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多相升压转换器的控制方法和多相升压转换器

摘要

本发明涉及多相升压转换器的控制方法和多相升压转换器。一种驱动升压电路的多相升压转换器的控制方法,该升压电路在输入端子和输出端子之间并联连接,供应至负载电路的输出电压从该输出端子输出。该控制方法包括在N个电路被驱动的同时将该驱动信号中的每一个的频率从第一频率变为第二频率时,确定该第二频率是否为在该多相升压转换器和该负载电路之间提供的谐振电路的谐振频率的M倍高;并且在该第二频率为该谐振频率的M倍高时,将驱动信号之间的相位差设置为依据M的数值所确定的相位差。

著录项

  • 公开/公告号CN107154734A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2017-09-12

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 丰田自动车株式会社;

    申请/专利号CN201710123130.8

  • 发明设计人 莲香芳信;梶畑和生;

    申请日2017-03-03

  • 分类号

  • 代理机构中原信达知识产权代理有限责任公司;

  • 代理人鲁山

  • 地址 日本爱知县丰田市

  • 入库时间 2023-06-19 03:14:54

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-05-28

    授权

    授权

  • 2017-10-10

    实质审查的生效 IPC(主分类):H02M3/155 申请日:20170303

    实质审查的生效

  • 2017-09-12

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及多相升压转换器的控制方法和多相升压转换器。例如,本发明涉及多相升压转换器的控制方法和多相升压转换器,该多相升压转换器包括多个互相并联连接的升压转换器,并且利用具有不同相位的多个驱动信号对该多个升压转换器进行控制。

背景技术

存在着作为升压转换器之一的多相升压转换器。该多相升压转换器包括多个互相并联连接的升压转换器,并且利用具有不同相位的多个驱动信号对该多个升压转换器进行控制。与单相升压转换器相比,该多相升压转换器被允许以高负载降低每一个相位的负载,从而可能减小尺寸。在日本专利申请公开No.2014-042410(JP 2014-042410 A)中描述了多相升压转换器的一个示例。

JP 2014-042410 A中所描述的多相升压转换器包括其中开关和电抗器在该多相升压转换器的输出端子与负载电路之间互相并联连接的电路,该多相升压转换器所生成的升压电压被供应至上述负载电路。在JP 2014-042410 A中所描述的多相升压转换器中,该电抗器利用该开关而在有效状态和无效状态之间进行切换。因此,JP 2014-042410 A中所描述的多相升压转换器避免了由于多相转换器的输出信号的脉动分量(ripple component)与谐振电路的谐振频率相一致而出现的谐振现象,上述谐振电路由连接至该多相升压转换器的输出端子的平滑电容器和寄生于连接至该输出端子的线路的电感器所形成。

然而,JP 2014-042410 A中所描述的技术要求其中开关和电感器互相并联连接的电路。通常,电感器具有大的体积和重量。出于该原因,当包括多相升压转换器的系统的谐振现象利用JP 2014-042410 A中所描述的技术而得以被避免时,该系统的体积和重量是庞大的。

发明内容

本发明避免了谐振现象,同时使得包括多相升压转换器的系统的体积和重量最小化。

本发明的一个方面提供了一种多相升压转换器的控制方法,该多相升压转换器分别利用具有相同频率的多个驱动信号对多个升压电路进行驱动,该多个升压电路在输入端子和输出端子之间互相并联连接,输入电压施加到该输入端子,供应至负载电路的输出电压从该输出端子输出。该控制方法包括:在N(大于或等于2的整数)个升压电路被驱动的同时将该多个驱动信号中的每一个的频率从第一频率变为第二频率时,确定该第二频率是否为在该多相升压转换器和该负载电路之间提供的谐振电路的谐振频率的M(小于或等于N的自然数)倍高;并且在该第二频率为该谐振频率的M倍高时,将该多个驱动信号之间的相位差设置为依据M的数值所确定并且谐振现象被避免的相位差。

根据以上方面,该多个驱动信号之间的相位差被设置为依据M的数值所确定并且谐振现象被避免的相位差。因此,利用使用根据本发明的多相升压转换器的控制方法的系统,可能通过将多个驱动信号之间的相位差设置为适当数值来避免该系统中的谐振现象,而并不使用电感器来转移该谐振电路的谐振频率。

在以上方面中,在该多相升压转换器的多个升压电路的数量为A(大于或等于N的整数)时,依据M的数值所确定并且谐振现象被避免的相位差可以通过使用将360°除以范围从2至A的数值所获得的数值作为选项而被设置。

利用该配置,可能通过少量计算的处理而在频率高速变化之后改变多个驱动信号之间的相位差。

本发明的第二方面提供了一种多相升压转换器。该多相升压转换器包括:在和输出端子之间互相并联连接的多个升压电路,输入电压施加到该输入端子,供应至负载电路的输出电压从该输出端子输出;和控制单元,其被配置为分别利用具有相同频率的多个驱动信号对多个升压电路进行驱动。该控制单元被配置为在N(大于或等于2的整数)个升压电路被驱动的同时将该多个驱动信号中的每一个的频率从第一频率变为第二频率时,确定该第二频率是否为在该输出端子和该负载电路之间提供的谐振电路的谐振频率的M(小于或等于N的自然数)倍高,并且在该第二频率为该谐振频率的M倍高时,将该多个驱动信号之间的相位差设置为依据M的数值所确定并且谐振现象被避免的相位差。

根据以上方面,该多个驱动信号之间的相位差被设置为依据M的数值所确定并且谐振现象被避免的相位差。因此,利用使用根据本发明的多相升压转换器的控制方法的系统,可能通过将多个驱动信号之间的相位差设置为适当数值来避免该系统中的谐振现象,而并不使用电感器来转移该谐振电路的谐振频率。

利用根据本发明的多相升压转换器的控制方法以及多相升压转换器,可能避免谐振现象同时使得该系统的体积和重量最小化。

附图说明

下文将参考附图对本发明的示例性实施例的特征、优势以及技术和工业重要性进行描述,其中同样的附图标记表示同样的要素,并且其中:

图1是根据第一实施例的包括多相升压转换器的系统的框图;

图2是示出被输入到根据第一实施例的多相升压转换器中的电容器的驱动信号和电流的示例的时序图;

图3A和3B是图示根据第一实施例的包括多相升压转换器的系统中的谐振现象的出现条件的时序图;

图4是在其中根据第一实施例的多相升压转换器由三个相位进行控制的情形中对驱动信号的相位控制的流程图;

图5是图示在其中根据第一实施例的多相升压转换器由三个相位进行控制的情形中的脉动频率的时序图;

图6是在其中根据第一实施例的多相升压转换器由两个相位进行控制的情形中对驱动信号的相位控制的流程图;和

图7是在其中根据第一实施例的多相升压转换器由四个相位进行控制的情形中对驱动信号的相位控制的流程图。

具体实施方式

随后将参考附图对本发明的实施例进行描述。出于清楚解释的目的,以下描述和附图依据需要被省略或简化。在每个附图中,同样的附图标记表示同样的组件,并且在适当情况下省略了重复描述。

图1示出了根据第一实施例的包括多相升压转换器的系统1的示意图。如图1所示,根据第一实施例的系统1包括输入电源10、多相升压转换器11和电力控制单元20。图1示出了将多相升压转换器11连接至电力控制单元20的线路的寄生电感器Lw。

例如,输入电源10是燃料电池。在系统1中,输出电压Vfco通过利用多相升压转换器11对输入电压Vfc进行升压而生成。输出电压Vfco被施加于电力控制单元20。输入电压Vfc由燃料电池10所生成。多相升压转换器11被配置为利用具有相同频率的多个驱动信号对多个升压电路进行驱动。该多个升压电路在输入端子和输出端子之间互相并联连接。该输入电压被施加于该输入端子。供应至负载电路的输出电压从该输出端子被输出。电力控制单元20包括升压转换器和逆变器。该升压转换器将车内高压电池电压转换为系统电压。该逆变器通过将直流电压转换为交流电压来驱动电动机。该电动机用作车辆的动力来源。

多相升压转换器11包括电抗器L1至L4、二极管D1至D4、驱动晶体管STr1至STr4、控制单元12和电容器C1。多相升压转换器11是四相位升压转换器,并且包括四个升压电路。这四个升压电路中的每一个包括电抗器、二极管和驱动晶体管。显然,多相升压转换器11中的相位数量(多相升压转换器11中升压电路的数量)并不局限于四个,而是可以是两个或更多个。

在图1所示的示例中,电抗器L1至L4的一端连接至多相升压转换器11的输入端子。二极管D1的阳极连接至电抗器L1的另一端,并且二极管D1的阴极连接至多相升压转换器11的输出端子。二极管D2的阳极连接至电抗器L2的另一端,并且二极管D2的阴极连接至多相升压转换器11的输出端子。二极管D3的阳极连接至电抗器L3的另一端,并且二极管D3的阴极连接至多相升压转换器11的输出端子。二极管D4的阳极连接至电抗器L4的另一端,并且二极管D4的阴极连接至多相升压转换器11的输出端子。

驱动晶体管STr1的集电极连接在电抗器L1和二极管D1之间,驱动晶体管STr1的射极连接至地线,并且U相位驱动信号SCu被施加于驱动晶体管STr1的基极。驱动晶体管STr2的集电极连接在电抗器L2和二极管D2之间,驱动晶体管STr2的射极连接至地线,并且V相位驱动信号SCv被施加于驱动晶体管STr2的基极。驱动晶体管STr3的集电极连接在电抗器L3和二极管D3之间,驱动晶体管STr3的射极连接至地线,并且W相位驱动信号SCw被施加于驱动晶体管STr3的基极。驱动晶体管STr4的集电极连接在电抗器L4和二极管D4之间,驱动晶体管STr4的射极连接至地线,并且X相位驱动信号SCx被施加于驱动晶体管STr4的基极。

在根据第一实施例的系统1中,电容器C1布置在多相升压转换器11的输出端子,并且电容器C2布置在电力控制单元20的输入端子。电容器C1对多相升压转换器11的输出电压进行平滑。电容器C2是旁路电容器,其响应于电力控制单元20所消耗的电流而减少被施加于电力控制单元20的电压中的波动。在根据第一实施例的系统1中,谐振电路由电容器C1、C2以及寄生电感器Lw所形成。寄生电感器Lw是将多相升压转换器11连接至电力控制单元20的线路的电感器。谐振电路的谐振频率Fr由以下数学表达式(1)所表示。

在数学表达式(1)中,C1表示电容器C1的电容,C2表示电容器C2的电容,并且L表示寄生电感器Lw的电感。

控制单元12利用具有相同频率的多个驱动信号(例如,驱动信号SCu,SCv,SCw,SCx)对多个升压电路进行驱动。控制单元12在改变每个驱动信号的频率的同时,基于从控制单元12输出的多个驱动信号中的每一个的频率以及该驱动信号之间的相位差,对驱动信号之间的相位差进行操控,而使得在多相升压转换器11的输出电压Vfco中出现的脉动频率而并不会与谐振电路的谐振频率Fr相一致。因此,可能避免谐振电路中的谐振现象。随后将对控制单元所执行的具体处理进行描述。

将对用于避免谐振电路中的谐振现象的条件进行描述。最初,将描述脉动频率Frp。图2示出了时序图,其示出被输入到根据第一实施例的多相升压转换器中的电容器的驱动信号和电流的示例。图2中所示的示例是其中四个相位中的三个相位利用驱动信号间的90°相位差进行驱动的状态下的时序图。如图2所示,根据第一实施例的多相升压转换器11中的每个驱动电路在相对应驱动信号处于低电平的时段中增大去往电容器C1的充电电流,并且在相对应驱动信号在期间处于高电平的时段中减小去往电容器C1的充电电流。在多相升压转换器11中,电容器C1通过利用多个升压电路为电容器C1供应以分别在不同相位具有峰值的充电电流而被充电。在这样的情况下,输出电压Vfco中的脉动波动依据从多个升压电路到电容器C1的充电电流的复合波形的峰值而发生波动。出于该原因,充电电流的峰值的出现周期Tic1是脉动周期Trp1。在图2所示的示例中,脉动周期Trp1是依据一个驱动信号所出现的脉动周期。脉动周期Trp2是依据其间相位差为180°的驱动信号而出现的脉动周期。该脉动频率被允许计算为该脉动周期的倒数。

在控制单元12中,当多相升压转换器11中的两个或更多驱动电路被操作时,针对所要选择的驱动信号之间的相位差设置条件而使得这样计算的多个脉动频率中、除根据单相位驱动信号的脉动周期所计算的脉动频率以外的脉动频率并不与谐振频率Fr相一致。所要选择的驱动信号之间的相位差的条件将在下文进行描述。

所要选择的驱动信号之间的相位差的条件是脉动频率Frp并不与谐振电路的谐振频率Fr相一致的条件。作为发明人深入研究的结果,发明人发现,谐振现象通过将驱动信号之间的相位差设置为以下条件I至IV所指示的任一个相位差而得以被避免。在条件I至IV中,Fs表示每个驱动信号的切换频率,Fr表示谐振电路的谐振频率,N表示被驱动相位的数量(其是所要驱动的升压电路的数量并且是大于或等于2的整数),B表示驱动信号之间的相位差,并且n表示谐振驱动常数并且是小于被驱动相位N且大于或等于2的整数。在条件I的情况下,Fr=Fs,B=360/N。在条件II的情况下,Fr=Fs×N,B≠360/N。在条件III的情况下,Fr=Fs×n,B=360/n,且N个相位中的n个相位不同于B。在条件IV的情况下,Fr≠Fs或者Fr≠Fs×N或者Fr≠Fs×n,也就是说,Fr≠Fs×M(小于或等于N的自然数),没有谐振频率出现。

如以上所描述的条件I至III中所示,谐振现象会在谐振频率Fr变为每个驱动信号的切换频率Fs的M(M是小于或等于N的自然数)倍高时出现。另一方面,如以上所描述的条件IV中所示,除非谐振频率Fr是每个驱动信号的切换频率Fs的M倍高,否则就不会有谐振现象出现。

为了便于理解,将对其中多相升压转换器11由三个相位进行驱动的情况下(也就是说,在N=3的情况下)的上述条件I至IV的具体示例进行描述。

如条件I中所示,当每个驱动信号的切换频率Fs与谐振频率Fr相一致时,也就是说,当Fs=Fr时,三个相位驱动信号之间的相位差B被设置为360°/3=120°。

如条件II中所示,当每个驱动信号的切换频率Fs的三倍与谐振频率Fr相一致时,也就是当Fr=Fs×N时,三个相位驱动信号之间的相位差B被设置为除360°/3=120°以外的相位差。

如条件III中所示,当每个驱动信号的切换频率Fs的二倍与谐振频率Fr相一致时,也就是当Fr=Fs×n(n=2)时,三个相位驱动信号中的两个相位驱动信号之间的相位差B被设置为除360°/2=180°以外的相位差。

在考虑以上条件时,将对控制单元12为了避免脉动频率与谐振频率Fr相一致(出现谐振现象)的情形所执行的具体处理进行描述。

在N(大于或等于2的整数)个升压电路被驱动的同时将每个驱动信号的频率从第一频率变为第二频率时,控制单元12执行频率确定步骤和相位差设置步骤。

在该频率确定步骤中,确定第二频率是否为在该多相升压转换器11和负载电路(例如,电力控制单元20)之间提供的谐振电路的谐振频率Fr的M(小于或等于N的自然数)倍高。这是因为如以上所描述的,当第二频率为谐振频率的M倍高时,脉动频率可能与谐振频率Fr相一致(出现谐振现象)。

随后,在该相位差设置步骤中,在该第二频率为该谐振频率的M倍高时,该多个驱动信号之间的相位差被设置为依据M的数值所确定并且谐振现象被避免的相位差(以上所描述的条件I至III中所示的任一个相位差)。

优选地,当控制单元12设置多个驱动信号之间的相位差时,作为多个驱动信号之间的相位差的选项,控制单元12通过使用将360°除以范围从2至A(这是多相升压转换器11中所包括的升压电路的数量并且是大于或等于N的整数)的数值所获得的数值来改变该相位差。例如,当升压电路的数量为四个时(也就是说,A=4),驱动信号之间的相位差从三种选择,也就是从180°(=360°/2)、120°(=360°/3)和90°(=360°/4)中进行选取。

只要避免了谐振现象,驱动信号之间的相位差就可以被设置为任意数值。然而,通过以这种方式提前确定相位差的选项,控制单元12为了改变相位差所需的计算量有所减少,从而可能提高改变相位差的速率。

接下来,将对根据第一实施例的多相升压转换器11的操作进行描述。首先,将以每个驱动信号的频率为基础对出现谐振现象的状态以及没有谐振现象出现的状态进行描述。图3A和图3B示出了图示出包括根据第一实施例的多相升压转换器的系统中出现谐振现象的条件的时序图。

图3A是其中出现谐振现象的状态下的时序图。如图3A所示,当驱动信号之间的相位差是90°时,从切换频率Fs和驱动信号之间的相位差所计算的脉动频率Frp包括作为谐振频率Fr两倍高的频率分量(2Fr)以及与谐振频率Fr同样高的频率分量。出于该原因,由于频率分量的脉动频率Frp与谐振频率Fr相一致而出现了谐振现象。

图3B是没有谐振现象出现的状态下的时序图。如图3B所示,当驱动信号之间的相位差是120°时,从切换频率Fs和驱动信号之间的相位差所计算的脉动频率Frp仅包括作为谐振频率Fr三倍高的频率分量(3Fr)。出于该原因,在如图3B所示的条件下,即使在切换频率Fs与谐振频率Fr相一致时,也不会有谐振现象出现。

在根据第一实施例的多相升压转换器11中,为了避免在谐振电路中出现的谐振现象,驱动信号之间的相位差由控制单元12响应于切换频率Fs的变化而改变。以下将对根据第一实施例的多相升压转换器11中的驱动信号的相位控制方法进行描述。

图4示出了在其中根据第一实施例的多相升压转换器由三个相位进行驱动的情形中作为切换频率Fs变化的结果在驱动信号间的相位控制的流程图。基于该流程图的处理在控制单元12中执行。

如图4所示,控制单元12最初计算谐振频率Fr(步骤S10)。该计算通过使用以上所描述的数学表达式(1)来执行。谐振频率Fr取决于系统1的配置,所以谐振频率Fr可以提前进行计算。

随后,控制单元12执行频率确定步骤(步骤S11、步骤S14、步骤S17)和相位差设置步骤(步骤S13、步骤S16、步骤S19)。

如以上所描述的,在频率确定步骤(步骤S11、步骤S14、步骤S17)中,在N(大于或等于2的整数)个升压电路被驱动的同时将每个驱动信号的频率从第一频率变为第二频率时,确定该第二频率是否为在多相升压转换器11和负载电路(例如,电力控制单元20)之间提供的谐振电路的谐振频率Fr的M(小于或等于N的自然数)倍高。

在相位差设置步骤(步骤S13、步骤S16、步骤S19)中,在该第二频率为该谐振频率的M倍高时,将该多个驱动信号之间的相位差设置为依据M的数值所确定并且谐振现象被避免的相位差(以上所描述的条件I至III中所示的任一个相位差)。

特别地,在完成步骤S10之后,控制单元12确定每个驱动信号经改变的切换频率Fs是否与谐振频率Fr相一致(步骤S11)。当在步骤S11确定经改变的切换频率Fs与谐振频率Fr相一致时(步骤S11中的是分支),控制单元12基于以上所描述的条件I将三个相位驱动信号之间的相位差设置为120°(步骤S13),并且结束该处理。

当在步骤S11确定切换频率Fs并不与谐振频率Fr相一致时(步骤S11中的否分支),控制单元12确定作为切换频率Fs两倍高的频率是否与谐振频率Fr相一致(步骤S14)。当在步骤S14确定作为切换频率Fs两倍高的频率与谐振频率Fr相一致时(步骤S14中的是分支),控制单元12基于以上所描述的条件III将三个相位驱动信号中的两个相位驱动信号之间的相位差设置为除180°以外的相位差(步骤S16),并且结束该处理。

当在步骤S14确定作为切换频率Fs两倍高的频率并不与谐振频率Fr相一致时(步骤S14中的否分支),控制单元12确定作为切换频率Fs三倍高的频率是否与谐振频率Fr相一致(步骤S17)。当在步骤S17确定作为切换频率Fs三倍高的频率与谐振频率Fr相一致时(步骤S17中的是分支),控制单元12基于以上所描述的条件II将三个相位驱动信号之间的相位差设置为除120°以外的相位差(步骤S19),并且结束该处理。当在步骤S17确定作为切换频率Fs三倍高的频率并不与谐振频率Fr相一致时(步骤S17中的否分支),控制单元12在不改变驱动信号之间的当前相位差的情况下结束该处理。

根据第一实施例的多相升压转换器11在切换频率Fs每次发生变化时重复步骤S11、步骤S13、步骤S14、步骤S16、步骤S17、步骤S19。

在根据第一实施例的多相升压转换器11中,驱动信号之间的相位差依据图4中所示的流程图进行设置。该具体示例将参考图5进行描述。图5示出了图示在其中根据第一实施例的多相升压转换器由三个相位进行控制的情形中的脉动频率的时序图。图5中所示出的设置频率的示例是设置相位差的一种模式的示例。当相位差被设置为使得条件I至IV中的任何一个被满足时,也可以采用不同于图5之中的相位差。

如图5的顶部图形所示,当切换频率Fs低于谐振频率Fr的三分之一时(在3Fs<Fr的情况下),根据第一实施例的多相升压转换器11在驱动信号之间的相位差被设置为120°的同时进行操作。在这种情况下,脉动频率Frp仅包括为谐振频率Fr三倍高的频率分量(3Fr)。

如以上所描述的条件II中所示,在切换频率Fs达到谐振频率Fr的三分之一时(也就是在3Fs=Fr时),如果在多相升压转换器11由三个相位进行驱动的同时三个相位驱动信号之间的相位差为120°(=360°/3),则出现谐振现象。出于该原因,在为切换频率Fs三倍高的频率与谐振频率Fr相一致时,多相升压转换器11改变驱动信号之间的相位差。

特别地,如图5中从顶部起第二图形中所示,当切换频率Fs高于或等于谐振频率Fr的三分之一并且低于谐振频率Fr的一半时(在2Fs<Fr时),多相升压转换器11在U相位和V相位驱动信号之间的相位差以及V相位和W相位驱动信号之间的相位差被设置为90°并且W相位和U相位驱动信号之间的相位差被设置为180°的同时进行操作。在这种情况下,脉动频率Frp包括为谐振频率Fr两倍高的频率分量(2Fr)以及与谐振频率Fr同样高的频率分量。

如以上所描述的条件III中所示,在切换频率Fs达到谐振频率Fr的一半时(也就是在2Fs=Fr时),如果在多相升压转换器11由三个相位进行驱动的同时在两个W相位和U相位驱动信号之间的相位差为180°(=360°/2),则出现谐振现象。出于该原因,在为切换频率Fs两倍高的频率与谐振频率Fr相一致时,多相升压转换器11改变驱动信号之间的相位差。

特别地,如图5中从顶部起第三图形中所示,当切换频率Fs高于或等于谐振频率Fr的一半并且低于谐振频率Fr时(在Fs<Fr时),多相升压转换器11在U相位和V相位驱动信号之间的相位差被设置为90°,U相位和W相位驱动信号之间的相位差被设置为240°并且W相位和U相位驱动信号之间的相位差被设置为120°的同时进行操作。在这种情况下,脉动频率Frp仅包括与谐振频率Fr同样高的频率分量。

如以上所描述的条件I中所示,在切换频率Fs达到谐振频率Fr时(也就是在Fs=Fr时),除非三个相位驱动信号之间的相位差在多相升压转换器11被驱动的同时为120°(=360°/3),否则就出现谐振现象。出于该原因,在切换频率Fs与谐振频率Fr相一致时,多相升压转换器11改变驱动信号之间的相位差。

特别地,如图5中的底部图形中所示,当切换频率Fs高于或等于谐振频率Fr时(在Fs≥Fr时),多相升压转换器11在U相位和V相位驱动信号之间的相位差、V相位和W相位驱动信号之间的相位差以及W相位和U相位驱动信号之间的相位差被设置为120°的同时进行操作。

接下来,将对其中多相升压转换器11在由两个相位进行驱动的同时进行操作的情形进行描述。图6示出了在其中根据第一实施例的多相升压转换器由两个相位进行控制的情形中驱动信号之间的相位控制的流程图。

如图6所示,控制单元12最初计算谐振频率Fr(步骤S20)。该计算通过使用以上所描述的数学表达式(1)来执行。谐振频率Fr取决于系统1的配置,所以谐振频率Fr可以提前进行计算。

随后,控制单元12执行频率确定步骤(步骤S21、步骤S24)和相位差设置步骤(步骤S23、步骤S26)。

特别地,在完成步骤S20之后,控制单元12确定每个驱动信号的切换频率Fs是否与谐振频率Fr相一致(步骤S21)。当在步骤S21确定经改变的切换频率Fs与谐振频率Fr相一致时(步骤S21中的是分支),控制单元12基于以上所描述的条件I将两个相位驱动信号之间的相位差设置为180°(步骤S23),并且结束该处理。

当在步骤S21确定切换频率Fs并不与谐振频率Fr相一致时(步骤S21中的否分支),控制单元12确定作为切换频率Fs两倍高的频率是否与谐振频率Fr相一致(步骤S24)。当在步骤S24确定作为切换频率Fs两倍高的频率与谐振频率Fr相一致时(步骤S24中的是分支),控制单元12基于以上所描述的条件II将两个相位驱动信号中的两个相位驱动信号之间的相位差设置为除180°以外的相位差(步骤S26),并且结束该处理。当在步骤S24确定作为切换频率Fs两倍高的频率并不与谐振频率Fr相一致时(步骤S24中的否分支),控制单元12在并不改变驱动信号之间的当前相位差的情况下结束该处理。

根据第一实施例的多相升压转换器11在切换频率Fs每次发生变化时重复步骤S21、步骤S23、步骤S24、步骤S26。

接下来,将对其中多相升压转换器11在由四个相位进行驱动的同时进行操作的情形进行描述。图7示出了在其中根据第一实施例的多相升压转换器由四个相位进行控制的情形中驱动信号之间的相位控制的流程图。

如图7所示,控制单元12最初计算谐振频率Fr(步骤S30)。该计算通过使用以上所描述的数学表达式(1)来执行。谐振频率Fr取决于系统1的配置,所以谐振频率Fr可以提前进行计算。

随后,控制单元12执行频率确定步骤(步骤S31、步骤S34、步骤S37、步骤40)和相位差设置步骤(步骤S33、步骤S36、步骤S39、步骤42)。

特别地,在完成步骤S30之后,控制单元12确定每个驱动信号的切换频率Fs是否与谐振频率Fr相一致(步骤S31)。当在步骤S31确定经改变的切换频率Fs与谐振频率Fr相一致时(步骤S31中的是分支),控制单元12基于以上所描述的条件I将四个相位驱动信号之间的相位差设置为90°或者使用其间相位差被设置为180°的两对驱动信号(步骤S33),并且结束该处理。

当在步骤S31确定切换频率Fs并不与谐振频率Fr相一致时(步骤S31中的否分支),控制单元12确定作为切换频率Fs两倍高的频率是否与谐振频率Fr相一致(步骤S34)。当在步骤S34确定作为切换频率Fs两倍高的频率与谐振频率Fr相一致时(步骤S34中的是分支),控制单元12基于以上所描述的条件III将四个相位驱动信号中的两个相位驱动信号之间的相位差设置为除180°以外的相位差(然而,其在四个相位驱动信号之间的相位差为90°时被允许)(步骤S36),并且结束该处理。

当在步骤S34确定切换频率Fs两倍高的频率并不与谐振频率Fr相一致时(步骤S34中的否分支),控制单元12确定作为切换频率Fs三倍高的频率是否与谐振频率Fr相一致(步骤S37)。当在步骤S37确定作为切换频率Fs三倍高的频率与谐振频率Fr相一致时(步骤S37中的是分支),控制单元12基于以上所描述的条件III将四个相位驱动信号中的三个相位驱动信号之间的相位差设置为除120°以外的相位差(步骤S39),并且结束该处理。

当在步骤S37确定作为切换频率Fs三倍高的频率并不与谐振频率Fr相一致时(步骤S37中的否分支),控制单元12确定作为切换频率Fs四倍高的频率是否与谐振频率Fr相一致(步骤S40)。当在步骤S40确定作为切换频率Fs四倍高的频率与谐振频率Fr相一致时(步骤S40中的是分支),控制单元12基于以上所描述的条件II将四个相位驱动信号之间的相位差设置为除90°以外的相位差(步骤S42),并且结束该处理。当在步骤S40确定作为切换频率Fs四倍高的频率并不与谐振频率Fr相一致时(步骤S40中的否分支),控制单元12在并不改变驱动信号之间的当前相位差的情况下结束该处理。

根据第一实施例的多相升压转换器11在切换频率Fs每次发生变化时重复步骤S31、步骤S33、步骤S34、步骤S36、步骤S37、步骤S39、步骤40、步骤42。

根据以上描述,在根据第一实施例的多相升压转换器11中,在确定作为基于每个驱动信号的切换频率和驱动信号之间的相位差而叠加在输出电压上的脉动频率与谐振电路的谐振频率相一致的结果而出现谐振现象时,通过改变驱动信号之间的相位差而使得该脉动频率从谐振频率转移。因此,根据第一实施例的多相升压转换器11能够在并不提供用于转移谐振电路中的谐振频率的电路或元件的情况下避免在谐振电路中出现的谐振现象。也就是说,利用根据第一实施例的多相升压转换器11,可能在并不增大系统的体积或重量的情况下避免在系统中出现的谐振现象。

特别地,为了减小多相升压转换器的尺寸,增大每个驱动信号的切换频率Fs是有效的。然而,如果尝试使得该切换频率高于在将多相升压转换器11连接至电力控制单元20的路径中所提供的谐振电路的谐振频率Fr,则除非该谐振电路中的谐振现象得以被避免,否则输出电压会过度增大,从而不便的是在电力控制单元20中采取应对输出电压增大的措施。出于以上原因,当切换频率增大时,在使得系统的体积和重量最小化的同时避免该谐振电路中的谐振现象是非常重要的。

以上基于实施例专门对发明人所作出的本发明进行了描述;然而,本发明并不局限于以上所描述的实施例。显然,能够应用各种修改而并不背离本发明的范围。

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