功率转换电路的控制装置制造方法及图纸

提供一种功率转换电路的控制装置，该功率转换电路的控制装置在功率转换电路的异常状态时，可边抑制开关元件的占空比大幅变化这一情况，边抑制电路正常时的控制性的劣化。功率转换电路的控制装置(30)针对限制前的占空比Dtbf或限制后的占空比Dtlm进行平滑化处理，从而计算占空比的平滑值Dtflt，以占空比的平滑值Dtflt为基准，设定限制前的占空比的限制范围，利用限制范围对限制前的占空比Dtbf进行限制，并基于限制后的占空比Dtlm，来对开关元件进行导通截止。

【技术实现步骤摘要】
功率转换电路的控制装置
本申请涉及功率转换电路的控制装置。
技术介绍
在功率转换电路中，当电压或电流等脱离既定范围时，功率转换电路及与功率转换电路相连接的负载可能产生故障。因此，通过对是否脱离了既定范围进行判断，从而保护功率转换电路(例如，专利文献1，图3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2017-123745号公报【专利文献2】日本专利第6230665号
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在专利文献1中，使用输入电压和输出电压的检测值来判断是否脱离了既定范围，因而，在电路异常状态时，允许输入电压和输出电压的检测值增加到其脱离既定范围为止这一情况。因此，在专利文献1的技术中，在电路异常状态时，功率转换装置内的电压和电流与正常时相比变动要大，电路有可能产生故障。例如，若与输入端子相连接的电源的连接脱离，则由功率转换电路所具有的平滑电容器及电抗器形成谐振电路，从而功率转换电路的电压、电流、以及开关元件的占空比发生振动，可能对电路的耐久性造成不良影响。此外，为了提高电路正常时的控制性，需要使控制增益增加，但是在发生输入端子的连接脱离的情况下，变得容易发生振荡，从而无法使控制增益增加。因此，存在若考虑电路异常状态时则电路正常时的控制性劣化这一问题。因此，希望有一种功率转换电路的控制装置，该功率转换电路的控制装置在功率转换电路的异常状态时，可以边抑制开关元件的占空比大幅变化这一情况，边抑制电路正常时的控制性的劣化。解决技术问题所采用的技术方案本申请所涉及的功率转换电路的控制装置是对具备开关元件、并且在第1端子与第2端子之间进行功率转换的功率转换电路进行控制的功率转换电路的控制装置，包括：占空比控制部，该占空比控制部基于与所述功率转换电路有关的电信息的指令值及检测值，来计算所述开关元件的限制前的占空比；占空比限制部，该占空比限制部限制所述限制前的占空比的范围，计算限制后的占空比；以及开关控制部，该开关控制部基于所述限制后的占空比，来对所述开关元件进行导通截止，所述占空比限制部针对所述限制前的占空比或所述限制后的占空比进行平滑化处理，从而计算占空比的平滑值，或者基于所述指令值及所述检测值中的1个以上来计算占空比相当值，并进行平滑化处理，从而计算占空比的平滑值，以所述占空比的平滑值为基准，设定所述限制前的占空比的限制范围。专利技术效果根据本申请的功率转换电路的控制装置，即使因功率转换电路的异常而造成限制前的占空比大幅变化，占空比的平滑值的变化也变小。而且，由于以变化小的占空比的平滑值为基准来设定限制前的占空比的限制范围，因而限制范围的变化也变小。而且，由于利用变化小的限制前的占空比的限制范围来对限制前的占空比进行限制并对限制后的占空比进行计算，因而限制后的占空比的变化变小。因此，相对于因电路异常状态而大幅变化的限制前的占空比，限制后的占空比的变化变小，因此在电路异常时，可抑制最终的占空比的变化、振动，并可抑制电路的故障。另一方面，功率转换电路正常时与异常时相比，限制前的占空比的变化小这一情况较多。因此，即使以变化更小的占空比的平滑值为基准来设定限制前的占空比的限制范围，限制前的占空比的变化也大致收敛于限制范围内，将限制前的占空比大致保持不变地设定成限制后的占空比。因此，即使设置占空比限制部，在功率转换电路正常时，也可抑制控制系统的响应性劣化这一情况。因此，利用占空比限制部，可以在功率转换电路异常时抑制占空比大幅变化这一情况，并可以抑制功率转换电路正常时的控制性劣化这一情况。附图说明图1是表示实施方式1所涉及的功率转换电路及控制装置的概要结构图。图2是表示实施方式1所涉及的控制装置的框图。图3是表示实施方式1所涉及的控制装置的硬件结构图。图4是用于说明基于实施方式1所涉及的占空比的开关元件的导通截止控制的时序图。图5是说明比较例所涉及的电路异常时的控制系统的振动的时序图。图6是说明实施方式1所涉及的占空比的限制处理的流程图。图7是用于说明实施方式1所涉及的限制宽度的设定的时序图。图8是用于说明实施方式1所涉及的电路正常时的控制动作的时序图。图9是用于说明实施方式1所涉及的电路异常状态时的控制动作的时序图。图10是表示实施方式2所涉及的功率转换电路及控制装置的概要结构图。图11是表示实施方式2所涉及的控制装置的框图。具体实施方式1.实施方式1参照附图对实施方式1所涉及的功率转换电路10和功率转换电路的控制装置30(以下，简称为控制装置30)进行说明。图1是本实施方式所涉及的功率转换电路10及控制装置30的概要结构图。1-1.功率转换电路10功率转换电路10包括开关元件，在第1端子11与第2端子12之间进行功率转换。电源或负载与第1端子11相连接，电源或负载与第2端子12相连接。在本实施方式中，电源21与第1端子11相连接，负载22与第2端子12相连接。电源21被设为直流电源，使用各种蓄电装置等。负载22被设为逆变器和电动机。在本实施方式中，功率转换电路10被设为转换直流功率的DC-DC转换器。功率转换电路10被设为将从第1端子11到第2端子12对直流电压进行升压的升压斩波器电路与从第2端子12到第1端子11对直流电压进行降压的降压斩波器电路相组合而得到的双方向斩波器电路。功率转换电路10具有对直流电源21的直流功率进行升压并提供至逆变器和电动机的升压功能，以及利用逆变器将电动机发电而得到的交流功率转换成直流功率、对逆变器的直流功率进行降压并提供至直流电源21的降压功能。在第2端子12的正极侧与负极侧之间，串联连接有2个开关元件13a、13b。作为开关元件，使用反向并联连接有二极管的IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管)或具有反向并联连接的二极管的功能的MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等。或者，作为开关元件，使用SiC(SiliconCarbide：碳化硅)-MOSFET、GaN(GalliumNitride：氮化镓)-FET、GaN-HEMT(HighElectronMobilityTransistor：高电子迁移率晶体管)等各种开关元件。各开关元件13a、13b的栅极端子分别输入有从控制装置30输出的栅极驱动信号Gt1、Gt2，根据各栅极驱动信号Gt1、Gt2来对各开关元件13a、13b进行导通截止。第1端子11的正极侧经由电抗器15与2个开关元件13a、13b的连接点相连接。第1端子11的负极侧与第2端子12的负极侧相连接。具备与第2端子12并联连接的第2端子侧的平滑电容器16。第2端子侧的平滑电容器16被设置于比2个开关元件13a、13b更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率转换电路的控制装置，/n该功率转换电路的控制装置对具备开关元件、并且在第1端子与第2端子之间进行功率转换的功率转换电路进行控制，所述功率转换电路的控制装置的特征在于，包括：/n占空比控制部，该占空比控制部基于与所述功率转换电路有关的电信息的指令值和检测值，来计算所述开关元件的限制前的占空比；/n占空比限制部，该占空比限制部对所述限制前的占空比的范围进行限制，计算限制后的占空比；以及/n开关控制部，该开关控制部基于所述限制后的占空比，来对所述开关元件进行导通截止，/n所述占空比限制部对所述限制前的占空比或所述限制后的占空比进行平滑化处理，从而计算占空比的平滑值，或者基于所述指令值和所述检测值中的1个以上来计算占空比相当值，并进行平滑化处理，从而计算占空比的平滑值，以所述占空比的平滑值为基准，来设定所述限制前的占空比的限制范围。/n

【技术特征摘要】
20190621 JP 2019-1151381.一种功率转换电路的控制装置，
该功率转换电路的控制装置对具备开关元件、并且在第1端子与第2端子之间进行功率转换的功率转换电路进行控制，所述功率转换电路的控制装置的特征在于，包括：
占空比控制部，该占空比控制部基于与所述功率转换电路有关的电信息的指令值和检测值，来计算所述开关元件的限制前的占空比；
占空比限制部，该占空比限制部对所述限制前的占空比的范围进行限制，计算限制后的占空比；以及
开关控制部，该开关控制部基于所述限制后的占空比，来对所述开关元件进行导通截止，
所述占空比限制部对所述限制前的占空比或所述限制后的占空比进行平滑化处理，从而计算占空比的平滑值，或者基于所述指令值和所述检测值中的1个以上来计算占空比相当值，并进行平滑化处理，从而计算占空比的平滑值，以所述占空比的平滑值为基准，来设定所述限制前的占空比的限制范围。


2.如权利要求1所述的功率转换电路的控制装置，其特征在于，
所述平滑化处理的截止频率被设定为在所述功率转换电路异常时所产生的所述限制前的占空比的振动频率以下。


3.如权利要求2所述的功率转换电路的控制装置，其特征在于，
所述功率转换电路具有平滑电容器和电抗器，在与所述第1端子或所述第2端子相连接的电源或负载的连接脱离时，由所述平滑电容器和所述电抗器来形成谐振电路，
所述功率转换电路异常时的所述振动频率在与所述第1端子或所述第2端子相连接的电源或负载的连接脱离时，为因所述谐振电路的谐振而产生的所述限制前的占空比的振动频率。

【专利技术属性】
技术研发人员：中林编绢，池田又彦，金山隆志，加藤晋吾，田中优矢，谷口干幸，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP