[发明专利]升压变换器的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及升压变换器的控制装置的技术领域，所述升压变换器的控制装置对用于驱动三相交流电机的电机驱动系统中的升压变换器进行控制。

背景技术

在该技术领域中，提出了一种降低电压变动的装置（例如，参照专利文献1）。根据在专利文献1中公开的电压转换装置，在升压变换器的电抗器电流的绝对值较小时，通过降低升压变换器的载波频率，从而能够降低由空载时间的影响而导致的电压变动。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-112904号公报

发明内容

发明所要解决的课题

作为被设置在用于对从直流电源供给的直流电压进行升压的升压变换器和电机等电力负载之间的电功率转换器的逆变器，通常包括电压平滑用的平滑电容器。该平滑电容器的电容越大，则越不易产生电压变动，从而越稳定，但另一方面，越会使成本和体积增大。因此，例如在车辆驱动用电机的驱动控制等、存在设置空间及成本等很多限制的状况下，倾向于期望实现平滑电容器的小电容化。

另一方面，当将平滑电容器小电容化时，平滑电容器的端子电压上容易产生相当于电机电频率（大约0至数百Hz）的频带的电压变动。在欲从电气上保护平滑电容器、和构成变换器的开关元件等免受这种电压变动的影响时，需要使这些元件的耐电压增加，但耐电压的增加通常还伴随着成本和体积的增大。因此，在将平滑电容器小电容化时，需要对平滑电容器所产生的、相当于电机电频率的频带的电压变动进行充分抑制。

此处，为了对平滑电容器的电压变动进行抑制，需要对直流电源的输入输出电流进行适当控制，但在专利文献1所公开的电压转换装置中，升压变换器的电压控制电路被构筑为，由比例要素（P）以及积分要素（I）构成的PI控制电路，从而无法对平滑电容器中产生的90度的相位滞后进行补偿。因此，无法实时地对平滑电容器的电压变动进行抑制。

此处特别考虑到，将升压变换器的电压控制电路设定为，在上述的结构中增加了微分要素（D）的PID控制电路。由于微分要素具有90度的相位超前特性，因此通过由该PID控制电路所实现的PID控制，从而能够对相当于电机电频率的频带的电压变动进行适当抑制。

但是，通常情况下，微分要素为越是高频带其控制项（D项）越大。平滑电容器的端子电压上产生的电压变动被大致分为至少两种，一种为前文叙述的相当于电机电频率的频带的电压变动，另一种为相当于逆变器的开关频率（数k至数十kHz）的频带的电压变动（开关波动）。因此，与相当于电机电频率的频带的电压变动相比，微分要素更大程度地追随于开关波动。开关波动的频带处于，超过了直流电源的输入输出电流的控制速度的区域，当微分要素欲以此方式追随于开关波动时，平滑电容器的端子电压反而容易变得不稳定。

如此，在包括专利文献1中所公开的装置在内的、在现有的技术思想下构筑的装置中，从实践来看，存在难以将平滑电容器小电容化的技术上的问题点。

此外，在专利文献1所公开的电压转换装置中，完全没有考虑随着相对于直流电源的电功率的输入输出而产生的电功率损失。因此，即使能够抑制平滑电容器上所产生的、相当于电机电频率的电压变动，也会产生如下的状况，即，通过电压变动抑制而得到的实践上的益处由于由电功率损失而导致的例如耗油率的恶化等而被抵消。在将平滑电容器小电容化时，还需要考虑与这种电功率损失之间的平衡。

本发明为鉴于所涉及的技术上的问题点而实施的，其以提供一种如下的升压变换器的控制装置为课题，即，在于直流电源和电力负载之间具备升压变换器和电功率转换器的电机驱动系统中，所述升压变换器的控制装置能够在不伴随耐电压的增大的条件下将电功率转换器的平滑电容器小电容化，并且能够尽可能地抑制电功率损失。

用于解决课题的方法