电压变换装置的控制装置以及控制方法制造方法及图纸

电压变换装置的控制装置（30）具备：占空指令信号生成单元（210），生成与开关元件的占空比率对应的占空指令信号；载波信号生成单元（250），生成与开关元件的开关频率对应的载波信号；开关控制信号生成单元（231，232），通过将占空指令信号与载波信号相互比较，来生成对开关元件的接通断开进行切换的开关控制信号；单臂驱动控制单元（270），通过将第一开关元件以及第二开关元件择一地接通，来实现单臂驱动；和相位反转单元（280），在臂切换时使载波信号中的至少与臂刚刚切换之后的开关对应的部分的相位成为在第一开关元件以及第二开关元件中相互错移180度的状态。

Control device of voltage conversion device and control method

Control device of voltage conversion device (30) includes a duty instruction signal generation unit (210), generation and switch components of the duty ratio of the corresponding command signal space; carrier signal generation unit (250), switching frequency carrier signal corresponding to the switching element; the switch control signal generating unit (231232) by comparison, the duty instruction signal and the carrier signal to generate the switch connect to the switch element disconnect switch control signal; arm drive control unit (270), the first switch element and the second switching element is alternatively connected to one arm drive; and phase inversion unit (280 in the arm when switching), the switch and switch arm just after at least part of the carrier signal phase corresponding to be on the first switch element and the second switching element The state of being shifted 180 degrees.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电压变换装置的控制装置以及控制方法
本专利技术涉及例如被搭载于车辆等中的电压变换装置的控制装置以及控制方法的

技术介绍
近年来，作为考虑了环境影响的车辆，搭载蓄电装置（例如二次电池或电容器等），使用由蓄电装置中蓄积的电力产生的驱动力来进行行驶的电动车辆备受瞩目。该电动车辆例如包括电动汽车、混合动力汽车、燃料电池车等。在这些电动车辆中，有时具备用于在起步时或加速时从蓄电装置接受电力来产生行驶用的驱动力，并且在制动时基于再生制动来进行发电向蓄电装置蓄积电能的电动发电机。这样，为了根据行驶状态来控制电动发电机，在电动车辆中搭载有逆变器。在这样的车辆中，为了稳定地供给根据车辆状态而变动的逆变器所利用的电力，有时在蓄电装置与逆变器之间具备电压变换装置（转换器）。另外，通过该转换器，可使逆变器的输入电压高于蓄电装置的输出电压而实现马达的高输出化，并且通过降低同一输出时的马达电流，能够实现逆变器以及马达的小型化、低成本化。而且，为了进一步提高电动车辆的燃油利用率，重要的是降低该转换器的损失来提高效率。这里，例如在专利文献1中，提出了一种在负载电力少的区域中仅通过单臂来对升压转换器开关驱动的技术。根据这样的技术，能够使转换器的损失降低与电流纹波减少对应的量。另外，例如在专利文献2中，提出了一种在占空比高于规定值的情况下，利用单侧臂将辅助开关元件以及主开关元件固定为断开，在此基础上根据占空比对另一侧的主开关元件进行接通断开的技术。专利文献1:国际公开2010－137127号公报专利文献2:日本特开2010－283931号公报根据上述的转换器中的仅使用单侧臂的驱动（以下适当地称为“单臂驱动”），例如能够防止因为了防止开关元件短路而采用的空载时间（deadtime）（即，将与上下臂对应的开关元件都断开的期间）而导致转换器的最大升压比降低。然而，在例如汽车用途那样负载电力急剧变化的情况下，有时电池电流急剧变化，在上下臂切换时，开关元件的接通信号相接近。此时，在开关元件中，尽管从接受到用于切换接通断开的信号之后实际电流被接通断开，但是会产生延迟。因此，如果上下臂中的开关元件的接通信号相接近，则存在有可能因开关元件的开关定时延迟而导致开关元件相互短路这一技术问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的问题点而提出的，其课题在于，提供一种能够不使电压变换装置中的升压比降低地防止上下臂中的开关元件的短路的电压变换装置的控制装置以及控制方法。为了解决上述课题，本专利技术的电压变换装置的控制装置是具备相互串联连接的第一开关元件以及第二开关元件的电压变换装置的控制装置，具备：占空指令信号生成单元，其生成与所述第一开关元件以及所述第二开关元件的占空比率对应的占空指令信号；载波信号生成单元，其分别生成与所述第一开关元件以及所述第二开关元件各自的开关频率对应的载波信号；开关控制信号生成单元，其通过将所述占空指令信号与所述载波信号相互比较，来分别生成切换所述第一开关元件以及所述第二开关元件各自的接通断开的开关控制信号；单臂驱动控制单元，其通过按照将所述第一开关元件以及所述第二开关元件择一地接通的方式控制所述开关控制信号生成单元，来实现仅利用包含所述第一开关元件的第一臂以及包含所述第二开关元件的第二臂中任意一方的单臂驱动；和相位反转单元，其在将利用所述第一臂的单臂驱动以及利用所述第二臂的单臂驱动相互切换的臂切换时，使所述载波信号中的至少与刚刚进行所述臂切换之后的所述第一开关元件或者所述第二开关元件的开关对应的部分的相位成为在第一开关元件以及第二开关元件中相互错移180度的状态。本专利技术涉及的电压变换装置例如是被搭载于车辆的转换器，具备相互串联连接的第一开关元件以及第二开关元件。作为第一开关元件以及第二开关元件，例如可使用IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）、电力用MOS（MetalOxideSemiconductor）晶体管或者电力用双极型晶体管等。其中，对第一开关元件以及第二开关元件分别例如并联连接二极管，分别形成第一臂以及第二臂。即，第一开关元件形成第一臂，通过其开关动作能够切换第一臂中的驱动的接通断开。同样地，第二开关元件形成第二臂，通过其开关动作能够切换第二臂中的驱动的接通断开。电压变换装置构成为除了上述各部位之外，还包括例如电抗器、平滑电容器等。本专利技术涉及的电压变换装置的控制装置是对上述电压变换装置的动作进行控制的装置，例如可采用适当地包括一个或者多个CPU（CentralProcessingUnit）、MPU（MicroProcessingUnit）、各种处理器或各种控制器，或者还包括ROM（ReadOnlyMemory）、RAM（RandomAccessMemory）、缓冲存储器或者闪存等各种存储单元等的单体或者多个ECU（ElectronicControlledUnit）等各种处理单元、各种控制器或者个人计算机装置等各种计算机系统等方式。本专利技术涉及的电压变换装置的控制装置在动作时，利用占空指令信号生成单元生成与第一开关元件以及第二开关元件的占空比率对应的占空指令信号。例如基于要输出的电压值或电流值等来决定占空指令信号。另外，本专利技术涉及的电压变换装置的控制装置在动作时，利用载波信号生成单元分别生成与第一开关元件以及第二开关元件各自的开关频率对应的载波信号。载波信号作为具有预先设定的频率的信号而生成。其中，如后述那样，使用相互不同的载波信号来驱动第一开关元件以及第二开关元件。由开关控制信号生成单元将占空指令信号以及载波信号相互比较，其结果，分别生成对第一开关元件以及第二开关元件各自的接通断开进行切换的开关控制信号。开关控制信号被供给第一开关元件以及第二开关元件。由此，可控制电压变换装置的第一臂以及第二臂的驱动。上述的开关控制信号生成单元有时被单臂驱动控制单元控制成将第一开关元件以及第二开关元件择一地接通。根据这样的控制，可实现只利用包含第一开关元件的第一臂以及包含第二开关元件的第二臂中任意一方的单臂驱动。在选择包含第一开关元件的第一臂以及包含第二开关元件的第二臂时，单臂驱动控制单元例如基于要输出的电压值或电流值等，来判定应该利用第一臂以及第二臂中的哪个臂来进行单臂驱动。更具体而言，单臂驱动控制单元例如在与电压变换装置连接的电动发电机进行再生动作的情况下，利用第一臂进行单臂驱动，在进行牵引动作的情况下，利用第二臂进行单臂驱动。这样，单臂驱动控制单元按照适当地切换利用第一臂的单臂驱动以及利用第二臂的单臂驱动的方式进行控制。这里，在本专利技术中，尤其在对利用第一臂的单臂驱动以及利用第二臂的单臂驱动相互切换的臂切换时，通过相位反转单元设成载波信号的相位在第一开关元件以及第二开关元件中相互错移180度的状态（即，仅一方被反转的状态）。更具体而言，相位反转单元使载波信号中的至少与刚刚进行了臂切换之后的第一开关元件或者第二开关元件的开关对应的部分的相位反转。即，与第一开关元件对应的载波信号和与第二开关元件对应的载波信号至少在刚刚进行了臂切换之后成为相位相互反转的状态。若如上述那样使载波信号的相位反转，则在第一开关元件以及第二开关元件的开关的定时会产生载波信号的半个周期量的差。换言之，可确保载波信号的半个周期量的期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压变换装置的控制装置(30)，是具备相互串联连接的第一开关元件以及第二开关元件的电压变换装置的控制装置(30)，所述控制装置(30)具备：占空指令信号生成单元(210)，其生成与所述第一开关元件以及所述第二开关元件的占空比对应的占空指令信号；载波信号生成单元(250)，其分别生成与所述第一开关元件以及所述第二开关元件各自的开关频率对应的载波信号；开关控制信号生成单元(231、232)，其通过将所述占空指令信号与所述载波信号相互比较，来分别生成切换所述第一开关元件以及所述第二开关元件各自的接通断开的开关控制信号；单臂驱动控制单元(270)，其通过按照将所述第一开关元件以及所述第二开关元件择一地接通的方式控制所述开关控制信号生成单元，来实现仅利用包含所述第一开关元件的第一臂以及包含所述第二开关元件的第二臂中任意一方的单臂驱动；和相位反转单元(280)，其在将利用所述第一臂的单臂驱动以及利用所述第二臂的单臂驱动相互切换的臂切换时，使所述载波信号中的至少与刚刚进行所述臂切换之后的所述第一开关元件或者所述第二开关元件的开关对应的部分的相位成为在第一开关元件以及第二开关元件中相互错移180度的状态。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电压变换装置的控制装置(30)，是具备相互串联连接的第一开关元件以及第二开关元件的电压变换装置的控制装置(30)，所述控制装置(30)具备：占空指令信号生成单元(210)，其生成与所述第一开关元件以及所述第二开关元件的占空比对应的占空指令信号；载波信号生成单元(250)，其分别生成与所述第一开关元件以及所述第二开关元件各自的开关频率对应的载波信号；开关控制信号生成单元(231、232)，其通过将所述占空指令信号与所述载波信号相互比较，来分别生成切换所述第一开关元件以及所述第二开关元件各自的接通断开的开关控制信号；单臂驱动控制单元(270)，其通过按照将所述第一开关元件以及所述第二开关元件择一地接通的方式控制所述开关控制信号生成单元，来实现仅利用包含所述第一开关元件的第一臂以及包含所述第二开关元件的第二臂中任意一方的单臂驱动；和相位反转单元(280)，其在将利用所述第一臂的单臂驱动以及利用所述第二臂的单臂驱动相互切换的臂切换时，使所述载波信号中的至少与刚刚进行所述臂切换之后的所述第一开关元件或者所述第二开关元件的开关对应的部分的相位成为在第一开关元件以及第二开关元件中相互错移180度的状态。2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述相位反转单元使所述载波信号的相位总是成为在第一开关元件以及第二开关元件中相互错移180度的状态。3.根据权利要求1所述的控制装置，其中，还具备：...

【专利技术属性】
技术研发人员：高松直义，冈村贤树，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP