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CONTROL DEVICE AND POWER CONVERSION CIRCUIT CONTROL DEVICE foreign

Patent code P130008903
File No. S2012-0605-N0
Posted date Apr 1, 2013
Application number P2012-083410
Publication number P2013-215029A
Patent number P5858533
Date of filing Mar 31, 2012
Date of publication of application Oct 17, 2013
Date of registration Dec 25, 2015
Inventor
  • (In Japanese)黒川 不二雄
  • (In Japanese)高橋 司
  • (In Japanese)番匠 宏太
  • (In Japanese)田中 徹
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人長崎大学
  • (In Japanese)株式会社NTTファシリティーズ
Title CONTROL DEVICE AND POWER CONVERSION CIRCUIT CONTROL DEVICE foreign
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device and a power conversion circuit control device, in which a first control part compensates for detection delay of an A/D conversion circuit of a second control part and the second control part compensates for response delay of an integration element and a differentiation element of the first control part.
SOLUTION: A first control part 212, which includes a first A/D converter 211 at an input stage, generates a time amount, which is a first control amount, based on sampling information of a control target and gives a second control part 222 an operation start signal when a time period corresponding to the first control amount has passed from a predetermined reference time. On receiving the operation start signal, the second control part 222, which includes a second A/D converter 222 at an input stage, generates a time amount, which is a second control amount, based on the sampling information of the control object and outputs a switch changeover signal when a time period corresponding to the second control amount has passed from input time of the operation start signal.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

図11に、従来のDC/DCコンバータ8および制御装置91を示す。
図11のDC/DCコンバータ8は降圧型である。図12に、出力電圧eoとインダクタ電流iLとスイッチSWの動作状態を示す。
制御装置91は、DC/DCコンバータ8の出力電圧eoおよびインダクタ電流iL(インダクタ電流検出用抵抗rLの電圧降下)を検出する。
出力電圧eoのディジタル検出値をEoとし、インダクタ電流iLのディジタル検出値ILをとする。
制御装置91は、これらの検出値の乗算値(Eo×IL)に基づきPID制御量を求める。具体的には、制御装置91は、スイッチSWのオフタイミングTonを決定し、ドライブ回路92を介してスイッチSWを制御する。

図11のDC/DCコンバータ8において、出力電圧eoが高くなるかインダクタ電流iLが目標値iL*(出力電圧eoをインダクタ電流iLに換算した値)よりも大きくなる兆候を示したとする。この場合には、制御装置91はスイッチSWのオフタイミングを早めることで出力電圧eoの上昇を抑制する。
一方、図11のDC/DCコンバータ8において、出力電圧eoが低くなるかインダクタ電流iLが目標値iL*よりも小さくなる兆候を示したとする。この場合には、制御装置91はスイッチSWのオフタイミングを遅らすことで出力電圧eoの低下を抑制する。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、第1制御部と当該第1制御部からの信号(トリガ)により動作を開始する第2制御部とを備え、第1制御部が第2制御部の検出遅れを補償し、第2制御部が第1制御部の応答遅れを補償する制御装置および電力変換回路の制御装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
スイッチ切り替え信号を繰り返し送出することにより制御対象の出力を制御する制御装置であって、
入力段に第1A/D変換器を有する第1制御部は、前記制御対象のサンプリング情報に基づき第1制御量である時間量を生成し、所定の基準時刻から前記第1制御量にかかる時間を経過したときに第2制御部または第2A/D変換器に動作開始信号を与え、
入力段に前記第2A/D変換器を有する前記第2制御部は、前記動作開始信号を入力したとき、または前記動作開始信号により動作開始した第2A/D変換器からディジタル信号を受け取ったときは、前記制御対象のサンプリング情報に基づき第2制御量である時間量を生成し、前記動作開始信号の入力時から前記第2制御量にかかる時間を経過したときに前記スイッチ切り替え信号を出力し、
前記第1制御量が、前記第2制御部が持つ前記第2サンプリング情報の検出遅れを補償し、
前記第2制御量が、前記第1制御部が持つ過去のサンプリングに由来する第1制御量の応答遅れを補償する、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項2】
 
前記第1制御量またはさらに前記第2制御量がフィードバック制御量であることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。

【請求項3】
 
スイッチ切り替え信号を繰り返し送出することにより制御対象の出力を制御する制御装置であって、
入力段にA/D変換器を有する第1制御部は、前記制御対象のサンプリング情報に基づき第1制御量である時間量を生成し、基準時刻から前記第1制御量にかかる時間を経過したときに第2制御部に動作開始信号を与え、
入力段にアナログ積分回路を有する前記第2制御部は、前記動作開始信号を入力したときは、前記制御対象から取得したアナログ信号に基づき第2制御量である時間量を生成し、前記動作開始信号の入力時から前記第2制御量にかかる時間を経過したときに前記スイッチ切り替え信号を生成することで、
前記第1制御量が、前記第2制御部が持つ前記アナログ信号の検出遅れを補償し、
前記第2制御量が、前記第1制御部が持つ過去のサンプリングに由来する第1制御量の応答遅れを補償する、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項4】
 
前記第1制御量またはさらに前記第2制御量がフィードバック制御量であることを特徴とする請求項3に記載の制御装置。

【請求項5】
 
スイッチ切り替え信号を繰り返し送出することにより電力変換回路の出力を制御する制御装置であって、
入力段に第1A/D変換器を有する第1制御部は、前記電力変換回路のサンプリング情報に基づき第1制御量である時間量を生成し、基準時刻から前記第1制御量にかかる時間を経過したときに前記第2制御部または第2A/D変換器に動作開始信号を与え、
入力段に前記第2A/D変換器を有する第2制御部は、前記動作開始信号を入力したとき、または前記動作開始信号により動作開始した第2A/D変換器からディジタル信号を受け取ったときは、前記電力変換回路のサンプリング情報に基づき第2制御量である時間量を生成し、前記動作開始信号の入力時から前記第2制御量にかかる時間を経過したときに前記スイッチ切り替え信号を生成することで、
前記第1制御量が、前記第2制御部が持つ前記第2サンプリング情報の検出遅れを補償し、
前記第2制御量が、前記第1制御部が持つ過去のサンプリングに由来する第1制御量の応答遅れを補償する、
ことを特徴とする電力変換回路の制御装置。

【請求項6】
 
前記第1制御量がフィードバック制御量であることを特徴とする請求項5に記載の電力変換回路の制御装置。

【請求項7】
 
前記電力変換回路がインダクタへのエネルギーの蓄積および放出を繰り返し、
前記第1サンプリング情報が、少なくとも、出力電圧の過去のサンプリング値であり、前記第1制御部は、前記第1サンプリング情報から前記第1制御量をフィードバック制御量として生成し、
前記第2サンプリング情報が、前記インダクタを流れる電流の前記動作開始信号の入力時におけるサンプリング値であり、前記第2制御部は、前記サンプリング値と前記出力電圧の増・減に応じて減・増する参照値(EB-A(Eo-Er))との偏差を前記第2制御量として生成する、
ことを特徴とする請求項5または6に記載の電力変換回路の制御装置。

【請求項8】
 
スイッチ切り替え信号を繰り返し送出することにより電力変換回路の出力を制御する制御装置であって、
入力段にA/D変換器を有する前記第1制御部は、前記電力変換回路のサンプリング情報に基づき第1制御量である時間量を生成し、所定の基準時刻から前記第1制御量にかかる時間を経過したときに前記第2制御部に動作開始信号を与え、
入力段にアナログ積分回路を有する前記第2制御部は、前記動作開始信号を入力したときは、前記電力変換回路から取得したアナログ信号に基づき第2制御量である時間量を生成し、前記動作開始信号の入力時から前記第2制御量にかかる時間を経過したときに前記スイッチ切り替え信号を生成することで、
前記第1制御量が、前記第2制御部が持つ前記アナログ信号の検出遅れを補償し、
前記第2制御量が、前記第1制御部が持つ過去のサンプリングに由来する第1制御量の応答遅れを補償する、
ことを特徴とする電力変換回路の制御装置。

【請求項9】
 
前記第1制御量またはさらに前記第2制御量がフィードバック制御量であることを特徴とする請求項8に記載の電力変換回路の制御装置。

【請求項10】
 
前記電力変換回路がインダクタへのエネルギーの蓄積および放出を繰り返し、
前記サンプリング情報が、少なくとも、出力電圧のサンプリング値であり、前記第1制御部は、前記サンプリング情報から前記第1制御量をフィードバック制御量として生成し、
前記電力変換回路から取得したアナログ信号が、前記インダクタを流れる電流の前記動作開始信号の入力時における電流値であり、前記第2制御部は、前記電流値と前記出力電圧の増・減に応じて減・増する参照値(EB-A(Eo-Er))との偏差を前記第2制御量として生成する、
ことを特徴とする請求項8または9に記載の電力変換回路の制御装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2012083410thum.jpg
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