。
【請求項６】
前記電力積分処理は、前記選択処理において前回選択された値が前記電力制御値ではない場合には、今回の前記電力積分処理では前記電力積分演算を行わないように構成された請求項４又は請求項５のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項７】
所定の値の第一、第二の電力バイアス値が予め設定された請求項６記載の制御方法であって、
前記電圧制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第一の電力バイアス値以下であり、且つ、前記電流制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第二の電力バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電力制御値でなくても前記電力積分演算を行う制御方法。
【請求項８】
出力電圧の大きさを示す電圧測定値を用いて電圧の積分処理結果を求める電圧積分処理と、
出力電流の大きさを示す電流測定値を用いて電流の積分処理結果を求める電流積分処理と、
出力電力の大きさを示す電力測定値を用いて電力積分処理結果を求める電力積分処理と、
前記電圧の積分処理結果を用いて電圧制御値を求める電圧制御値算出処理と、
前記電流の積分処理結果を用いて電流制御値を求める電流制御値算出処理と、
前記電力の積分処理結果を用いて電力制御値を求める電力制御値算出処理と、
少なくとも前記電圧制御値と前記電流制御値と前記電力制御値とを含む制御値同士を比較し、その大小関係に基いていずれか一個の制御値を選択し、選択値として出力する選択処理と、
前記選択値を駆動信号に変換し、スイッチング素子に出力して該スイッチング素子に前記駆動信号に従ったスイッチング動作をさせる駆動信号出力処理とを有し、
前記各処理を繰り返し行い、前記スイッチング素子に接続された一次巻線に、前記スイッチング動作に応じた電流を流し、前記一次巻線と磁気結合された二次巻線に電圧を誘起させ、前記誘起された電圧を整流平滑回路で整流平滑し、負荷に供給する電源装置の制御方法であって、
前記電圧積分処理は、前記電圧測定値と予め設定された電圧目標値の差を、当該電圧積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電圧積分演算を含み、
前記電流積分処理は、前記電流測定値と予め設定された電流目標値の差を、当該電流積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電流積分演算を含み、
前記電力積分処理は、前記電力測定値と予め設定された電力目標値の差を、当該電力積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電力積分演算を含み、
前記電圧積分処理は、前記選択処理において、前回の前記選択値が電圧制御値ではない場合に前記電圧積分演算は今回行わず、
前記電力積分処理は、前記選択処理において、前回の前記選択値が電力制御値ではない場合に前記電力積分演算は今回行わず、
前記電流積分処理は、前回の前記選択値が電流制御値ではない場合に前記電流積分演算は今回行わない制御方法であって、
所定の値である、第一、第二の電圧バイアス値と、第一、第二の電力バイアス値と、第一、第二の電流バイアス値が設定され、
前記電圧制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第一の電圧バイアス値以下であり、且つ、前記電圧制御値と前記電流制御値の差の絶対値が前記第二の電圧バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電圧制御値でなくても前記電圧積分演算を行い、
前記電力制御値と前記電圧制御値の差の絶対値が前記第一の電力バイアス値以下であり、且つ、前記電力制御値と前記電流制御値の差の絶対値が前記第二の電力バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電力制御値でなくても前記電力積分演算を行い、
前記電流制御値と前記電圧制御値の差の絶対値が前記第一の電流バイアス値以下であり、且つ、前記電流制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第二の電流バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電流制御値でなくても前記電流積分演算を行う制御方法。
【請求項９】
前記電圧測定値と前記電圧目標値の差を今回の処理結果とする電圧比例処理と、
前記電流測定値と前記電流目標値の差を今回の処理結果とする電流比例処理と、
前記電力測定値と前記電力目標値の差を今回の処理結果とする電流比例処理と、
今回の前記電圧測定値と前回の前記電圧測定値の差を今回の処理結果とする電圧微分処理と、
今回の前記電流測定値と前回の前記電流測定値の差を今回の処理結果とする電流微分処理と、
今回の前記電力測定値と前回の前記電力測定値の差を今回の処理結果とする電力微分処理と、
を含み、
前記電圧制御値算出処理は、前記電圧積分処理の処理結果と、前記電圧比例処理の処理結果と、前記電圧微分処理の処理結果とに所定係数をそれぞれ乗算して加算し、前記電圧制御値とし、
前記電流制御値算出処理は、前記電流積分処理の処理結果と、前記電流比例処理の処理結果と、前記電流微分処理の処理結果とを、それぞれ所定係数を乗算して加算して前記電流制御値とし、
前記電力制御値算出処理は、前記電力積分処理の処理結果と、前記電力比例処理の処理結果と、前記電力微分処理の処理結果とを、それぞれ所定係数を乗算して加算して前記電力制御値とする請求項８記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源の制御技術にかかり、特に、電源をディジタル制御する制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６の符号８０１は、従来技術の電源であり、図７は、その電源装置８０１を制御するためのフローチャートである。
【０００３】
電源装置８０１の構成を説明すると、この電源装置８０１は、トランス８０５を有しており、一次側には入力コンデンサ８１５とスイッチング素子８１２が配置され、二次側には、整流回路８２２と平滑回路８２４が配置されている。
【０００４】
トランス８０５内には、互いに磁気結合された一次巻線８１１と二次巻線８２１とが配置されている。
【０００５】
一次側の入力端子８５１、８５２の間には、直流電圧源８１０から直流電圧が供給されており、供給された直流電圧は入力コンデンサ８１５で平滑され、一次巻線８１１とスイッチング素子８１２の直列接続回路に印加されている。
【０００６】
スイッチング素子８１２には制御回路８４０が接続されており、制御回路８４０から入力される信号に従ってスイッチング動作し、一次巻線８１１に断続的に電流を流す。その電流により、二次巻線８２１には交流電圧が誘起される。
【０００７】
二次巻線８２１に誘起された交流電圧は、整流回路８２２と平滑回路８２４とで整流平滑され、逆流防止用のダイオード８２５や電流検出抵抗８２８を介して出力端子８５３、８５４にそれぞれ印加され、負荷８５０に供給される。
【０００８】
出力端子８５３、８５４間に現れる出力電圧と、電流検出抵抗８２８に流れる出力電流の大きさは制御回路８４０に入力されており、所定時間毎に、図７のフローチャートに従った一連の処理が繰り返し行われ、定電圧動作、又は定電流動作によって負荷８５０に電力が供給される。
【０００９】
図７のフローチャートを参照し、符号Ｔ１１、Ｔ３１は処理の開始を示しており、検出された出力電圧と出力電流は、それぞれディジタル値に変換する変換処理Ｔ１２、Ｔ３２によってディジタル値である電圧測定値ＶＭと電流測定値ＩＭとに変換される。
【００１０】
電圧測定値ＶＭと電流測定値ＩＭは、比例処理Ｔ１７、Ｔ３７と、微分処理Ｔ１８、Ｔ３８と、積分処理Ｔ１５、Ｔ３５とで用いられ、電圧加算処理Ｔ１６により、電圧の各処理Ｔ１７、Ｔ１８、Ｔ１５は重み付けして加算され、電圧制御値Ａが求められ、電流加算処理Ｔ３６により、電流の各処理Ｔ３７、Ｔ３８、Ｔ３５は重み付けして加算され、電圧制御値Ｃが求められる。
【００１１】
この電源装置８０１は、定常状態では、定電圧動作か、又は定電流動作で動作するように構成されており、そのため、定電圧動作中に出力される一定電圧の電圧目標値ＶＡと、定電流動作中に出力される一定電流の電流目標値ＩＡとが設定されている。
【００１２】
ここで、定電圧動作中は、出力電流は負荷８５０の大きさによって決まるため、出力電流は電流目標値ＩＡよりも小さい範囲で変動し、逆に、定電流動作中は、出力電圧は負荷８５０の大きさによって決まるため、出力電圧は、電圧目標値ＶＡよりも小さい範囲で変動する。
【００１３】
電圧制御値Ａは出力電圧と電圧目標値ＶＡとの差電圧の大きさを表し、電流制御値Ｃは、出力電流と電流目標値ＩＡとの差電流の大きさを表しているため、定電圧動作中は、出力電流と電流目標値ＩＡの差は大きく、そのため、電流制御値Ｃの値は大きいが、出力電圧は、ほぼ電圧目標値ＶＡと等しいから、電圧制御値Ａはゼロに近い値である。
【００１４】
それに対し、定電流動作中は、出力電圧と電圧目標値ＶＡの差は大きく、そのため、電圧制御値Ａの値は大きい。逆に、出力電流は、ほぼ電流目標値ＩＡと等しいから、電流制御値Ｃはゼロに近い値である。
【００１５】
比較処理Ｔ５１は、上記のような電圧制御値Ａと電流制御値Ｃとを比較し、ゼロに近い方の値を選択し、選択値Ｅとする。その結果、定電圧動作中は、選択値Ｅとして電圧制御値Ａが採用され、定電流動作中は電流制御値Ｃが採用される。
【００１６】
選択値Ｅは、Ｄ／Ｐ出力処理Ｔ５２にて駆動信号に変換され、スイッチング素子８１２のゲート端子に出力されると、スイッチング素子８１２の導通期間やスイッチング周波数は、選択値Ｅの値がゼロに近づくように変化する。
【００１７】
その結果、定電圧動作中は出力電圧がほぼ電圧目標値ＶＡに一致し、定電流動作中は出力電流がほぼ電流目標値ＶＡに一致する。
【００１８】
しかしながら、上記のような電源装置８０１で、定電圧動作と定電流動作との間で動作状態が切り替わるときに、出力電圧や出力電流が大きく変動し、安定するまでに比較的長い時間を要するという不都合がある。
【００１９】
【先行技術文献１】特開平８−９８５１５号
【発明が解決しようとする課題】
上記不都合の原因は、電圧積分処理Ｓ１９や電流積分処理Ｓ３９の性質に起因する。
【００２０】
電圧積分処理Ｓ１９と電流積分処理Ｓ３９の前回の処理結果を符号Ｉｖｎ−１、Ｉｉｎ−１で表わすと、今回の処理結果Ｉｖｎ、Ｉｉｎは、下記（ａ）、（ｂ）式のように、前回の処理結果Ｉｖｎ−１、Ｉｉｎ−１に対し、電圧又は電流目標値ＶＡ、ＩＡと、今回測定した電圧又は電流測定値ＶＭｎ、ＩＭｎと差を加算してそれぞれ求められる。
Ｉｖｎ  ＝  Ｉｖｎ−１＋ＶＡ−ＶＭｎ    ……（ａ）
Ｉｉｎ  ＝  Ｉｉｎ−１＋ＩＡ−ＩＭｎ    ……（ｂ）
【００２１】
処理結果Ｉｖｎ、Ｉｉｎの値を記憶する変数は、有限のビット数しか割り当てられていないため、処理結果Ｉｖｎ、Ｉｉｎに使用される変数は、フルスケールになりやすい。
【００２２】
例えば、定電圧動作ではないときは（ＶＡ−ＶＭｎ）の値は大きいのに、電圧積分処理Ｓ１９にて上記（ａ）式が毎回実行されるため、電圧の処理結果Ｉｖｎがフルスケールになり、電圧制御値Ａが大きな値になってしまう。
【００２３】
逆に、定電流動作ではないときにも、電流積分処理Ｓ３９にて上記（ｂ）式が毎回実行され、電流の処理結果Ｉｉｖｎがフルスケールになり、制御電流値Ｃが大きな値になってしまう。
【００２４】
その結果、定電圧動作と定電流動作との間で切り替えがあった場合、電圧又は電流の積分処理Ｓ１９、Ｓ３９の処理結果Ｉｖｎ、Ｉｉｎが正常な値に戻るまでに比較的長い時間を要し、応答が遅くなる。
【００２５】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、出力状態の切り替わりが早い制御方法を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、出力電圧の大きさを示す電圧測定値を用いて電圧の積分処理結果を求める電圧積分処理と、出力電流の大きさを示す電流測定値を用いて電流の積分処理結果を求める電流積分処理と、前記電圧の積分処理結果を用いて電圧制御値を求める電圧制御値算出処理と、前記電流の積分処理結果を用いて電流制御値を求める電流制御値算出処理と、少なくとも前記電圧制御値と前記電流制御値と含む制御値同士を比較し、その大小関係に基いていずれか一個の制御値を選択し、選択値として出力する選択処理と、前記選択値を駆動信号に変換し、スイッチング素子に出力して該スイッチング素子に前記駆動信号に従ったスイッチング動作をさせる駆動信号出力処理とを有し、前記各処理を繰り返し行い、前記スイッチング素子に接続された一次巻線に、前記スイッチング動作に応じた電流を流し、前記一次巻線と磁気結合された二次巻線に電圧を誘起させ、前記誘起された電圧を整流平滑回路で整流平滑し、負荷に供給する電源装置の制御方法であって、前記電圧積分処理は、前記電圧測定値と予め設定された電圧目標値の差を、当該電圧積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電圧積分演算を含み、前記電流積分処理は、前記電流測定値と予め設定された電流目標値の差を、当該電流積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電流積分演算を含み、前記電圧積分処理は、前記選択処理における前回の前記選択値が前記電圧制御値ではない場合には前記電圧積分演算は今回行わないように構成され、前記電流積分処理は、前記選択処理における前回の前記選択値が前記電流制御値ではない場合には前記電流積分演算は今回行わないように構成された制御方法である。
請求項２記載の発明は、所定の値の電圧バイアス値と電流バイアス値が予め設定された請求項１記載の制御方法であって、前記電圧制御値と前記電流制御値の差の絶対値が、前記電圧バイアス値以下の場合に、前回の前記選択値が前記電圧制御値でなくても前記電圧積分演算を行い、前記差の絶対値が前記電流バイアス値以下の場合に、前回の前記選択値が前記電流制御値でなくても前記電流積分演算を行う制御方法である。
請求項３記載の発明は、前記電圧測定値と前記電圧目標値の差を今回の処理結果とする電圧比例処理と、前記電流測定値と前記電流目標値の差を今回の処理結果とする電流比例処理と、今回の前記電圧測定値と前回の前記電圧測定値の差を今回の処理結果とする電圧微分処理と、今回の前記電流測定値と前回の前記電流測定値の差を今回の処理結果とする電流微分処理とを含み、前記電圧制御値算出処理は、前記電圧積分処理の処理結果と、前記電圧比例処理の処理結果と、前記電圧微分処理の処理結果とに所定係数をそれぞれ乗算して加算し、前記電圧制御値とし、前記電流制御値算出処理は、前記電流積分処理の処理結果と、前記電流比例処理の処理結果と、前記電流微分処理の処理結果とを、それぞれ所定係数を乗算して加算して前記電流制御値とする請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の制御方法である。
請求項４記載の発明は、出力電力の大きさを示す電力測定値を用いて電力積分処理結果を求める電力積分処理と、前記電力の積分処理結果を用いて電力制御値を求める電力制御値算出処理とを含み、前記選択処理が比較する前記制御値には前記電力制御値が含まれ、前記電力積分処理は、前記電力測定値と予め設定された電力目標値の差を、当該電力積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電力積分演算を含む請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の制御方法である。
請求項５記載の発明は、出力電力の大きさを示す電力測定値を用いて電力積分処理結果を求める電力積分処理と、前記電力測定値と前記電力目標値の差を今回の処理結果とする電力比例処理と、今回の前記電力測定値と前回の前記電力測定値の差を今回の処理結果とする電力微分処理と、前記電力積分処理の処理結果と、前記電力比例処理の処理結果と、前記電力微分処理の処理結果とに所定係数をそれぞれ乗算して加算し、前記電力制御値とする電力制御値算出処理とを含み、前記選択処理が比較する前記制御値には前記電力制御値が含まれ、前記電力積分処理は、前記電力測定値と予め設定された電力目標値の差を、当該電力積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電力積分演算を含む請求項３記載の制御方法である。
請求項６記載の発明は、前記電力積分処理は、前記選択処理において前回選択された値が前記電力制御値ではない場合には、今回の前記電力積分処理では前記電力積分演算を行わないように構成された請求項４又は請求項５のいずれか１項記載の制御方法である。
請求項７記載の発明は、所定の値の第一、第二の電力バイアス値が予め設定された請求項６記載の制御方法であって、前記電圧制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第一の電力バイアス値以下であり、且つ、前記電流制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第二の電力バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電力制御値でなくても前記電力積分演算を行う制御方法である。
請求項８記載の発明は、出力電圧の大きさを示す電圧測定値を用いて電圧の積分処理結果を求める電圧積分処理と、出力電流の大きさを示す電流測定値を用いて電流の積分処理結果を求める電流積分処理と、出力電力の大きさを示す電力測定値を用いて電力積分処理結果を求める電力積分処理と、前記電圧の積分処理結果を用いて電圧制御値を求める電圧制御値算出処理と、前記電流の積分処理結果を用いて電流制御値を求める電流制御値算出処理と、前記電力の積分処理結果を用いて電力制御値を求める電力制御値算出処理と、少なくとも前記電圧制御値と前記電流制御値と前記電力制御値とを含む制御値同士を比較し、その大小関係に基いていずれか一個の制御値を選択し、選択値として出力する選択処理と、前記選択値を駆動信号に変換し、スイッチング素子に出力して該スイッチング素子に前記駆動信号に従ったスイッチング動作をさせる駆動信号出力処理とを有し、前記各処理を繰り返し行い、前記スイッチング素子に接続された一次巻線に、前記スイッチング動作に応じた電流を流し、前記一次巻線と磁気結合された二次巻線に電圧を誘起させ、前記誘起された電圧を整流平滑回路で整流平滑し、負荷に供給する電源装置の制御方法であって、前記電圧積分処理は、前記電圧測定値と予め設定された電圧目標値の差を、当該電圧積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電圧積分演算を含み、前記電流積分処理は、前記電流測定値と予め設定された電流目標値の差を、当該電流積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電流積分演算を含み、前記電力積分処理は、前記電力測定値と予め設定された電力目標値の差を、当該電力積分処理の前回の処理結果に加算して今回の処理結果とする電力積分演算を含み、前記電圧積分処理は、前記選択処理において、前回の前記選択値が電圧制御値ではない場合に前記電圧積分演算は今回行わず、前記電力積分処理は、前記選択処理において、前回の前記選択値が電力制御値ではない場合に前記電力積分演算は今回行わず、前記電流積分処理は、前回の前記選択値が電流制御値ではない場合に前記電流積分演算は今回行わない制御方法であって、所定の値である、第一、第二の電圧バイアス値と、第一、第二の電力バイアス値と、第一、第二の電流バイアス値が設定され、前記電圧制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第一の電圧バイアス値以下であり、且つ、前記電圧制御値と前記電流制御値の差の絶対値が前記第二の電圧バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電圧制御値でなくても前記電圧積分演算を行い、前記電力制御値と前記電圧制御値の差の絶対値が前記第一の電力バイアス値以下であり、且つ、前記電力制御値と前記電流制御値の差の絶対値が前記第二の電力バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電力制御値でなくても前記電力積分演算を行い、前記電流制御値と前記電圧制御値の差の絶対値が前記第一の電流バイアス値以下であり、且つ、前記電流制御値と前記電力制御値の差の絶対値が前記第二の電流バイアス値以下である場合に、前回の前記選択値が前記電流制御値でなくても前記電流積分演算を行う制御方法である。
請求項９記載の発明は、前記電圧測定値と前記電圧目標値の差を今回の処理結果とする電圧比例処理と、前記電流測定値と前記電流目標値の差を今回の処理結果とする電流比例処理と、前記電力測定値と前記電力目標値の差を今回の処理結果とする電流比例処理と、今回の前記電圧測定値と前回の前記電圧測定値の差を今回の処理結果とする電圧微分処理と、今回の前記電流測定値と前回の前記電流測定値の差を今回の処理結果とする電流微分処理と、今回の前記電力測定値と前回の前記電力測定値の差を今回の処理結果とする電力微分処理と、を含み、前記電圧制御値算出処理は、前記電圧積分処理の処理結果と、前記電圧比例処理の処理結果と、前記電圧微分処理の処理結果とに所定係数をそれぞれ乗算して加算し、前記電圧制御値とし、前記電流制御値算出処理は、前記電流積分処理の処理結果と、前記電流比例処理の処理結果と、前記電流微分処理の処理結果とを、それぞれ所定係数を乗算して加算して前記電流制御値とし、前記電力制御値算出処理は、前記電力積分処理の処理結果と、前記電力比例処理の処理結果と、前記電力微分処理の処理結果とを、それぞれ所定係数を乗算して加算して前記電力制御値とする請求項８記載の制御方法である。
【００２７】
本発明は上記のように構成されており、電圧制御値と電力制御値と電流制御値との間の差が大きい場合には、選択処理で選択されない制御値には積分演算が行われない。従って、制御値が最大値に飽和することがなく、動作状態の間の移行がスムーズである。
【００２８】
また、電圧、電力、電流の各バイアス値が設定されており、動作状態が切り替わる点の近傍では、切り替わり先の制御値の大きさも、ゼロに近いので、選択処理で選択されなくても、切り替わり先の制御値に対し、積分演算が行われ、動作状態の移行がスムーズに行われるようになっている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１の符号１０１は本発明の制御方法を適用できる電源装置の一例を示している。
この電源装置１０１は、トランス１０５と、スイッチング素子１１２と、整流回路１２２と、平滑回路１２４とを有している。
【００３０】
トランス１０５の内部には、一次巻線１１１と、該一次巻線１１１と磁気結合された二次巻線１２１とが設けられている。
【００３１】
一次巻線１１１とスイッチング素子１１２とは直列接続されており、その直列接続回路の一次巻線１１１側の端子は、第一の入力端子１５１に接続され、スイッチング素子１１２側の端子は、第二の入力端子１５２に接続されている。従って、第一、第二の入力端子１５１、１５２の間は、一次巻線１１１とスイッチング素子１１２の直列接続回路によって接続されている。
【００３２】
また、第一、第二の入力端子１５１、１５２の間には入力コンデンサ１１５が接続されており、一次巻線１１１とスイッチング素子１１２の直列接続回路は入力コンデンサ１１５と並列接続されている。
【００３３】
第一、第二の入力端子１５１、１５２の間には、直流電圧源１１０が接続されている。ここでは、直流電圧源１１０の高電圧側の端子が第一の入力端子１５１に接続され、接地電圧側の端子が第二の入力端子１５２に接続されており、直流電圧源１１０から出力される電圧が入力コンデンサ１１５で平滑化され、一次巻線１１１とスイッチング素子１１２の直列接続回路に印加されるようになっている。
【００３４】
整流回路１２２は二個の整流素子１２３１、１２３２を有しており、平滑回路１２４はチョークコイル１２５と出力コンデンサ１２６を有している。
【００３５】
二次巻線１２１の両端は、異なる整流素子１２３１、１２３２のアノード端子にそれぞれ接続されており、二個の整流素子１２３１、１２３２のカソード端子は、チョークコイル１２５の一端に接続されている。
【００３６】
チョークコイル１２５の他端と二次巻線１２１の一端との間には出力コンデンサ１２６が接続されている。出力コンデンサ１２６の高電圧側の端子、ここではチョークコイル１２５に接続された端子は、逆流防止用のダイオード１２９を介して第一の出力端子１５３に接続されており、低電圧側の端子は、電流検出抵抗１２８を介して第二の出力端子１５４に接続されている。
【００３７】
直流電圧源１１０から直流電圧が出力され、一次巻線１１１とスイッチング素子１１２の直列接続回路に印加された状態で、スイッチング素子１１２がスイッチング動作をすると一次巻線に断続的に電流が流れ、二次巻線１２１に交流電圧が誘起される。
【００３８】
二次巻線１２１に誘起された交流電圧は、整流素子１２３１、１２３２によって整流され、チョークコイル１２４に、一方向に電流が流れ、出力コンデンサ１２６を充放電させる。これにより、整流された電圧が平滑され、直流電圧が得られる。
【００３９】
その直流電圧は、ダイオード１２９と電流検出抵抗１２８とを介して、第一、第二の出力端子１５３、１５４間に印加され、第一、第二の出力端子１５３、１５４間に接続された負荷１５０に供給される。
【００４０】
この電源装置１０１は、負荷１５０の状態により、第一、第二の出力端子１５３、１５４から負荷１５０に一定電圧を供給する定電圧動作と、一定電流を供給する定電流動作を切り換えて運転できるように構成されており、定電圧動作で出力される一定電圧と、定電流動作で出力される一定電圧の値は、電源装置１０１内部に目標電圧ＶＡと目標電流ＩＡとしてが予め設定されている。
【００４１】
図５（ａ）は、この電源装置１０１の運転状態を説明するためのグラフであり、出力電流がゼロ以上ＩＡ（アンペア）以下の符号Ｌ１の範囲では、略目標電圧ＶＡが出力され、出力電圧がゼロ以上ＶＤ以下の符号Ｌ３の範囲では略目標電流ＩＡが出力されるように動作する。図５（ａ）の符号Ｆは、定電圧動作と定電流動作とが切り替わる点を示している。
【００４２】
スイッチング素子１１２のゲート端子には、制御回路１４０が接続されている。
定電圧動作中の定電圧出力と、定電流動作中の定電流出力や、定電圧動作と定電流動作の間の切り替わりは、制御回路１４０が、スイッチング素子１１２のオン／オフ比や、周波数を制御することで行われている。
【００４３】
制御回路１４０の内部を説明すると、制御回路１４０は、第一、第二のレベル変換器１３１、１３２と、第一、第二のＡ／Ｄ変換器１３３、１３４と、ＣＰＵ１４１とを有している。
【００４４】
第一、第二の出力端子１５３、１５４間の電圧と、電流検出抵抗１２８の両端の電圧は、第一、第二のレベル変換器１３１、１３２によって適切な大きさにレベルシフトされ、第一、第二のＡ／Ｄ変換器１３３、１３４に入力される。
【００４５】
第一、第二のＡ／Ｄ変換器１３３、１３４は、入力された電圧を一定期間毎にＡ／Ｄ変換し、第一、第二の出力端子１５３、１５４間の電圧値をディジタル値の電圧測定値ＶＭとして出力し、電流検出抵抗１２８の両端の電圧値、即ち電流の大きさを、ディジタル値の電流測定値ＩＭとして出力する。
【００４６】
電圧測定値ＶＭと電流測定値ＩＭはゼロ又は正数であり、出力電圧や出力電流の値が大きくなるほど大きくなるようにディジタル変換されている。これら電圧測定値ＶＭと電流測定値ＩＭはＣＰＵ１４１に入力される。
【００４７】
図２のフローチャート中の符号Ｓ１１、Ｓ３１は、第一、第二の出力端子１５３、１５４間の電圧検出による処理の開始と電流検出抵抗１２８の両端の電圧検出による処理の開始を示している。
【００４８】
ＣＰＵ１４１には、記憶回路１４２が接続されており、この記憶装置１４２内には、定電圧動作中に出力される電圧目標値ＶＡや、定電流動作中に出力される電流目標値ＩＡが記憶されている。
【００４９】
電圧及び電流のＡ／Ｄ変換や、後述する各処理は一定期間毎に繰り返し行われるので、今回の測定結果や処理結果を添字ｎで表し、前回の測定結果や処理結果を添字ｎ−１で表すと、今回の電圧測定値と電流測定値は、それぞれ符号ＶＭｎ、ＩＭｎで表わされ、前回の電圧測定値と電流測定値をそれぞれ符号ＶＭｎ−１、ＩＭｎ−１で表わされる。
【００５０】
記憶回路１４２には、電圧目標値ＶＡや電流目標値ＩＡだけではなく、前回の電圧測定値ＶＭｎ−１や前回の電流測定値ＩＭｎ−１等も記憶されている。
【００５１】
ＣＰＵ１４１に入力された今回の電圧測定値ＶＭｎは、下記のように、それぞれ電圧比例処理Ｓ１７と、電圧微分処理Ｓ１８と、電圧積分処理Ｓ１９とで処理され、電流測定値ＩＭｎは、電流比例処理Ｓ３７と、電流微分処理Ｓ３８と、電流積分処理Ｓ３９とで処理される。
【００５２】
先ず、電圧比例処理Ｓ１７と電流比例処理Ｓ３７を説明すると、電圧比例処理Ｓ１７と電流比例処理Ｓ３７の今回の処理結果Ｐｖｎ、Ｐｉｎは、今回の電圧測定値ＶＭｎと電圧目標値ＶＡの差電圧、及び今回の電流測定値ＩＭｎと電流目標値ＩＡの差電流として下記計算式に示すようにそれぞれ求められる。
Ｐｖｎ  ＝  ＶＡ−ＶＭｎ  ……（１）
Ｐｉｎ  ＝  ＩＡ−ＩＭｎ  ……（２）
【００５３】
また、電圧微分処理Ｓ１８と電流微分処理Ｓ３８では、今回の処理結果Ｄｖｎ、Ｄｉｎは、今回の電圧測定値ＶＭｎと前回の電圧測定値ＶＭｎ−１の差電圧と、今回の電流測定値ＩＭｎと前回の電圧測定値ＩＭｎ−１の差電流として、下記計算式に示されるようにそれぞれ求められる。
Ｄｖｎ  ＝  ＶＭｎ−１−ＶＭｎ    ……（３）
Ｄｉｎ  ＝  ＩＭｎ−１−ＩＭｎ    ……（４）
【００５４】
電圧積分処理Ｓ１９と電流積分処理Ｓ３９では、先ず、電圧判断処理Ｓ１３と電流判断処理Ｓ３３がそれぞれ実行され、後述する基準に従って処理が二種類に分岐される。分岐先は、電圧判断処理Ｓ１３では、処理先が電圧積分演算Ｓ１５と電圧制御値算出処理Ｓ１６であり、電流判断処理Ｓ３３では、電流積分演算Ｓ３５と電流制御値算出処理Ｓ３６である。
【００５５】
記憶回路１４２には、電圧積分処理Ｓ１９と電流積分処理Ｓ３９の前回の処理結果Ｉｖｎ−１、Ｉｉｎ−１が記憶されており、電圧積分演算Ｓ１５が実行されると、電圧積分処理Ｓ１９の前回の処理結果Ｉｖｎ−１に、今回の電圧測定値ＶＭｎと電圧目標値ＶＡとの差電圧が加算した値が、電圧積分処理Ｓ１９の今回の処理結果Ｉｖｎとして求められ、電流積分演算Ｓ３５が実行されると、前回の処理結果Ｉｖｎ−１に、今回の電流測定値ＩＭｎと電流目標値ＩＡとの差電流が加算された値が今回の処理結果Ｉｉｎとして求められる。
【００５６】
結局、処理が電圧積分演算Ｓ１５と電流積分演算Ｓ３５に移行し、それぞれ実行された場合は、今回の処理結果Ｉｖｎ、Ｉｉｎは下記計算式で表される。
Ｉｖｎ  ＝  Ｉｖｎ−１＋ＶＡ−ＶＭｎ    ……（５１）
Ｉｉｎ  ＝  Ｉｉｎ−１＋ＩＡ−ＩＭｎ    ……（６１）
【００５７】
他方、電圧判断処理Ｓ１３から電圧制御値算出処理Ｓ１６に移行した場合は電圧積分演算Ｓ１５は実行されず、また、電流判断処理Ｓ３３から電流制御値算出処理Ｓ３６に移行した場合は電流積分演算Ｓ３５は実行されず、下記式のように、今回の処理結果Ｉｖｎ、Ｉｉｎは、前回の処理結果Ｉｖｎ−１、Ｉｉｎ−１と同じ値にされる。
Ｉｖｎ  ＝  Ｉｖｎ−１    ……（５２）
Ｉｉｎ  ＝  Ｉｉｎ−１    ……（６２）
【００５８】
電圧測定値ＶＭｎに関する各処理Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９の処理結果Ｐｖｎ、Ｄｖｎ、Ｉｖｎは、重み付けのため、予め定められた係数ａ１〜ａ３が乗算された後、加算され、後述する比較処理Ｓ５１のための電圧制御値が求められる。今回の電圧制御値を符号Ａｎで表すと、下記式で求められる。
Ａｎ  ＝  ａ１×Ｐｖｎ＋ａ２×Ｄｖｎ＋ａ３×Ｉｖｎ    ……（７）
ここでは上記係数ａ１〜ａ３、及び下記係数ｂ１〜ｂ３、ｃ１〜ｃ３は正の値である。
【００５９】
同様に、電流測定値ＩＭｎに関する各処理Ｓ３７、Ｓ３８、Ｓ３９の処理結果Ｐｉｎ、Ｄｉｎ、Ｉｉｎは、重み付けのため、予め定められた係数ｃ１〜ｃ３が乗算され、加算されて下記式のように今回の電流制御値Ｃｎが求められる。
Ｃｎ  ＝  ｃ１×Ｐｉｎ＋ｃ２×Ｄｉｎ＋ｃ３×Ｉｉｎ    ……（８）
電圧制御値Ａｎと電流制御値Ｃｎは、記憶回路１４２に記憶される。
【００６０】
ここで、定電圧動作中の図４（ａ）の符号Ｌ１の範囲では、出力電圧の大きさは電圧目標値ＶＡが示す電圧値に近いため、電圧測定値ＶＭｎと電圧目標値ＶＡとの差や、今回の電圧測定値ＶＭｎと前回の電圧測定値ＶＭｎ−１との間の差は小さい。そのため、定電圧動作中は、電圧制御値Ａｎはゼロに近い。
【００６１】
それに対し、定電圧動作中の出力電流は電流目標値ＩＡよりも小さいため、電流測定値ＩＭｎと電流目標値ＩＡとの差が大きく、電流制御値Ｃｎは大きな正数になる。
【００６２】
そのため、目標電圧値ＶＡが出力されている間は、電圧制御値Ａｎ＜電流制御値Ｃｎが成立している。逆に、定電流動作中で目標電流値ＩＡが出力されている間は、電流制御値Ｃｎ＜電圧制御値Ａｎが成立している。
【００６３】
比較処理Ｓ５１では、比較対象の各制御値Ａｎ、Ｃｎのうち、ゼロに近い方の値が今回の選択値Ｅｎとして選択される。従って、定電圧動作中は選択値Ｅｎに電圧制御値Ａｎが選択され、定電流動作中は電流制御値Ｃｎが選択される。
【００６４】
ＣＰＵ１４１の出力先にはディジタル−パルス変換回路１３６が配置されており、駆動信号出力処理（Ｄ／Ｐ出力処理）Ｓ５２により、選択値Ｅｎの値に従ってドライブ回路１３８を動作させ、選択値Ｅｎがゼロに近づくようにスイッチング素子１１２のオン／オフを制御する。
【００６５】
その結果、選択値Ｅｎとして電圧制御値Ａｎが選択されている場合には、次回の電圧測定値ＶＭｎ＋１が今回の電圧測定値ＶＭｎよりも電圧目標値ＶＡに近づき、今回の選択値Ｅｎとして電流制御値Ｃｎが選択されている場合には、次回の電流測定値ＩＭｎ＋１が今回の電流測定値ＩＭｎよりも電流目標値ＩＡに近づくようになり、その結果、定電圧又は定電流動作が達成される。
【００６６】
駆動信号出力処理Ｓ５２が終了すると、今回の一連の処理は終了し、次回の処理が開始される（Ｓ１１、Ｓ３１）。
【００６７】
なお、定電圧動作中でも出力電圧は変動し、定電流動作中でも出力電流は変動するが、電流目標値ＩＡや電圧目標値ＶＡを超えない限り、電圧目標値ＶＡや電流目標値ＩＡの大きさに近く、それらとの差電圧や差電流は小さく、無視することができる。
【００６８】
次に、電圧判断処理Ｓ１３と電流判断処理Ｓ３３で行われる判断内容を説明すると、記憶回路１４２には、電圧及び電流バイアス値Ｑ１、Ｑ２が記憶されており、電圧判断処理Ｓ１３では、電圧バイアス値Ｑ１と前回の電圧制御値Ａｎ−１と前回の電流制御値Ｃｎ−１から、下記不等式が成立した場合に、電圧制御値算出処理Ｓ１６に直接移行し、成立しなかった場合に電圧積分演算Ｓ１５に移行するようになっている。
Ａｎ−１＞Ｃｎ−１＋Ｑ１  ……（９）
【００６９】
また、電流判断処理Ｓ３３では、電流バイアス値Ｑ２と前回の電圧制御値Ａｎ−１と電流制御値Ｃｎ−１から、下記不等式が成立した場合に、電流制御値算出処理Ｓ３６に移行し、成立しなかった場合に電流積分演算Ｓ３５に移行するようになっている。
Ｃｎ−１＞Ａｎ−１＋Ｑ２  ……（１０）
【００７０】
電圧及び電流バイアス値Ｑ１、Ｑ２がゼロの場合は、前回の比較処理Ｓ５１の選択値Ｅｎ−１が電圧制御値Ａｎ−１でなかった場合（電圧制御値Ａｎ−１＞電流制御値Ｃｎ−１であった場合）に上記（９）式が成立し、（１０）式は成立しない。
【００７１】
従って、（９）式が成立し、（１０）式が不成立の場合は、電圧判断処理Ｓ１３の判断結果は”ｙｅｓ”であり、電流判断処理Ｓ３３の判断結果は”ｎｏ”となり、電圧判断処理Ｓ１３からは電圧制御値算出処理Ｓ１６に処理が移行し、電圧積分演算Ｓ１５が実行されずに電圧制御値算出処理Ｓ１６がされる。この場合は、上記（５１）式ではなく、上記（５２）式に従って、電圧積分処理Ｓ１９が行われる。
【００７２】
他方、電流判断処理Ｓ３３からは電流積分演算Ｓ３５に移行し、電流積分演算Ｓ３５を経て電流制御値算出処理Ｓ３６で加算処理がされる。この場合は、上記（６１）式に従って電流積分処理Ｓ３９が行われる。
【００７３】
それらの場合とは逆に、前回の比較処理Ｓ５１の選択値Ｅｎ−１が電流制御値Ｃｎ−１ではなかった場合（電圧制御値Ａｎ−１＜電流制御値Ｃｎ−１であった場合）は、上記（９）式は成立せず（１０）式が成立する。
【００７４】
（９）式不成立、（１０）式成立の場合、電圧判断処理Ｓ１３からは電圧積分演算Ｓ１５に処理が移行し、電圧積分演算Ｓ１５を経て、電圧制御値算出処理Ｓ１６で加算処理がされる。従って、電圧積分処理Ｓ１９は、上記（５１）式に従って行われる。
【００７５】
他方、電流判断処理Ｓ３３からは電流制御値算出処理Ｓ３６に移行し、電流積分演算Ｓ３５を経ずに加算処理がされる。従って、電流積分処理Ｓ３９は上記（６２）式に従って行われる。
【００７６】
次に、電圧及び電流バイアス値Ｑ１、Ｑ２が正数である場合も含めると、電流制御値Ｃｎ−１と電圧制御値Ａｎ−１の差の絶対値（｜Ｃｎ−１−Ａｎ−１｜）が小さく、電圧及び電流バイアス値Ｑ１、Ｑ２と下記（１３）式、
｜Ｃｎ−１−Ａｎ−１｜≦Ｑ１  ……（１３）
の関係にある場合には（９）式が成立しないため、前回の選択値Ｅｎ−１が電圧制御値Ａｎ−１であっても電流制御値Ｃｎ−１であっても電圧積分演算Ｓ１５が実行される。
【００７７】
また、下記（１４）式、
｜Ｃｎ−１−Ａｎ−１｜≦Ｑ２  ……（１４）
の関係が成立している場合は、上記（１０）式が成立せず、同様に、電流積分演算Ｓ３５が実行される。
【００７８】
なお、電圧積分演算Ｓ１５が実行されない条件は、前回の比較処理Ｓ５１で電圧制御値Ａｎ−１が選択されず、且つ、上記（１３）式が成立しない場合であり、電流積分演算Ｓ３５が実行されない条件は、前回の比較処理Ｓ５１で電流制御値Ｃｎ−１が選択されず、且つ、上記（１４）式が成立しない場合である。これらの条件は、電圧及び電流バイアス値Ｑ１、Ｑ２の両方がゼロである場合も、いずれか一方又は両方がゼロではない場合でも同じである。
【００７９】
上記のように、電流制御値Ｃｎ−１と電圧制御値Ａｎ−１の差が小さい場合には、電圧積分処理Ｓ１９と電流積分処理Ｓ３９の両方が実行されるが、差が大きい場合には、電圧又は電流に関し、目標値ＶＡ，ＩＡとの差が大きい方では積分演算Ｓ１５、Ｓ３５が実行されない。即ち、定電圧動作でないときには電圧積分演算Ｓ１５が実行されず、定電流動作でないときには電流積分演算Ｓ３５が実行されない。
【００８０】
電圧積分処理Ｓ１９や電流積分処理Ｓ３９の処理結果の値を記憶する変数に割り当てられるビット数は有限であるが、差が大きい場合には積分演算Ｓ１５、Ｓ３５が実行されないので、電圧積分処理Ｓ１９や電流積分処理Ｓ３９の処理結果Ｉｖ、Ｉｉを格納する変数が最大値にならず、異なる動作に移行したときの応答速度が速い。
【００８１】
逆に、上記（１３）式や（１４）式が成立するほど前回の電圧制御値Ａｎ−１と前回の電流制御値Ｃｎ−１との差が小さい場合には、定電圧動作ではなくても電圧積分演算Ｓ１５を実行し、また、定電流動作ではなくても電流積分演算Ｓ３５を実行することで、電圧制御値Ａｎと電流制御値Ｃｎの値の差が電圧バイアス値Ｑ１以上に確保されるか、又は電流バイアス値Ｑ２以上に確保されるので、動作状態の切り替わりがスムーズに行われる。
【００８２】
なお、下記（１５）、（１６）式（下記二式は相互に書き替えられる）、
Ｃｎ−１−Ｑ２≦Ａｎ−１≦Ｃｎ−１＋Ｑ１  ……（１５）
Ａｎ−１−Ｑ１≦Ｃｎ−１≦Ａｎ−１＋Ｑ２  ……（１６）
が成立する場合は、上記（９）、（１０）式の両方が成立せず、従って、前回選択値Ｅｎ−１の如何にかかわらず、電圧積分演算Ｓ１５と電流積分演算Ｓ３５の両方が実行される。
【００８３】
上記制御方法では、定電圧動作と定電流動作との二種類の動作状態があり、その間が切り替わる制御方法であったが、本発明はそれに限定されるものではなく、他の動作状態を有しいてもよい。
【００８４】
図３に示したフローチャートは、図１の電源装置１０１を動作させる電源の制御方法であり、定電圧動作と定電流動作に加え、定電力動作を有している。
図３では、図２と同じ処理には同じ符号を付して説明を省略する。
【００８５】
図３の制御方法は、定電力動作に関する一連の処理Ｓ２２〜Ｓ２９を有しており、電圧目標値ＶＡと電流目標値ＩＡの他、電力目標値ＰＡが設定されており、出力電力が電力目標値ＰＡに達するまでは定電圧動作し、電力目標値ＰＡに達した後、出力電流が電流目標値ＩＡに達するまでは、定電力動作し、電流目標値ＩＡに達した後は定電流動作する。
【００８６】
この動作を図４（ｂ）に示す。符号Ｌ１〜Ｌ３は、それぞれ定電圧動作の範囲と定電力動作の範囲と定電流動作の範囲を示している。
【００８７】
この制御方法では、符号Ｓ１１、Ｓ３１での処理の開始後、電圧と電流のＡ／Ｄ変換処理Ｓ１２、Ｓ３２によって電圧測定値ＶＭと電流測定値ＩＭが得られると、電力計算処理Ｓ２２により、得られた電圧測定値ＶＭと電流測定値ＩＭとから、電力測定値ＰＭが算出される。
【００８８】
電圧測定値ＶＭの処理と電流測定値ＩＭの処理は上記と同様であるが、電力測定値ＰＭは、電力比例処理Ｓ２７と電力微分処理Ｓ２８と電力積分処理Ｓ２９によって処理され、下記式により、今回の処理結果ＰＰｎ、ＤＰｎ、ＩＰｎが求められる。
Ｐｐｎ  ＝  ＰＡ−ＰＭｎ  ……（２１）
Ｄｐｎ  ＝  ＰＭｎ−１−ＰＭｎ    ……（２３）
Ｉｐｎ  ＝  Ｉｐｎ−１＋ＰＡ−ＰＭｎ    ……（２５１）
【００８９】
電力制御値算出処理Ｓ２６では、下記式のように、今回の処理結果ＰＰｎ、ＤＰｎ、ＩＰｎに重み付けのための正の係数ｂ１〜ｂ３が乗算された後、加算され、下記式のように電力制御値Ｂｎが求められる。
【００９０】
Ｂｎ  ＝  ｂ１×Ｐｐｎ＋ｂ２×Ｄｐｎ＋ｂ３×Ｉｐｎ    ……（２８）
電力制御値Ｂｎとは別に、電圧制御値Ａｎと電流制御値Ｃｎとがそれぞれ求められている。この制御方法でも、比較処理Ｓ５１’において各制御値Ａｎ、Ｂｎ、Ｃｎのうち、最もゼロに近い値が選択され、選択値Ｅｎにされる。
【００９１】
定電力動作中は電力制御値Ｂｎの値はゼロに近く、電圧制御値Ａｎと電流制御値Ｃｎの値は大きいから電力制御値Ｂｎが選択される。定電圧動作中は電圧制御値Ａｎが選択され、定電流動作中は電流制御値Ｃｎが選択される。
【００９２】
駆動信号出力処理Ｓ５２では、選択値Ｅｎの値に従った制御信号がドライブ回路１３８に出力され、ドライブ回路１３８は、選択値Ｅｎがゼロに近づくようにスイッチング素子１１２のオン／オフが制御される。
【００９３】
この制御方法では、電圧バイアス値Ｒ１と、電流バイアス値Ｒ２と、第一、第二の電力バイアス値Ｒ３、Ｒ４が設定されており、電圧判断処理Ｓ１３’と電流判断処理Ｓ３３’では、下記符号式が成立した場合に電圧積分演算Ｓ１５や電流積分演算Ｓ３５を、それぞれ行わないようになっている。
Ａｎ−１＞Ｂｎ−１＋Ｒ１  ……（２９）
Ｃｎ−１＞Ｂｎ−１＋Ｒ２  ……（３０）
【００９４】
電圧判断処理Ｓ１３’において上式（２９）が成立する場合は、比較処理Ｓ５１’における前回の選択値Ｅｎ−１が電圧制御値Ａｎ−１ではなく、且つ、前回の電圧制御値Ａｎ−１と前回の電力制御値Ｂｎ−１の差の絶対値が電圧バイアス値Ｒ１以上である場合である。また、電流判断処理Ｓ３３’において、上記（３０）式が成立するのは、前回の選択値Ｅｎ−１が電流制御値Ｃｎ−１ではなく、且つ、前回の電流制御値Ｃｎ−１と前回の電力制御値Ｂｎ−１の差の絶対値が電流バイアス値Ｒ２以上である場合である。
【００９５】
電力積分処理Ｓ２９では、第一の電力判断処理Ｓ２３と第二の電力判断処理Ｓ２４が順番に処理され、下記式に基いて行われる。
Ｂｎ−１＞Ａｎ−１＋Ｒ３  ……（３１）
Ｂｎ−１＞Ｃｎ−１＋Ｒ４  ……（３２）
【００９６】
上記（３１）、（３２）式の両方が成立しなかった場合は、積分演算Ｓ２５に分岐され、いずれか一方が成立した場合に、積分演算Ｓ２５に分岐せず、直接電力制御値算出処理Ｓ２６に分岐する。要するに、電力積分処理Ｓ２９では、選択処理Ｓ５１’において、前回の選択値が前記電力制御値ではなく、且つ、前回の電力制御値Ｂｎ−１と前回の電圧制御値Ａｎ−１の差が第一の電力バイアス値Ｒ３以上であるか、又は前回の電力制御値Ｂｎ−１と前回の電流制御値Ｃｎ−１の差が第二の電力バイアス値Ｒ４以上である場合には、今回の電力積分処理Ｓ２９では電力積分演算Ｓ２５が行われないようになっている。
【００９７】
上記のような制御方法では、電圧積分処理Ｓ１９や電流積分処理Ｓ３９の処理結果Ｉｖｎ、Ｉｉを格納する変数の他、電力積分処理Ｓ２９の処理結果Ｉｐを格納する変数も最大値にならず、定電圧動作と定電力動作と定電流動作の間の移行がスムーズである。
【００９８】
また、電圧バイアス値Ｒ１や電流バイアス値Ｒ２に加え、第一、第二の電力バイアス値Ｒ３、Ｒ４が用いられているので、動作状態がスムーズに移行することができる。
【００９９】
更に、本発明の他の例を説明すると、上記制御方法の電圧積分処理Ｓ１９では、前回の電圧制御値Ａｎ−１と電力制御値Ｂｎ−１とを用いたが、図４に示すように、第二の電圧判断処理Ｓ１４において前回の電流制御値Ｃｎ−１と第二の電圧バイアス値Ｕ１とを用い、下記二式に基いて判断してもよい。
Ａｎ−１＞Ｂｎ−１＋Ｒ１  ……（２９）
Ａｎ−１＞Ｃｎ−１＋Ｕ１  ……（３３）
【０１００】
上記（２９）、（３３）式の両方が成立しなかった場合に電圧積分演算Ｓ１５を実行し、いずれか一方の式が成立した場合に、電圧積分演算Ｓ１５を経ずに電圧制御値算出処理Ｓ１６に直接分岐する。
【０１０１】
また、電流積分処理Ｓ３９においても、前回の電流制御値Ｃｎ−１も用い、下記（３０）、（３４）式の両方が成立しなかった場合に電流積分演算を実行し、いずれか一方の式が成立した場合に、電流積分演算を経ずに電流制御値算出処理Ｓ３６に直接分岐するようにしてもよい。
Ｃｎ−１＞Ｂｎ−１＋Ｒ２  ……（３０）
Ｃｎ−１＞Ａｎ−１＋Ｕ２  ……（３４）
【０１０２】
（２９）、（３３）式の二式と、（３０）、（３４）式の二式によって判断されることにより、定電力動作を含む場合も、電圧積分処理Ｓ１９の処理結果Ｉｖの変数と電流積分処理Ｓ３９の処理結果Ｉｉの変数が最大値になることが確実に防止される。
【０１０３】
また、第一、第二の電圧バイアス値Ｒ１、Ｕ１や第一、第二の電流バイアス値Ｒ２、Ｕ２が用いられているので、動作状態の移行が一層スムーズである。
【０１０４】
【発明の効果】
動作状態の移行が速い。また、移行がスムーズである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用できる電源の一例の回路図
【図２】本発明の第一例のフローチャート
【図３】本発明の第二例のフローチャート
【図４】本発明の第三例のフローチャート
【図５】（ａ）：定電圧動作と定電流動作を切換える制御方法の出力状態を説明するためのグラフ    （ｂ）：定電圧動作と定電力動作と定電流動作を切換える制御方法の出力状態を説明するためのグラフ
【図６】従来技術の制御方法を説明するための回路図
【図７】従来技術の制御方法を説明するためのフローチャート
【符号の説明】
Ｓ１９，Ｓ１９’……電圧積分処理
Ｓ２９……電力積分処理
Ｓ３９，Ｓ３９’……電流積分処理
Ｓ１６……電圧制御値算出処理
Ｓ２６……電力制御値算出処理
Ｓ３６……電流制御値算出処理
Ｓ５１，Ｓ５１’……選択処理
Ｓ１５……電圧積分演算
Ｓ２５……電力積分演算
Ｓ３５……電流積分演算
Ｓ５２……駆動信号出力処理
ＶＭ……電圧測定値
ＰＭ……電力測定値
ＩＭ……電流測定値
Ｅ……選択値
１１１……一次巻線
１１２……スイッチング素子
１２１……二次巻線
【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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