电力转换装置和控制该电力转换装置的方法_4

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60b的端口电压。Π表示圆周率。ω( = 2πΧ?.=2 JT /T)表示初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的切换的角频率。f表示初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的切换频率。T表示初级侧转换电路20和次级侧转换电路30的切换周期。L表示与电力传送有关的变压器400以及磁耦合电抗器204和304的等效电感。F(D,Φ)表示使占空比D和相位差Φ作为变量的函数并且是在相位差Φ增加时与占空比D无关地单调增加的变量。占空比D和相位差Φ是被设计成在预定上限与预定下限限定的范围内变化的控制参数。
[0098]控制部50通过改变相位差Φ来调整传送电力P,使得初级侧端口和次级侧端口中的至少一个预定端口处的端口电压Vp将收敛至目标端口电压Vo。因此,控制部50可以通过改变相位差Φ来调整传送电力P,从而防止端口电压Vp相对于目标端口电压Vo下降,即便连接到预定端口的负载处的消耗电流增加。
[0099]例如,控制部50通过改变相位差Φ来调整传送电力P,使得初级侧端口或次级侧端口中的被传送传送电力P的端口处的端口电压Vp将收敛至目标端口电压Vo。因此,控制部50可以通过改变相位差Φ以使其增加来调整传送电力P增加,从而防止端口电压Vp相对于目标端口电压Vo下降,即便连接到被传送传送电力P的端口的负载处的消耗电流增加。
[0100]<控制电力转换装置的方法>
[0101]在图1中,当供电电路10经由端口 60a向其提供电路的负载生成再生电力PR时,来自负载61a的再生电力PR可以被输入到端口 60a。电动转向设备中使用的电机、电稳定器设备中使用的电机等可以被引用作为生成再生电力PR的负载61a的具体示例。
[0102]从负载61a输入到端口 60a的再生电力PR的电压(再生电压VR)可以根据负载61a的状态(例如,电机旋转速度等)而具有不同的电压值。然而,主电池62b或辅助电池62c能够使用再生电力PR恢复能量的电压范围限于从放电最终电压到充电最终电压的预定范围。
[0103]放电最终电压意指电池停止放电的端子电压。例如,放电最终电压是当电池已被完全放电时呈现的端子电压。不能在比放电最终电压小的电压下使电池放电。充电最终电压意指电池充满电(或完全充电)时的端子电压。为了避免电池的过度充电,电池在小于或等于充电最终电压的电压下充电。
[0104]此外,当初级线圈202与次级线圈302的绕组匝数比为1:N(N>1)时,从端口 60a输入的再生电力PR被变压器400升压N倍,并且升压后的电压被输出到端口 60b。因此,在VBd表示连接到端口 60b的主电池62b的放电最终电压并且VBc表示主电池62b的充电最终电压的情况下,从端口 60a输入的再生电压VR的可允许的范围被确定为大于或等于(VBd/N)并且小于或等于(VBc/N)的范围。因此,当从端口 60a输入的再生电压VR小于(VBd/N)或者超过(VBc/N)时,主电池62b不能使用从端口 60a输入的再生电力PR恢复能量。因此,电力无效可能增加。
[0105]为了避免这种电力无效,如图4中所示,当传感器部70检测到的再生电压满足条件(VBd/N)彡VR彡(VBc/N)时,控制部50确定存在能够使用再生电力PR对辅助电池62c和主电池62b 二者进行充电的可能性。另一方面,控制部50能够通过使初级侧全桥电路200用作降压电路来将端口电压VC控制为小于再生电压VR的电压(换言之,占空比D( < I)和再生电力VR的积(DXVR))。因此,如图4中所示,当传感器部70检测到的再生电压满足条件VCd彡VR彡(VCc/Dmin)时,控制部50确定存在能够使用再生电力PR对辅助电池62c进行充电的可能性。
[0106]注意,VCd表示辅助池62c的放电终止电压;VCc表示辅助电池62c的充电终止电压;而Dmin表示初级侧全桥电路200的占空比D的下限。下限Dmin是初级侧全桥电路200的占空比D所允许具有的最小值。例如,下限Dmin是由开关器件的PWM控制的分辨率、操作频率、响应速度等确定的值。
[0107]因此,控制部50能够根据传感器部70检测到的再生电力PR的电压值VR来确定存在利用再生电力PR进行充电的可能性的电池。因此,控制部50能够适当地选择能够使用再生电力PR恢复能量的电池。
[0108]当再生电压VR满足条件(VBd/N)彡VR彡(VBc/N)时,控制部50能够确定存在能够使用再生电力PR不仅对主电池62b充电,还能对辅助电池62c充电的可能性。因此,可以增加使用再生电力PR恢复能量的候选。此外,当再生电压VR满足条件VCd(VCc/Dmin)时,控制部50能够确定存在能够使用再生电力PR对辅助电池62c进行充电的可能性。因此,可以将能够使用再生电力PR来恢复能量的电压范围从VRl扩宽到VR2。
[0109]图5是图示控制供电装置101的方法的一个示例的流程图。图5中所示的控制方法由控制部50执行。控制部50控制初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300中的切换操作,使得再生电力PR将被用于对辅助电池62c和主电池62b中的至少一个充电。首先,控制部50确定存在能够使用再生电力PR进行充电的可能性的电池。根据确定结果,控制部50控制初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300中的切换操作。
[0110]在步骤SlO中,当从端口 60a输入再生电力PR时,控制部50确定是否存在能够使用再生电力PR对主电池62b或辅助电池62c进行充电的可能性。控制部50可以通过例如利用传感器部70检测端口电压VA的增加、从端口 60a流动的电流的增加以及从端口 60a流动的功率的增加中的至少之一来确定从端口 60a输入再生电力PR。
[0111]图6是图示确定是否存在能够使用再生电力对电池充电的可能性的步骤SlO的一个示例的流程图。
[0112]在步骤Sll中,例如,控制部50从传感器部70获取大于或等于预定电压值Vth的端口电压VA作为再生电压VR。在步骤S12,控制部50确定从传感器部70获取的再生电压VR是否满足条件(VBd/N)彡VR彡(VBc/N)。
[0113]当确定从传感器部70获取的再生电压VR满足条件(VBd/N) ^ VR ^ (VBc/N)时,控制部50在步骤S13中确定存在能够使用再生电力PR对辅助电池62c和主电池62b 二者进行充电的可能性(参见图4)。另一方面,当确定从传感器部70获取的再生电压VR不满足条件(VBd/N)彡VR彡(VBc/N)时,控制部50在步骤S14中确定存在能够使用再生电力PR恢复能量的可能性的电池仅为辅助电池62c (参见图4的阴影部分)。
[0114]注意,在根据图1和4的配置中,进行调整使得即使是辅助电池62c也不能用来恢复能量的小于VCd或超过(VCc/Dmin)的再生电压VR不会从负载61a的连接到端口 60a的侧输出,以便避免供电电路10的故障。
[0115]在图5的步骤S20中,控制部50确定在步骤SlO中是否已确定存在能够使用再生电力PR恢复能量的可能性的电池仅为辅助电池62c。当确定存在能够使用再生电力PR恢复能量的可能性的电池仅为辅助电池62c时,控制部50执行步骤S60。另一方面,当确定存在能够使用再生电力PR恢复能量的可能性的电池并非仅为辅助电池62c (即存在能够使用再生电力PR对辅助电池62c和主电池62b 二者进行充电的可能性)时,控制部50执行步骤 S30。
[0116]在步骤S30中,控制部50确定主电池62b和辅助电池62c中的每个是否能够实际上利用再生电力PR进行充电。控制部50可以通过确定例如由于输入再生电力PR而施加到电池的电压是否大于电池的端子电压来确定电池是否能够使用再生电力PR进行充电。当由于输入再生电力PR而施加到电池的电压大于电池的端子电压时,控制部50确定可以使用再生电力PR对电池充电。当由于输入再生电力PR而施加到电池的电压小于电池的端子电压时,控制部50确定不能使用再生电力PR对电池充电。电池的端子电压近似等于电池所连接的端口处的电压。
[0117]图7是图示确定是否可以使用再生电力PR对电池充电的步骤S30的处理的一个示例的流程图。
[0118]在步骤S32中,控制部50通过确定在步骤Sll中检测到的再生电压VR是否大于通过使在步骤S31中由传感器部70检测到的端口电压VB除以N而获取的(VB/N)来确定是否可以使用再生电力PR对主电池62b充电。这是因为当在再生电力PR被变压器400升压N倍之后施加到主电池62b的再生电力PR的电压大于主电池62b的端子电压(换言之,端口电压VB)时,控制部50可以确定能够使用再生电力PR对主电池62b充电。
[0119]当确定再生电压VR大于VB/N时,控制部50在步骤S33中确定可以使用再生电力PR对主电池62b充电。另一方面,当确定再生电压VR小于或等于VB/N时,控制部50在步骤S34中确定不能使用再生电力PR对主电池62b充电。
[0120]在步骤S35中,控制部50通过确定在步骤Sll中检测到的再生电压VR是否大于在步骤S31中由传感器部70检测到的端口电压VC来确定是否可以使用再生电力PR对辅助电池62c充电。这是因为当在再生电力PR根据初级侧全桥电路200中的占空比D被降压之后施加到辅助电池62c的再生电力PR的电压大于辅助电池62c的端子电压(换言之,端口电压VC)时,控制部50可以确定能够使用再生电力PR对辅助电池62c充电。占空比D可以被控制在从Dmin到1.0的范围中。因此,当再生电压VR大于端口电压VC时,作为占空比D被设定为例如1.0的结果,可以使用再生电力PR对辅助电池62c充电。
[0121]当确定再生电压VR大于VC时,控制部50在步骤S36中确定可以使用再生电力PR对辅助电池62c充电。另一方面,当确定再生电压VR小于或等于VC时,控制部50在步骤S37中确定不能使用再生电力PR对辅助电池62c充电。
[0122]在图5的步骤S40中,控制部50选择实际上要使用再生电力PR进行充电的电池。图8是图示选择实际上要使用再生电力PR进行充电的电池的步骤S40的处理的一个示例的流程图。
[0123]在步骤S42中,控制部50通过从在步骤Sll中检测到的再生电压VR减去通过使在步骤S31中由传感器部70检测到的端口电压VB除以N而获取的值(VB/N)来计算第一电压差VdiffB。在步骤S43中,控制部50通过从在步骤Sll中检测到的再生电压VR减去通过使在步骤S41中由传感器部70检测到的端口电压VC除以占空比D而获取的值(VC/D)来计算第二电压差VdiffC。
[0124]当VdiffB大于VdiffC时,较之辅助电池62c,对于主电池62b,作为输入再生电力PR的结果而要施加到电池的电压和电池的端子电压之间的差是更大的。因此,当VdiffB大于VdiffC时,控制部50通过使初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300执行使用再生电力PR对主电池62b充电而不使用再生电力PR对辅助电池62c充电的操作,较之使用再生电力PR对辅助电池62c充电,能够在更短的时间内更高效地使用再生电力PR对主电池62b充电。
[0125]另一方面,当VdiffC大于VdiffB时,较之主电池62b,对于辅助电池62c,作为输入再生电力PR的结果而要施加到电池的电压和电池的端子电压之间的差是更大的。因此,当VdiffC大于VdiffB时,控制部50通过使初级侧全桥电路200和次级侧全桥电路300执行使用再生电力PR对辅助电池62c充电而不使用再
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