功率控制装置及功率控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种以分时方式控制向多个负载供应的功率的功率控制装置及功率 控制方法。
【背景技术】
[0002] 例如，在下面的专利文献1、2中公开了一种用于将与从PID调节计输出的操作信 号（目标值）成比例的功率向加热器等负载供应的功率控制装置。
[0003] 在该功率控制装置中，在每个相当于电源波形的半个周期的整数倍的时间（下 面，称为"单位时间"），进行用于切换向负载供应功率的通断（通电/断开）的控制，通过 控制作为供应功率的时间的通电时间、与作为不供应功率的时间的断开时间的时间比例， 将与从PID调节计输出的操作信号（目标值）成比例的功率向负载供应。
[0004] 下面，将基于该功率控制装置的功率控制方式称为"分时输出控制方式"。
[0005] 控制向N个负载（频道（channel))供应的功率时，以分时输出控制方式控制各个 频道的情况下，在各单位时间内，同时供应功率的频道个数（同时通电的频道个数）是从 〇(所有频道均断开）至N(所有频道均通电）范围内的任一值。
[0006] 图6是示出16个频道以分时输出控制方式实施功率控制时的各频道的通断状况 的一例的说明图。
[0007] 从图6明确可知，存在16个频道全部断开的情况、和16个频道全部通电的情况， 同时通电的频道个数是0-16范围内的任一值。
[0008] 另外，在下面的专利文献3-5中公开了如下一种方法：通过在各单位时间内限制 同时供应功率的频道个数，从而在各单位时间内，将总输出功率值（供应功率的一个以上 频道的消耗功率值的合计）抑制到预先设定的功率上限值（每单位时间内对于所有频道的 供应功率值的上限值）以下的功率控制方法（下面，称为"峰值功率抑制控制"）。
[0009] 现有技术文献：
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 :日本国专利第3022051号公报
[0012] 专利文献2 :日本国专利第3674951号公报
[0013] 专利文献3 :日本国专利第3754974号公报
[0014] 专利文献4 :日本国专利第4529153号公报
[0015] 专利文献5 :日本国特开2011-205731号公报
【发明内容】
[0016] 发明要解决的课题
[0017] 现有的用于进行峰值功率抑制控制的功率控制装置以上述方式构成，因此，在各 单位时间内，多个频道的总输出功率值被抑制到预先设定的功率上限值以下，但该功率上 限值是预先设定的固定值（例如，使用者在考虑到工厂的电源容量、控制所需的电量等之 后设定的值），并且设定是不能自动进行变更的。
[0018] 由此，例如，在功率上限值被设定成与使温度控制稳定时所需的电量的合计值相 近的值的情况下，如图8的B部分所示，即使总目标功率值（各个频道的目标功率值的合 计）变成大数值（例如，有时会由于升温、设定变更、或干扰等的影响，使总目标功率值变成 大数值），总输出功率值也被抑制到功率上限值以下，但是存在需要很长时间才能到达目标 温度，使控制性劣化的问题。另外，存在因干扰响应变慢而不能进行最优选的温度控制的问 题。
[0019] 另一方面，如图8的A部分所示，存在如下问题：若与功率上限值相比，总目标功率 值小于所需值，则在各单位时间内，总输出功率值的最大值与最小值之差增大，导致电源电 压的闪变（flicker)增大。
[0020] 本发明是为解决上述课题而提出的，其目的在于，提供一种能够防止随着总目标 功率值的变化引起的控制性劣化，并能够抑制电源电压的闪变的功率控制装置及功率控制 方法。
[0021] 解决课题的方法
[0022] 根据本发明的功率控制装置，其具备：多个开关控制单元，其用于在每个规定的单 位时间切换向各个控制对象供应的功率的通断；目标功率值算出单元，其用于算出向各个 控制对象供应的功率的目标值，即目标功率值；输出功率值算出单元，其用于算出向各个控 制对象供应的功率的值，即输出功率值；功率推算单元，其用于从在功率供应于各个控制对 象时由输出功率值算出单元算出的输出功率值，推算在下一个控制周期的单位时间内向控 制对象供应功率时的功率值；中间累计功率值算出单元，其用于对于各个控制对象，在每个 控制周期重复进行由目标功率值算出单元算出的目标功率值的加法、和由输出功率值算出 单元算出的输出功率值的减法从而算出功率差累计值，并将直至上一个控制周期的功率差 累计值与由目标功率值算出单元算出的下一个控制周期的目标功率值相加，从而算出相加 值即最新的中间累计功率值；及上限值算出单元，其用于基于由目标功率值算出单元算出 的各个控制对象的目标功率值的总和，算出对于每个单位时间内的所有控制对象的供应功 率值的上限值，并且功率控制单元，其用于重复进行如下处理：在各个控制对象中，若从由 中间累计功率值算出单元算出的中间累计功率值大的控制对象依次满足如下功率供应条 件：在该控制对象的中间累计功率值大于规定的阈值、并且对于该控制对象进行功率的供 应的情况下，由功率推算单元推算的该控制对象的功率值、与作为由功率推算单元推算的 功率值的、用于决定在下一个控制周期进行功率的供应的其他控制对象的功率值的总和， 不会高于由上限值算出单元算出的上限值，则该控制对象的开关控制单元被控制成通电状 态；若不满足该功率供应条件，则该控制对象的开关控制单元被控制成切断状态，从而对所 有控制对象进行在下一个控制周期中的所述开关控制单元的开关。
[0023] 根据本发明的功率控制装置，上限值算出单元用于对由目标功率值算出单元算出 的各个控制对象的目标功率值的总和加上规定的修正值，从而算出供应功率值的上限值。
[0024] 根据本发明的功率控制装置，上限值算出单元用于对由目标功率值算出单元算出 的各个控制对象的目标功率值的总和乘以规定的系数，从而算出供应功率值的上限值。
[0025] 根据本发明的功率控制装置，上限值算出单元用于由中间累计功率值算出单元算 出的各个控制对象的功率差累计值的总和除以规定的积分时间，并将除法结果作为修正值 加到由目标功率值算出单元算出各个控制对象的目标功率值的总和，从而算出供应功率值 的上限值。
[0026] 根据本发明的功率控制装置，上限值算出单元用于由中间累计功率值算出单元算 出的各个控制对象的功率差累计值的总和、与各个控制对象的阈值的总和的差值除以规定 的积分时间，并将除法结果作为修正值加到由目标功率值算出单元算出的各个控制对象的 目标功率值的总和，从而算出供应功率值的上限值。
[0027] 根据本发明的功率控制装置，由上限值算出单元加上的修正值是从零值至供应于 该控制对象的功率的最大值的范围内的值。
[0028] 根据本发明的功率控制装置，上限值算出单元用于将在从零值至供应于该控制对 象的功率的最大值的范围内的修正值、或者为除以规定的积分时间后的除法结果的修正值 中的任一值，加到由目标功率值算出单元算出的各个控制对象的目标功率值的总和，从而 算出供应功率值的上限值。
[0029] 根据