JP2000295869A - チョッパ出力型電源およびバッテリシミュレータ - Google Patents
チョッパ出力型電源およびバッテリシミュレータInfo
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- JP2000295869A JP2000295869A JP11093746A JP9374699A JP2000295869A JP 2000295869 A JP2000295869 A JP 2000295869A JP 11093746 A JP11093746 A JP 11093746A JP 9374699 A JP9374699 A JP 9374699A JP 2000295869 A JP2000295869 A JP 2000295869A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アーム間短絡防止のためのデッドタイム回路
を有するチョッパ出力型電源において、このデッドタイ
ム回路に起因した固定エラー電圧の除去された出力電圧
を得る。 【解決手段】 電流検出器１８によって検出された負荷
電流の極性に対応した極性の補償信号を補償信号発生器
４２によって発生し、この補償信号をチョッパ１０に対
するゲートパルスのＰＷＭ制御のための電圧指令値に対
して付加するようにした。
を有するチョッパ出力型電源において、このデッドタイ
ム回路に起因した固定エラー電圧の除去された出力電圧
を得る。 【解決手段】 電流検出器１８によって検出された負荷
電流の極性に対応した極性の補償信号を補償信号発生器
４２によって発生し、この補償信号をチョッパ１０に対
するゲートパルスのＰＷＭ制御のための電圧指令値に対
して付加するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、チョッパ出力型
電源およびこの電源を用いたバッテリシミュレータに関
する。
電源およびこの電源を用いたバッテリシミュレータに関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、排気ガスを出さないクリーンな移
動手段として注目されている電気自動車およびそのバッ
テリの開発が精力的に進められている。この電気自動車
の開発には、バッテリのパラメータを色々と変化させて
特性試験を行うことが欠かせない。しかし、実物のバッ
テリを用いて特性試験をすると、試験を行う毎にバッテ
リの充放電を繰り返さなければならず、また、接続方法
等を変更するのにも手間がかかり、試験の進行が遅くな
る。このため、作業効率の向上を図るべくバッテリシミ
ュレータが実用化されている。
動手段として注目されている電気自動車およびそのバッ
テリの開発が精力的に進められている。この電気自動車
の開発には、バッテリのパラメータを色々と変化させて
特性試験を行うことが欠かせない。しかし、実物のバッ
テリを用いて特性試験をすると、試験を行う毎にバッテ
リの充放電を繰り返さなければならず、また、接続方法
等を変更するのにも手間がかかり、試験の進行が遅くな
る。このため、作業効率の向上を図るべくバッテリシミ
ュレータが実用化されている。
【０００３】このバッテリシミュレータは、充電率の低
下や出力電流値の増大により電圧が降下するという供試
バッテリの垂下特性に基づいて、出力電圧を制御する直
流模擬電源である。図２はこの種のバッテリシミュレー
タの構成例を示すブロック図である。
下や出力電流値の増大により電圧が降下するという供試
バッテリの垂下特性に基づいて、出力電圧を制御する直
流模擬電源である。図２はこの種のバッテリシミュレー
タの構成例を示すブロック図である。
【０００４】図２に示すように、このバッテリシミュレ
ータ２０は、データ入力部２１と、電圧シミュレーショ
ン部２２とにより構成されており、電圧シミュレーショ
ン部２２は、コントローラ２３と可変電圧電源２４とに
より構成されている。
ータ２０は、データ入力部２１と、電圧シミュレーショ
ン部２２とにより構成されており、電圧シミュレーショ
ン部２２は、コントローラ２３と可変電圧電源２４とに
より構成されている。
【０００５】ここで、データ入力部２１は、供試バッテ
リの垂下特性をコントローラ２３に入力するための手段
である。この垂下特性は、バッテリの充放電を繰り返し
つつ出力電流等のパラメータを変化させて人手により測
定されるものである。可変電圧電源２４は、例えば電気
自動車用インバータ等の被試験体２５に対し、直流電圧
を印加して駆動する手段である。コントローラ２３は、
可変電圧電源２４の出力電圧を可変制御する手段であ
る。
リの垂下特性をコントローラ２３に入力するための手段
である。この垂下特性は、バッテリの充放電を繰り返し
つつ出力電流等のパラメータを変化させて人手により測
定されるものである。可変電圧電源２４は、例えば電気
自動車用インバータ等の被試験体２５に対し、直流電圧
を印加して駆動する手段である。コントローラ２３は、
可変電圧電源２４の出力電圧を可変制御する手段であ
る。
【０００６】このような構成のバッテリシミュレータ２
０を用いるに当たり、予め人手により供試バッテリの垂
下特性の測定が行われる。そして、この垂下特性が人手
によりデータ入力部２１からコントローラ２３に入力さ
れる。データ入力部２１から垂下特性のデータが入力さ
れると、コントローラ２３は、測定点数を補うためにデ
ータの補間を行った後、コントローラ２３内のメモリに
一時記憶する。そして、コントローラ２３は、上記メモ
リに記憶された垂下特性に基づいて可変電圧電源２４を
制御する。
０を用いるに当たり、予め人手により供試バッテリの垂
下特性の測定が行われる。そして、この垂下特性が人手
によりデータ入力部２１からコントローラ２３に入力さ
れる。データ入力部２１から垂下特性のデータが入力さ
れると、コントローラ２３は、測定点数を補うためにデ
ータの補間を行った後、コントローラ２３内のメモリに
一時記憶する。そして、コントローラ２３は、上記メモ
リに記憶された垂下特性に基づいて可変電圧電源２４を
制御する。
【０００７】以下、電圧シミュレーション部２２におい
て、コントーラ２３により行われる可変電圧電源２４の
出力電圧の制御について説明する。被試験体２５の試験
のためにバッテリシミュレータ２０の使用を開始する
と、コントローラ２３は、無負荷状態における起電力に
基づいて可変電圧電源２４を制御する。このとき被試験
体２５は動作していないので、可変電圧電源２４により
被試験体２５に印加される直流電圧Ｖは、無負荷状態で
の起電力にほぼ等しい。
て、コントーラ２３により行われる可変電圧電源２４の
出力電圧の制御について説明する。被試験体２５の試験
のためにバッテリシミュレータ２０の使用を開始する
と、コントローラ２３は、無負荷状態における起電力に
基づいて可変電圧電源２４を制御する。このとき被試験
体２５は動作していないので、可変電圧電源２４により
被試験体２５に印加される直流電圧Ｖは、無負荷状態で
の起電力にほぼ等しい。
【０００８】次に被試験体２５の駆動が開始されると、
可変電圧電源２４から被試験体２５に電力が供給され
る。ここで、可変電圧電源２４から電流が出力されるの
に伴って、コントローラ２３は上記垂下特性を基に出力
電圧Ｖの制御値を降下させる。このようにして、上記バ
ッテリシミュレータ２０により、供試バッテリの垂下特
性が再現されるのである。なお、この種のバッテリシミ
ュレータについては、例えば特開平１０−１４４３５５
号公報に開示されている。
可変電圧電源２４から被試験体２５に電力が供給され
る。ここで、可変電圧電源２４から電流が出力されるの
に伴って、コントローラ２３は上記垂下特性を基に出力
電圧Ｖの制御値を降下させる。このようにして、上記バ
ッテリシミュレータ２０により、供試バッテリの垂下特
性が再現されるのである。なお、この種のバッテリシミ
ュレータについては、例えば特開平１０−１４４３５５
号公報に開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したバ
ッテリシミュレータの可変電圧電源としては、広範囲に
亙って出力電圧の可変制御が可能なものが求められる。
そして、このバッテリシミュレータ用の可変電圧電源と
して、チョッパ出力型の電源が一般に用いられている。
このチョッパ出力型の電源は、２本のアーム（電源線）
間に例えば２個のスイッチング素子を直列に介挿してな
るチョッパを有しており、これらのスイッチング素子の
スイッチングを行うことにより両スイッチング素子の共
通接続端からチョッパ出力を得るとともに、両スイッチ
ング素子をオン状態とするゲートパルスの幅を変調する
ことにより出力電圧の可変制御を行うことができる。
ッテリシミュレータの可変電圧電源としては、広範囲に
亙って出力電圧の可変制御が可能なものが求められる。
そして、このバッテリシミュレータ用の可変電圧電源と
して、チョッパ出力型の電源が一般に用いられている。
このチョッパ出力型の電源は、２本のアーム（電源線）
間に例えば２個のスイッチング素子を直列に介挿してな
るチョッパを有しており、これらのスイッチング素子の
スイッチングを行うことにより両スイッチング素子の共
通接続端からチョッパ出力を得るとともに、両スイッチ
ング素子をオン状態とするゲートパルスの幅を変調する
ことにより出力電圧の可変制御を行うことができる。
【００１０】しかし、このチョッパ出力型電源では、両
スイッチング素子を貫通して過大な電流が流れるのを防
止するため、両スイッチング素子がいずれもオフ状態と
なるデッドタイムを確保してスイッチングタイミングの
制御を行っている。このデッドタイムは、電圧制御上の
外乱要素となり、特にスイッチング素子をオンさせるパ
ルス幅が狭くなる最大電圧付近あるいは最低電圧付近の
電圧のチョッパ出力を行う場合にその影響が大きくな
る。このため、例えば負荷運転時に負荷への出力電圧が
不安定になる等の現象が現れる。
スイッチング素子を貫通して過大な電流が流れるのを防
止するため、両スイッチング素子がいずれもオフ状態と
なるデッドタイムを確保してスイッチングタイミングの
制御を行っている。このデッドタイムは、電圧制御上の
外乱要素となり、特にスイッチング素子をオンさせるパ
ルス幅が狭くなる最大電圧付近あるいは最低電圧付近の
電圧のチョッパ出力を行う場合にその影響が大きくな
る。このため、例えば負荷運転時に負荷への出力電圧が
不安定になる等の現象が現れる。
【００１１】例えばチョッパのスイッチング周波数が５
ｋＨｚ、デッドタイムが１０μｓｅｃの場合を考える
と、１ｓｅｃの間に発生するデッドタイムの総和は、 １０μｓｅｃ×５ｋＨｚ＝０．０５ｓｅｃ となる。従って、アーム間に与えられるチョッパの１次
電圧に対して５％のエラーがデッドタイムによりチョッ
パ出力に生じることになる。このエラーは負荷電流の方
向によって極性が変わり、電源から負荷に電流が供給さ
れる力行動作時においては電源の出力電圧を減少させる
方向の外乱となって現れ、負荷から電源に電流が戻され
る回生動作時においては電源の出力電圧を増加させる方
向の外乱となって現れる。また、この外乱は、その大き
さが負荷電流の大小とは無関係であり、スイッチング周
波数とデッドタイムとによって決定される固定のエラー
電圧となる。従って、特に電源の出力電圧が低い場合
に、出力電圧に占める固定エラー電圧の割合が大きくな
る。
ｋＨｚ、デッドタイムが１０μｓｅｃの場合を考える
と、１ｓｅｃの間に発生するデッドタイムの総和は、 １０μｓｅｃ×５ｋＨｚ＝０．０５ｓｅｃ となる。従って、アーム間に与えられるチョッパの１次
電圧に対して５％のエラーがデッドタイムによりチョッ
パ出力に生じることになる。このエラーは負荷電流の方
向によって極性が変わり、電源から負荷に電流が供給さ
れる力行動作時においては電源の出力電圧を減少させる
方向の外乱となって現れ、負荷から電源に電流が戻され
る回生動作時においては電源の出力電圧を増加させる方
向の外乱となって現れる。また、この外乱は、その大き
さが負荷電流の大小とは無関係であり、スイッチング周
波数とデッドタイムとによって決定される固定のエラー
電圧となる。従って、特に電源の出力電圧が低い場合
に、出力電圧に占める固定エラー電圧の割合が大きくな
る。
【００１２】このように従来のバッテリシミュレータ
は、可変電圧電源として用いられているチョッパ出力型
電源の出力電圧に固定エラー電圧が発生し、これにより
電圧制御性が阻害され、出力電圧範囲の下限が制限され
ていたのである。
は、可変電圧電源として用いられているチョッパ出力型
電源の出力電圧に固定エラー電圧が発生し、これにより
電圧制御性が阻害され、出力電圧範囲の下限が制限され
ていたのである。
【００１３】この発明は以上説明した事情に鑑みてなさ
れたものであり、上記デッドタイム回路に起因した固定
エラー電圧の除去された出力電圧を得ることができるチ
ョッパ出力型電源およびこの電源を用いたバッテリシミ
ュレータを提供することを目的としている。
れたものであり、上記デッドタイム回路に起因した固定
エラー電圧の除去された出力電圧を得ることができるチ
ョッパ出力型電源およびこの電源を用いたバッテリシミ
ュレータを提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
１次電圧が印加される電源線間に少なくとも２個のスイ
ッチング素子を直列に介挿してなり、両スイッチング素
子の共通接続端から出力電圧を発生するチョッパと、前
記チョッパと負荷との間で授受される負荷電流を検出す
る電流検出器と、電圧設定値と前記チョッパによって負
荷に与えられる出力電圧との差分および前記電流検出器
によって検出された負荷電流に基づいて電圧指令値を生
成する電圧指令値生成手段と、前記電圧指令値によって
パルス幅変調されたパルスを発生するＰＷＭパルス発生
手段と、前記電源線間を前記スイッチング素子によって
短絡させることのない少なくとも２相のゲートパルスを
前記パルス発生手段によって発生されたパルスから発生
し、前記チョッパにおける各スイッチング素子に供給す
るデッドタイム回路とを有するチョッパ出力型電源にお
いて、前記電圧指令値に対し、前記電流検出器によって
検出された負荷電流の極性に対応した極性の補償信号を
付加する補償信号付加手段を具備することを特徴とする
チョッパ出力型電源を提供するものである。
１次電圧が印加される電源線間に少なくとも２個のスイ
ッチング素子を直列に介挿してなり、両スイッチング素
子の共通接続端から出力電圧を発生するチョッパと、前
記チョッパと負荷との間で授受される負荷電流を検出す
る電流検出器と、電圧設定値と前記チョッパによって負
荷に与えられる出力電圧との差分および前記電流検出器
によって検出された負荷電流に基づいて電圧指令値を生
成する電圧指令値生成手段と、前記電圧指令値によって
パルス幅変調されたパルスを発生するＰＷＭパルス発生
手段と、前記電源線間を前記スイッチング素子によって
短絡させることのない少なくとも２相のゲートパルスを
前記パルス発生手段によって発生されたパルスから発生
し、前記チョッパにおける各スイッチング素子に供給す
るデッドタイム回路とを有するチョッパ出力型電源にお
いて、前記電圧指令値に対し、前記電流検出器によって
検出された負荷電流の極性に対応した極性の補償信号を
付加する補償信号付加手段を具備することを特徴とする
チョッパ出力型電源を提供するものである。
【００１５】かかる発明によれば、補償信号が電圧指令
値に付加され、その影響によって結果的に固定エラー電
圧が相殺され、電圧設定値通りの出力電圧が得られる。
値に付加され、その影響によって結果的に固定エラー電
圧が相殺され、電圧設定値通りの出力電圧が得られる。
【００１６】請求項２に係る発明は、前記補償信号付加
手段は、前記電流検出器によって検出された負荷電流の
絶対値が所定値Ｉ0以下の場合には該負荷電流に応じた
大きさの補償信号を前記変調信号に付加し、前記負荷電
流の絶対値が所定値Ｉ0を越える場合は前記負荷電流の
極性に対応した極性を有し、かつ、所定の絶対値Ｖ0を
有する補償信号を前記電圧指令値に付加することを特徴
とする請求項１に記載のチョッパ出力型電源を提供する
ものである。
手段は、前記電流検出器によって検出された負荷電流の
絶対値が所定値Ｉ0以下の場合には該負荷電流に応じた
大きさの補償信号を前記変調信号に付加し、前記負荷電
流の絶対値が所定値Ｉ0を越える場合は前記負荷電流の
極性に対応した極性を有し、かつ、所定の絶対値Ｖ0を
有する補償信号を前記電圧指令値に付加することを特徴
とする請求項１に記載のチョッパ出力型電源を提供する
ものである。
【００１７】かかる発明によれば、上記請求項１に係る
チョッパ出力型電源において、負荷電流値が０付近であ
る場合に補償信号のレベルが不安定な状態になるのを防
止することができる。
チョッパ出力型電源において、負荷電流値が０付近であ
る場合に補償信号のレベルが不安定な状態になるのを防
止することができる。
【００１８】請求項３に係る発明は、請求項１または２
に記載のチョッパ出力型電源を可変電圧電源として具備
することを特徴とするバッテリシミュレータを提供する
ものである。
に記載のチョッパ出力型電源を可変電圧電源として具備
することを特徴とするバッテリシミュレータを提供する
ものである。
【００１９】かかる発明によれば、請求項１または２に
記載のチョッパ出力型電源を可変電圧電源として使用し
ているので、広範囲に亙って出力電圧を正確に制御する
ことができるという利点がある。
記載のチョッパ出力型電源を可変電圧電源として使用し
ているので、広範囲に亙って出力電圧を正確に制御する
ことができるという利点がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施形
態であるチョッパ出力型電源の構成を示すブロック図で
ある。このチョッパ出力型電源は、前掲図２のバッテリ
シミュレータにおいて可変電圧電源２４として用いられ
るものである。
施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施形
態であるチョッパ出力型電源の構成を示すブロック図で
ある。このチョッパ出力型電源は、前掲図２のバッテリ
シミュレータにおいて可変電圧電源２４として用いられ
るものである。
【００２１】図１において、アーム１および２間には、
１次電圧が印加される。そして、このアーム１および２
間には、逆並列接続されたスイッチングトランジスタ１
１およびダイオード１２と、逆並列接続されたスイッチ
ングトランジスタ１３および１４とが直列に介挿され、
これらによりチョッパ１０が構成されている。また、ア
ーム１および２間には、１次電源を理想電圧源に近いも
のとするためのキャパシタ１５が介挿されている。
１次電圧が印加される。そして、このアーム１および２
間には、逆並列接続されたスイッチングトランジスタ１
１およびダイオード１２と、逆並列接続されたスイッチ
ングトランジスタ１３および１４とが直列に介挿され、
これらによりチョッパ１０が構成されている。また、ア
ーム１および２間には、１次電源を理想電圧源に近いも
のとするためのキャパシタ１５が介挿されている。
【００２２】スイッチングトランジスタ１１および１３
の共通接続点は、チョッパ１０の出力端である。負荷２
５は、その一端がこの出力端にリアクトル１６を介して
接続されるとともに、他端がアーム２に接続されてい
る。また、負荷２５に対して並列にキャパシタ１７が接
続されている。このキャパシタ１７およびリアクトル１
６は、チョッパ１０によって負荷２５に与えられる出力
電圧のリップルを除去し、平滑するための手段を構成し
ている。電流検出器１８は、チョッパ１０と負荷２５と
の間で授受される負荷電流を検出するための手段であ
る。
の共通接続点は、チョッパ１０の出力端である。負荷２
５は、その一端がこの出力端にリアクトル１６を介して
接続されるとともに、他端がアーム２に接続されてい
る。また、負荷２５に対して並列にキャパシタ１７が接
続されている。このキャパシタ１７およびリアクトル１
６は、チョッパ１０によって負荷２５に与えられる出力
電圧のリップルを除去し、平滑するための手段を構成し
ている。電流検出器１８は、チョッパ１０と負荷２５と
の間で授受される負荷電流を検出するための手段であ
る。
【００２３】減算器３１と、自動電圧調整器（以下、Ａ
ＶＲという）３２と、減算器３３と、自動電流調整器
（以下、ＡＣＲという）３４は、後述するパルス幅変調
のための電圧指令値を生成する電圧指令値生成手段を構
成している。さらに詳述すると、減算器３１は、コント
ローラ２３（図２参照）から与えられる直流電圧設定値
Ｖ*からキャパシタ１７の両端の電圧値を差し引き、こ
の結果得られる電圧誤差信号を出力する。ＡＶＲ３２
は、この電圧誤差信号を０にするための電流指令値を発
生する。減算器３３は、電流検出器１８によって検出さ
れた負荷電流値をこの電流指令値から差し引き、ＡＣＲ
３４はこの減算結果に基づいて電圧指令値を発生するの
である。
ＶＲという）３２と、減算器３３と、自動電流調整器
（以下、ＡＣＲという）３４は、後述するパルス幅変調
のための電圧指令値を生成する電圧指令値生成手段を構
成している。さらに詳述すると、減算器３１は、コント
ローラ２３（図２参照）から与えられる直流電圧設定値
Ｖ*からキャパシタ１７の両端の電圧値を差し引き、こ
の結果得られる電圧誤差信号を出力する。ＡＶＲ３２
は、この電圧誤差信号を０にするための電流指令値を発
生する。減算器３３は、電流検出器１８によって検出さ
れた負荷電流値をこの電流指令値から差し引き、ＡＣＲ
３４はこの減算結果に基づいて電圧指令値を発生するの
である。
【００２４】ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）
４１と、補償信号発生器４２と、加算器４３は、上記電
圧指令値に対し、電流検出器によって検出された負荷電
流の極性に対応した極性の補償信号を付加する補償信号
付加手段を構成している。
４１と、補償信号発生器４２と、加算器４３は、上記電
圧指令値に対し、電流検出器によって検出された負荷電
流の極性に対応した極性の補償信号を付加する補償信号
付加手段を構成している。
【００２５】さらに詳述すると、ＬＰＦ４１は、電流検
出器１８によって検出された負荷電流の時間平均値Ｉを
出力する。補償信号発生器４２は、この負荷電流の時間
平均値Ｉの絶対値が所定値Ｉ0以下の場合は、所定値Ｖ0
以下であって該時間平均値に比例した大きさの補償信号
を出力する。また、負荷電流の時間平均値Ｉの絶対値が
所定値Ｉ0を越える場合には、負荷電流の極性に対応し
た極性を有し、かつ、所定の絶対値Ｖ0を有する補償信
号を出力する。
出器１８によって検出された負荷電流の時間平均値Ｉを
出力する。補償信号発生器４２は、この負荷電流の時間
平均値Ｉの絶対値が所定値Ｉ0以下の場合は、所定値Ｖ0
以下であって該時間平均値に比例した大きさの補償信号
を出力する。また、負荷電流の時間平均値Ｉの絶対値が
所定値Ｉ0を越える場合には、負荷電流の極性に対応し
た極性を有し、かつ、所定の絶対値Ｖ0を有する補償信
号を出力する。
【００２６】ここで、所定値Ｖ0は、上述した固定エラ
ー電圧に対応した値であり、ｋを所定の比例定数、ｆｃ
をチョッパ周波数、ｔｄを後述するデッドタイム回路６
０のデッドタイムとした場合に、下記の式により求める
ことができる。 Ｖ0＝ｋ・ｆｃ・ｔｄ
ー電圧に対応した値であり、ｋを所定の比例定数、ｆｃ
をチョッパ周波数、ｔｄを後述するデッドタイム回路６
０のデッドタイムとした場合に、下記の式により求める
ことができる。 Ｖ0＝ｋ・ｆｃ・ｔｄ
【００２７】また、負荷電流の時間平均値Ｉが所定値Ｉ
0以下の場合に時間平均値Ｉに比例した大きさの補償信
号を出力するようにしているのは、時間平均値Ｉが０付
近にあるときに、補償信号の値が頻繁に＋Ｖ0から−Ｖ0
に変化したり、その逆の変化をするのを防止するためで
ある。
0以下の場合に時間平均値Ｉに比例した大きさの補償信
号を出力するようにしているのは、時間平均値Ｉが０付
近にあるときに、補償信号の値が頻繁に＋Ｖ0から−Ｖ0
に変化したり、その逆の変化をするのを防止するためで
ある。
【００２８】加算器４３は、以上説明した補償信号発生
器４２から出力される補償信号をＡＣＲ３４から出力さ
れる電圧指令値に加算する手段である。
器４２から出力される補償信号をＡＣＲ３４から出力さ
れる電圧指令値に加算する手段である。
【００２９】三角波発生器５１およびコンパレータ５２
は、ＰＷＭパルス発生手段を構成している。すなわち、
三角波発生器５１は、チョッパ周波数ｆｃに対応した三
角波を発生し、コンパレータ５２はこの三角波と加算器
４３から出力される電圧指令値とを比較することによ
り、電圧指令値に応じてパルス幅が変調されたパルスを
発生するのである。
は、ＰＷＭパルス発生手段を構成している。すなわち、
三角波発生器５１は、チョッパ周波数ｆｃに対応した三
角波を発生し、コンパレータ５２はこの三角波と加算器
４３から出力される電圧指令値とを比較することによ
り、電圧指令値に応じてパルス幅が変調されたパルスを
発生するのである。
【００３０】デッドタイム回路６０は、コンパレータ５
２から得られるパルスから、スイッチングトランジスタ
１１および１３に供給すべき２相のゲートパルスを生成
する手段である。この２相のゲートパルスは、同時にア
クティブレベル（スイッチングトランジスタをオン状態
とするレベル）になることはなく、２相とも非アクティ
ブレベルとなるデッドタイムｔｄを有している。
２から得られるパルスから、スイッチングトランジスタ
１１および１３に供給すべき２相のゲートパルスを生成
する手段である。この２相のゲートパルスは、同時にア
クティブレベル（スイッチングトランジスタをオン状態
とするレベル）になることはなく、２相とも非アクティ
ブレベルとなるデッドタイムｔｄを有している。
【００３１】以上説明したチョッパ出力型電源によれ
ば、チョッパ１０へ供給されるゲートパルスのＰＷＭ制
御により、負荷２５に対する出力電圧を電圧設定値Ｖ*
に一致させる制御が行われる。ここで、ゲートパルスは
デッドタイム回路６０を介してチョッパ１０に与えられ
るため、仮にＡＣＲ３４から得られる電圧指令値のみを
用いてゲートパルスのＰＷＭ制御を行うものとすると、
このゲートパルスがデッドタイム回路６０を通過するこ
とに起因した固定エラー電圧が出力電圧に発生する。そ
して、既に説明したように、この固定エラー電圧はその
大きさが出力電圧とは無関係な電圧であり、負荷電流が
チョッパ１０から負荷２５に向かって流れる力行動作時
においては減少させる極性となり、負荷電流が負荷２５
からチョッパ１０に戻される回生動作時においては出力
電圧を増加させる極性となる。
ば、チョッパ１０へ供給されるゲートパルスのＰＷＭ制
御により、負荷２５に対する出力電圧を電圧設定値Ｖ*
に一致させる制御が行われる。ここで、ゲートパルスは
デッドタイム回路６０を介してチョッパ１０に与えられ
るため、仮にＡＣＲ３４から得られる電圧指令値のみを
用いてゲートパルスのＰＷＭ制御を行うものとすると、
このゲートパルスがデッドタイム回路６０を通過するこ
とに起因した固定エラー電圧が出力電圧に発生する。そ
して、既に説明したように、この固定エラー電圧はその
大きさが出力電圧とは無関係な電圧であり、負荷電流が
チョッパ１０から負荷２５に向かって流れる力行動作時
においては減少させる極性となり、負荷電流が負荷２５
からチョッパ１０に戻される回生動作時においては出力
電圧を増加させる極性となる。
【００３２】しかしながら、本実施形態において、例え
ば力行動作時には、上記固定エラー電圧に対応した正の
補償信号が補償信号発生器４２によって発生され、ＡＣ
Ｒ３４からの電圧指令値に加算されるので、本来よりも
固定エラー電圧相当だけ高い電圧を目標値としてゲート
パルスのパルス幅変調が行われる。また、回生動作時に
は、上記固定エラー電圧に対応した負の補償信号が補償
信号発生器４２によって発生され、ＡＣＲ３４からの電
圧指令値に加算されるので、本来よりも固定エラー電圧
相当だけ低い電圧を目標値としてゲートパルスのパルス
幅変調が行われる。
ば力行動作時には、上記固定エラー電圧に対応した正の
補償信号が補償信号発生器４２によって発生され、ＡＣ
Ｒ３４からの電圧指令値に加算されるので、本来よりも
固定エラー電圧相当だけ高い電圧を目標値としてゲート
パルスのパルス幅変調が行われる。また、回生動作時に
は、上記固定エラー電圧に対応した負の補償信号が補償
信号発生器４２によって発生され、ＡＣＲ３４からの電
圧指令値に加算されるので、本来よりも固定エラー電圧
相当だけ低い電圧を目標値としてゲートパルスのパルス
幅変調が行われる。
【００３３】このように、デッドタイム回路６０によっ
て生じる固定エラー電圧と相殺する補償信号を予め電圧
指令値に加算し、ゲートパルスのパルス幅変調を行うの
で、結果的に、固定エラー電圧を含まない電圧設定値Ｖ
*通りの出力電圧が得られるのである。
て生じる固定エラー電圧と相殺する補償信号を予め電圧
指令値に加算し、ゲートパルスのパルス幅変調を行うの
で、結果的に、固定エラー電圧を含まない電圧設定値Ｖ
*通りの出力電圧が得られるのである。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、１次電圧が印加される電源線間に少なくとも２個の
スイッチング素子を直列に介挿してなり、両スイッチン
グ素子の共通接続端から出力電圧を発生するチョッパ
と、前記チョッパと負荷との間で授受される負荷電流を
検出する電流検出器と、電圧設定値と前記チョッパによ
って負荷に与えられる出力電圧との差分および前記電流
検出器によって検出された負荷電流に基づいて電圧指令
値を生成する電圧指令値生成手段と、前記電圧指令値に
よってパルス幅変調されたパルスを発生するＰＷＭパル
ス発生手段と、前記電源線間を前記スイッチング素子に
よって短絡させることのない少なくとも２相のゲートパ
ルスを前記パルス発生手段によって発生されたパルスか
ら発生し、前記チョッパにおける各スイッチング素子に
供給するデッドタイム回路とを有するチョッパ出力型電
源またはこれを可変電圧電源として用いたバッテリシミ
ュレータにおいて、前記電圧指令値に対し、前記電流検
出器によって検出された負荷電流の極性に対応した極性
の補償信号を付加する補償信号付加手段を設けたので、
デッドタイム回路に起因した固定エラー電圧の除去され
た出力電圧を得ることができるという効果がある。
ば、１次電圧が印加される電源線間に少なくとも２個の
スイッチング素子を直列に介挿してなり、両スイッチン
グ素子の共通接続端から出力電圧を発生するチョッパ
と、前記チョッパと負荷との間で授受される負荷電流を
検出する電流検出器と、電圧設定値と前記チョッパによ
って負荷に与えられる出力電圧との差分および前記電流
検出器によって検出された負荷電流に基づいて電圧指令
値を生成する電圧指令値生成手段と、前記電圧指令値に
よってパルス幅変調されたパルスを発生するＰＷＭパル
ス発生手段と、前記電源線間を前記スイッチング素子に
よって短絡させることのない少なくとも２相のゲートパ
ルスを前記パルス発生手段によって発生されたパルスか
ら発生し、前記チョッパにおける各スイッチング素子に
供給するデッドタイム回路とを有するチョッパ出力型電
源またはこれを可変電圧電源として用いたバッテリシミ
ュレータにおいて、前記電圧指令値に対し、前記電流検
出器によって検出された負荷電流の極性に対応した極性
の補償信号を付加する補償信号付加手段を設けたので、
デッドタイム回路に起因した固定エラー電圧の除去され
た出力電圧を得ることができるという効果がある。
【図１】 この発明の一実施形態であるチョッパ出力型
電源の構成を示すブロック図である。
電源の構成を示すブロック図である。
【図２】 バッテリシミュレータの構成例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
１，２……アーム、１０……チョッパ、１１，１２……
スイッチングトランジスタ、１８……電流検出器、２５
……負荷、３１……減算器、３２……ＡＶＲ、３３……
減算器、３４……ＡＣＲ、４１……ＬＰＦ、４２……補
償信号発生器、４３……加算器、５１……三角波発生
器、５２……コンパレータ、６０……デッドタイム回
路。
スイッチングトランジスタ、１８……電流検出器、２５
……負荷、３１……減算器、３２……ＡＶＲ、３３……
減算器、３４……ＡＣＲ、４１……ＬＰＦ、４２……補
償信号発生器、４３……加算器、５１……三角波発生
器、５２……コンパレータ、６０……デッドタイム回
路。
Claims (3)
- 【請求項１】 １次電圧が印加される電源線間に少なく
とも２個のスイッチング素子を直列に介挿してなり、両
スイッチング素子の共通接続端から出力電圧を発生する
チョッパと、前記チョッパと負荷との間で授受される負
荷電流を検出する電流検出器と、電圧設定値と前記チョ
ッパによって負荷に与えられる出力電圧との差分および
前記電流検出器によって検出された負荷電流に基づいて
電圧指令値を生成する電圧指令値生成手段と、前記電圧
指令値によってパルス幅変調されたパルスを発生するＰ
ＷＭパルス発生手段と、前記電源線間を前記スイッチン
グ素子によって短絡させることのない少なくとも２相の
ゲートパルスを前記パルス発生手段によって発生された
パルスから発生し、前記チョッパにおける各スイッチン
グ素子に供給するデッドタイム回路とを有するチョッパ
出力型電源において、 前記電圧指令値に対し、前記電流検出器によって検出さ
れた負荷電流の極性に対応した極性の補償信号を付加す
る補償信号付加手段を具備することを特徴とするチョッ
パ出力型電源。 - 【請求項２】 前記補償信号付加手段は、前記電流検出
器によって検出された負荷電流の絶対値が所定値Ｉ0以
下の場合には該負荷電流に応じた大きさの補償信号を前
記変調信号に付加し、前記負荷電流の絶対値が所定値Ｉ
0を越える場合は前記負荷電流の極性に対応した極性を
有し、かつ、所定の絶対値Ｖ0を有する補償信号を前記
電圧指令値に付加することを特徴とする請求項１に記載
のチョッパ出力型電源。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載のチョッパ出力
型電源を可変電圧電源として具備することを特徴とする
バッテリシミュレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11093746A JP2000295869A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | チョッパ出力型電源およびバッテリシミュレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11093746A JP2000295869A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | チョッパ出力型電源およびバッテリシミュレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000295869A true JP2000295869A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14091000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11093746A Pending JP2000295869A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | チョッパ出力型電源およびバッテリシミュレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000295869A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007289700A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Alcon Inc | 水晶体超音波乳化吸引外科装置の超音波ハンドピースの制御方法 |
| JP2007289706A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Alcon Inc | 水晶体超音波乳化吸引外科装置の超音波ハンドピースの制御装置および眼科外科手術装置用の超音波ハンドピースの制御装置 |
| JP2009106059A (ja) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Meidensha Corp | バッテリシミュレータ |
| JP2010022136A (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Nissan Motor Co Ltd | Ｄｃ／ｄｃコンバータの制御装置及び制御方法 |
| JP2010268596A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Honda Motor Co Ltd | コンバータの制御装置 |
| JP2013110932A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-06 | Toyota Motor Corp | 電圧変換装置の制御装置 |
| JP2014176253A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 電力変換装置 |
| CN104142479A (zh) * | 2014-08-08 | 2014-11-12 | 成都蓝格尔科技有限公司 | 一种铅酸电池的测试模块及监测系统与检测方法 |
| CN109782053A (zh) * | 2017-11-13 | 2019-05-21 | Tdk株式会社 | 电源装置 |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP11093746A patent/JP2000295869A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2007289706A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Alcon Inc | 水晶体超音波乳化吸引外科装置の超音波ハンドピースの制御装置および眼科外科手術装置用の超音波ハンドピースの制御装置 |
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| JP2010022136A (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Nissan Motor Co Ltd | Ｄｃ／ｄｃコンバータの制御装置及び制御方法 |
| JP2010268596A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Honda Motor Co Ltd | コンバータの制御装置 |
| JP2013110932A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-06 | Toyota Motor Corp | 電圧変換装置の制御装置 |
| JP2014176253A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 電力変換装置 |
| CN104142479A (zh) * | 2014-08-08 | 2014-11-12 | 成都蓝格尔科技有限公司 | 一种铅酸电池的测试模块及监测系统与检测方法 |
| CN109782053A (zh) * | 2017-11-13 | 2019-05-21 | Tdk株式会社 | 电源装置 |
| CN109782053B (zh) * | 2017-11-13 | 2021-03-16 | Tdk株式会社 | 电源装置 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060302 |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081107 |
|
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|
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