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JP2018033214A - Power system - Google Patents

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JP2018033214A
JP2018033214A JP2016162943A JP2016162943A JP2018033214A JP 2018033214 A JP2018033214 A JP 2018033214A JP 2016162943 A JP2016162943 A JP 2016162943A JP 2016162943 A JP2016162943 A JP 2016162943A JP 2018033214 A JP2018033214 A JP 2018033214A
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悠樹 城島
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Abstract

【課題】直流電源とインバータの間に少なくとも2個の昇降圧コンバータが並列に接続されている電源システムに関し、いずれかの昇降圧コンバータの上アームスイッチング素子にオン故障が生じた場合に、二次的な故障の発生を回避する。【解決手段】直流電源3と、並列接続された2個の昇降圧コンバータ10a,10bと、インバータ20と、故障検出装置12と、コントローラ9を備える。故障検出装置12は、いずれかの昇降圧コンバータの上アームスイッチング素子にオン故障が生じたか否かを監視し、オン故障が生じた時に、コントローラ9が、他方の上アームスイッチング素子を所定時間オフ状態に保持する。【選択図】図3A power supply system in which at least two buck-boost converters are connected in parallel between a DC power supply and an inverter. to avoid potential failures. A DC power supply (3), two buck-boost converters (10a, 10b) connected in parallel, an inverter (20), a failure detection device (12), and a controller (9) are provided. Failure detection device 12 monitors whether or not an ON failure has occurred in the upper arm switching element of any of the buck-boost converters, and when an ON failure occurs, controller 9 turns off the other upper arm switching element for a predetermined time. hold in state. [Selection drawing] Fig. 3

Description

本明細書では、電源システムを開示する。特に、直流電源とインバータの間に複数個の電圧変換用コンバータが並列に接続されており、そのインバータにモータを接続して走行するモータ車両(ハイブリッド車を含む)用の電源システムを開示する。   The present specification discloses a power supply system. In particular, a power supply system for a motor vehicle (including a hybrid vehicle) in which a plurality of voltage conversion converters are connected in parallel between a DC power supply and an inverter and a motor is connected to the inverter is disclosed.

モータ車両のなかには、直流電源の電圧を昇圧してインバータに供給するコンバータを備えるものがある。また、走行用モータが発電機となることがあるために、モータ車両のなかには、走行用モータで発生した電圧をコンバータで降圧して直流電源を充電するものがある。その種のモータ車両は、昇降圧コンバータを利用する。   Some motor vehicles include a converter that boosts the voltage of a DC power supply and supplies it to an inverter. In addition, since the traveling motor may be a generator, some motor vehicles charge a DC power supply by stepping down a voltage generated by the traveling motor with a converter. Such a motor vehicle uses a buck-boost converter.

特許文献1に開示されているように、直流電源とインバータの間に複数個の昇降圧コンバータを並列に接続する技術が開発されている。一つの昇降圧コンバータで低出力から高出力までの範囲をカバーするよりも、モータに要求される電力の大きさに応じて、作動させる昇降圧コンバータの数を調整する方が、昇降圧コンバータによる電力変換効率が高い出力範囲を活用する機会が増える。あるいは、複数個の昇降圧コンバータの間で位相をずらすことによって、出力電圧の変動を抑制することができる。   As disclosed in Patent Document 1, a technique for connecting a plurality of buck-boost converters in parallel between a DC power source and an inverter has been developed. Rather than covering the range from low output to high output with a single buck-boost converter, it is better to adjust the number of buck-boost converters to operate according to the amount of power required for the motor. Opportunities to utilize output ranges with high power conversion efficiency are increased. Alternatively, output voltage fluctuations can be suppressed by shifting the phase between the plurality of buck-boost converters.

昇降圧コンバータは、直流電源の正極に接続されている電源側正極端と、直流電源の負極に接続されている電源側負極端と、インバータの正極に接続されているインバータ側正極端と、インバータの負極に接続されているインバータ側負極端と、インバータ側正極端とインバータ側負極端の間に直列に接続されている2個のスイッチング素子と、一端が電源側正極端に接続されているとともに他端が前記した2個のスイッチング素子の接続部に接続されているリアクトルを備えている。   The step-up / down converter includes a power supply-side positive terminal connected to the positive electrode of the DC power supply, a power supply-side negative electrode terminal connected to the negative electrode of the DC power supply, an inverter-side positive terminal connected to the positive electrode of the inverter, and an inverter An inverter-side negative electrode end connected to the negative electrode of the inverter, two switching elements connected in series between the inverter-side positive electrode end and the inverter-side negative electrode end, and one end connected to the power source-side positive electrode end The other end is provided with the reactor connected to the connection part of two switching elements mentioned above.

上記した昇降圧コンバータでは、前記した2個のスイッチング素子のうち、インバータ側正極端側のスイッチング素子(本明細書では上アームスイッチング素子という。)をオンオフさせることによって、インバータから送られる高電圧を降圧して直流電源を充電する。逆に、インバータ側負極端側のスイッチング素子(本明細書では下アームスイッチング素子という。)をオンオフさせることによって、直流電源の電圧を昇圧してインバータに供給する。   In the above-described buck-boost converter, a high voltage sent from the inverter is obtained by turning on / off a switching element (referred to as an upper arm switching element in this specification) on the inverter-side positive electrode side among the two switching elements described above. Step down to charge the DC power supply. Conversely, by turning on and off the switching element (referred to as the lower arm switching element in this specification) on the negative side of the inverter side, the voltage of the DC power source is boosted and supplied to the inverter.

特開2012−210138号公報JP 2012-210138 A

複数個の昇降圧コンバータを並列に接続する電源システムの場合、いずれかの昇降圧コンバータの上アームスイッチング素子がオン故障(常時にオンしてしまい、オフできない故障)することがある。その場合、その他の昇降圧コンバータの上アームスイッチング素子がオンすると、直流電源とインバータの間を複数個のリアクトルで並列に接続する回路が形成されてしまう。リアクトルが並列に接続されると合計のインダクタンスが低下する。直流電源とインバータの間が一個のリアクトルで接続されている回路と、直流電源とインバータの間が複数個のリアクトルの並列回路で接続されている回路を比較すると、昇降圧コンバータが降圧動作する際には、前者の回路よりも後者の回路に依る場合に、直流電源側に大きな突入電流が流れ、直流電源側の電圧が過度に上昇し、二次的な故障が生じるという問題がある。   In the case of a power supply system in which a plurality of step-up / step-down converters are connected in parallel, the upper arm switching element of any one of the step-up / step-down converters may be turned on (failure that is always turned on and cannot be turned off). In that case, when the upper arm switching element of the other step-up / down converter is turned on, a circuit for connecting the DC power supply and the inverter in parallel by a plurality of reactors is formed. When the reactors are connected in parallel, the total inductance decreases. When comparing a circuit in which the DC power supply and the inverter are connected by a single reactor with a circuit in which the DC power supply and the inverter are connected by a parallel circuit of a plurality of reactors, However, when the circuit is based on the latter circuit rather than the former circuit, there is a problem that a large inrush current flows on the DC power source side, the voltage on the DC power source side increases excessively, and a secondary failure occurs.

本明細書では、直流電源とインバータの間に複数個の昇降圧コンバータを並列に接続している電源システムにおいて、いずれかの昇降圧コンバータの上アームスイッチング素子にオン故障が生じても、直流電源側に過度に大きな電圧が印加されない技術を開示する。   In the present specification, in a power supply system in which a plurality of buck-boost converters are connected in parallel between a DC power supply and an inverter, even if an on-failure occurs in the upper arm switching element of any buck-boost converter, the DC power supply A technique in which an excessively large voltage is not applied to the side is disclosed.

本明細書が開示する電源システムは、直流電源と、インバータと、直流電源とインバータの間に並列に接続されている複数個の昇降圧コンバータと、故障検出装置と、コントローラを備えている。
昇降圧コンバータの各々は、直流電源の正極に接続されている電源側正極端と、直流電源の負極に接続されている電源側負極端と、インバータの正極に接続されているインバータ側正極端と、インバータの負極に接続されているインバータ側負極端を備えている。ここでいうインバータの正極と負極は、高電位側と低電位側に対応し、高電位側を正極といい、低電位側を負極という。インバータ側正極端とインバータ側負極端の間には、2個のスイッチング素子が直列に接続されている。昇降圧コンバータの各々は、さらにリアクトルを備えている。リアクトルの一端は電源側正極端に接続されており、リアクトルの他端は2個のスイッチング素子の接続部に接続されている。
故障検出装置は、いずれかの昇降圧コンバータのインバータ側正極端側のスイッチング素子(上アームスイッチング素子)がオン故障したことを検出する。コントローラは、故障検出装置がいずれかの昇降圧コンバータの上アームスイッチング素子のオン故障を検出した時に、その他の昇降圧コンバータの上アームスイッチング素子を所定時間オフ状態に保持する。
The power supply system disclosed in this specification includes a DC power supply, an inverter, a plurality of step-up / step-down converters connected in parallel between the DC power supply and the inverter, a failure detection device, and a controller.
Each of the step-up / step-down converters has a power supply side positive terminal connected to the positive terminal of the DC power supply, a power supply side negative terminal connected to the negative terminal of the DC power supply, and an inverter side positive terminal connected to the positive terminal of the inverter. The inverter-side negative electrode end connected to the negative electrode of the inverter is provided. The positive and negative electrodes of the inverter here correspond to the high potential side and the low potential side, the high potential side is called the positive electrode, and the low potential side is called the negative electrode. Two switching elements are connected in series between the inverter-side positive electrode end and the inverter-side negative electrode end. Each of the step-up / step-down converters further includes a reactor. One end of the reactor is connected to the positive electrode end on the power source side, and the other end of the reactor is connected to the connection portion of the two switching elements.
The failure detection device detects that the switching element (upper arm switching element) on the inverter positive side of any of the buck-boost converters has failed. When the failure detection device detects an on failure of the upper arm switching element of any of the buck-boost converters, the controller holds the upper arm switching elements of the other buck-boost converters in an off state for a predetermined time.

本明細書で開示する技術によれば、いずれかの昇降圧コンバータの上アームスイッチング素子にオン故障が生じた場合には、他の昇降圧コンバータの上アームスイッチング素子がオフ状態に保持される。この結果、直流電源とインバータの間を複数個のリアクトルで並列に接続する回路が形成されることがない。この結果、直流電源側に大きな突入電流が流れて、直流電源側の電圧が過度に上昇して二次的な故障が生じるのを防ぐことができる。
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
According to the technique disclosed in this specification, when an on-failure occurs in the upper arm switching element of any of the buck-boost converters, the upper arm switching element of another buck-boost converter is held in the off state. As a result, a circuit that connects the DC power supply and the inverter in parallel by a plurality of reactors is not formed. As a result, it is possible to prevent a large inrush current from flowing on the DC power source side and excessively increasing the voltage on the DC power source side to cause a secondary failure.
Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.

実施例の電源システム2を含む電気自動車100の電力系のブロック図である。It is a block diagram of the electric power system of the electric vehicle 100 including the power supply system 2 of an Example. 故障検出装置12によるオン故障監視処理のフローチャートである。6 is a flowchart of an on-failure monitoring process performed by the failure detection device 12. コントローラ9が実行する上アームスイッチング素子のスイッチング制御のフローチャートである。It is a flowchart of the switching control of the upper arm switching element which the controller 9 performs. 上アームスイッチング素子のスイッチング動作と、インバータ側電圧と電源側電圧の推移を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows transition of switching operation of an upper arm switching element, and an inverter side voltage and a power source side voltage. 故障検出装置12による故障判定の他のフローチャートである。10 is another flowchart of failure determination by the failure detection device 12.

下記に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
(特徴1)オン故障した上アームスイッチング素子を特定し、それ以外の(オン故障していない)上アームスイッチング素子の制御手順を異常時用に切り換える。
(特徴2)いずれかの上アームスイッチング素子にオン故障が発生したことを検知するもののオン故障した上アームスイッチング素子を特定しない。全部の上アームスイッチング素子の制御手順を異常時用に切り換える。
(特徴3)並列接続されている複数個のコンバータを共通に制御する。
(特徴4)並列接続されている複数個のコンバータを個々に制御する。
(特徴5)並列接続されている複数個のコンバータのなかから、運転するコンバータを選択する。
The main features of the embodiments described below are listed.
(Characteristic 1) An upper arm switching element having an on-failure is identified, and the control procedure of the other upper arm switching elements (not having an on-failure) is switched for an abnormal time.
(Feature 2) Although it detects that an on-failure has occurred in any of the upper-arm switching elements, it does not specify the upper-arm switching element in which an on-failure has occurred. Switch the control procedure of all upper arm switching elements for abnormal use.
(Feature 3) A plurality of converters connected in parallel are controlled in common.
(Feature 4) A plurality of converters connected in parallel are individually controlled.
(Feature 5) A converter to be operated is selected from a plurality of converters connected in parallel.

図1を参照して実施例の電源システム2を説明する。電源システム2から走行用モータ30に駆動電力を供給することによって、電気自動車100が走行する。電源システム2は、電気自動車100に搭載されている。
実施例の電気自動車100は、直流電源3、2個の昇降圧コンバータ10a,10b、インバータ20と、走行用モータ30等を有する。直流電源3から供給される直流電力をインバータ20で交流電力に変換し、その交流電力によって走行用モータ30が回転し、電気自動車100が走行する。運転者がブレーキを踏んだときは、モータ30が出力軸側から逆駆動され、モータ30が発電する。モータ30が発電した交流電力はインバータ20によって直流電力に変換され、直流電源3を充電する。モータ30がトルクを発生して車両が走行することを「力行」と称し、モータ30が発電機として機能して電力を作ることを「回生」と称する。回生により生成された電力は回生電力と称する。回生電力は直流電源3の充電に使われる。
A power supply system 2 according to the embodiment will be described with reference to FIG. The electric vehicle 100 travels by supplying driving power from the power supply system 2 to the traveling motor 30. The power supply system 2 is mounted on the electric vehicle 100.
The electric vehicle 100 according to the embodiment includes a DC power source 3, two step-up / down converters 10a and 10b, an inverter 20, a traveling motor 30, and the like. The DC power supplied from the DC power source 3 is converted into AC power by the inverter 20, and the traveling motor 30 is rotated by the AC power, and the electric vehicle 100 travels. When the driver steps on the brake, the motor 30 is reversely driven from the output shaft side, and the motor 30 generates power. The AC power generated by the motor 30 is converted into DC power by the inverter 20 and charges the DC power supply 3. The fact that the motor 30 generates torque and the vehicle travels is referred to as “power running”, and that the motor 30 functions as a generator to generate electric power is referred to as “regeneration”. The electric power generated by regeneration is referred to as regenerative power. The regenerative power is used to charge the DC power supply 3.

電源システム2は、直流電源3とインバータ20の他に、2個の昇降圧コンバータ10a,10b、故障検出装置12、コントローラ9、システムメインリレー13、フィルタコンデンサ14、平滑コンデンサ15等を備える。電源システム2では、2個の昇降圧コンバータ10a,10bの夫々で、直流電源3から供給される直流電圧を昇圧し、インバータ20へ供給する。また、夫々の昇降圧コンバータ10a,10bは、インバータ20から送られる回生電力を降圧して直流電源3を充電することもできる。即ち、昇降圧コンバータ10a,10bは、双方向DC−DCコンバータである。以下では、昇降圧コンバータ10aを第1コンバータ10aと称し、昇降圧コンバータ10bを第2コンバータ10bと称する場合がある。   In addition to the DC power supply 3 and the inverter 20, the power supply system 2 includes two buck-boost converters 10a and 10b, a failure detection device 12, a controller 9, a system main relay 13, a filter capacitor 14, a smoothing capacitor 15, and the like. In the power supply system 2, each of the two step-up / down converters 10 a and 10 b boosts the DC voltage supplied from the DC power supply 3 and supplies it to the inverter 20. Each of the step-up / step-down converters 10 a and 10 b can also step down the regenerative power sent from the inverter 20 and charge the DC power supply 3. That is, the buck-boost converters 10a and 10b are bidirectional DC-DC converters. Hereinafter, the step-up / down converter 10a may be referred to as a first converter 10a, and the step-up / down converter 10b may be referred to as a second converter 10b.

直流電源3は、例えばリチウムイオン電池であり、二次電池である。直流電源3とインバータ20の間に、2個の昇降圧コンバータ10a,10bが並列に接続されている。昇降圧コンバータ10a,10bから見て、直流電源3の側を電源側17と称し、インバータ20の側をインバータ側18と称する。直流電源3の正極に接続される端子を電源側正極端17aといい、直流電源3の負極に接続される端子を電源側負極端17bという。また、インバータ20の高電位極に接続される端子をインバータ側正極端18aといい、インバータ20の低電位極に接続される端子をインバータ側負極端18bという。前記した電源側正極端17a、電源側負極端17b、インバータ側正極端18a、インバータ側負極端18bは、第1コンバータ10aと第2コンバータ10bに共通する。   The DC power supply 3 is a lithium ion battery, for example, and is a secondary battery. Two step-up / down converters 10 a and 10 b are connected in parallel between the DC power supply 3 and the inverter 20. When viewed from the step-up / down converters 10a and 10b, the DC power supply 3 side is referred to as a power supply side 17 and the inverter 20 side is referred to as an inverter side 18. A terminal connected to the positive electrode of the DC power source 3 is referred to as a power source positive electrode end 17a, and a terminal connected to the negative electrode of the DC power source 3 is referred to as a power source negative electrode end 17b. A terminal connected to the high potential electrode of the inverter 20 is referred to as an inverter-side positive terminal 18a, and a terminal connected to the low potential electrode of the inverter 20 is referred to as an inverter-side negative terminal 18b. The power supply side positive electrode end 17a, the power supply side negative electrode end 17b, the inverter side positive electrode end 18a, and the inverter side negative electrode end 18b are common to the first converter 10a and the second converter 10b.

直流電源3と2個の昇降圧コンバータ10a,10bの間に、システムメインリレー13が接続されている。システムメインリレー13は、車両のメインスイッチ(不図示)と連動している。車両のメインスイッチ(不図示)がオンされるとシステムメインリレー13が閉じ、直流電源3と2個の昇降圧コンバータ10a,10bが接続される。メインスイッチがオフされるとシステムメインリレー13が開き、2個の昇降圧コンバータ10a,10bが直流電源3から遮断される。   A system main relay 13 is connected between the DC power supply 3 and the two buck-boost converters 10a and 10b. The system main relay 13 is interlocked with a main switch (not shown) of the vehicle. When a main switch (not shown) of the vehicle is turned on, the system main relay 13 is closed, and the DC power supply 3 and the two step-up / down converters 10a and 10b are connected. When the main switch is turned off, the system main relay 13 is opened, and the two buck-boost converters 10a and 10b are disconnected from the DC power source 3.

第1コンバータ10aと第2コンバータ10bは同じ回路構成を有する。第1コンバータ10aについて説明する。第1コンバータ10aは、リアクトル4a、2個のトランジスタ5a,6a、2個のダイオード7a,8aを備えている。2個のトランジスタ5a,6aはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。2個のトランジスタ5a,6aは直列に接続されている。2個のトランジスタ5a,6aの直列接続の高電位側がインバータ側正極端18aに接続されており、低電位側がインバータ側負極端18bに接続されている。説明の便宜上、高電位側のトランジスタを上アームトランジスタ5aと称し、低電位側のトランジスタを下アームトランジスタ6aと称する場合がある。ダイオード7aは、高電位側のトランジスタ5aに対して逆並列に接続されており、ダイオード8aは、低電位側のトランジスタ6aに対して逆並列に接続されている。リアクトル4aの一端は電源側正極端17aに接続されており、他端は2個のトランジスタ5a,6aの接続部に接続されている。インバータ側負極端18bと電源側負極端17bは直接に接続されている。   The first converter 10a and the second converter 10b have the same circuit configuration. The first converter 10a will be described. The first converter 10a includes a reactor 4a, two transistors 5a and 6a, and two diodes 7a and 8a. The two transistors 5a and 6a are IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). The two transistors 5a and 6a are connected in series. The high-potential side of the two transistors 5a and 6a connected in series is connected to the inverter-side positive terminal 18a, and the low-potential side is connected to the inverter-side negative terminal 18b. For convenience of explanation, the transistor on the high potential side may be referred to as the upper arm transistor 5a, and the transistor on the low potential side may be referred to as the lower arm transistor 6a. The diode 7a is connected in antiparallel to the high potential side transistor 5a, and the diode 8a is connected in antiparallel to the low potential side transistor 6a. One end of the reactor 4a is connected to the power supply side positive electrode end 17a, and the other end is connected to the connection part of the two transistors 5a and 6a. The inverter side negative electrode end 18b and the power source side negative electrode end 17b are directly connected.

第2コンバータ10bは、2個のトランジスタ5b、6b、リアクトル4b、ダイオード7b、8bを備える。図1から理解されるように、第2コンバータ10bの回路構成は第1コンバータ10aの回路構成と同じである。それゆえ、詳しい説明は割愛する。説明の便宜上、2個のトランジスタ5b、6bのうち、高電位側のトランジスタを上アームトランジスタ5bと称し、低電位側のトランジスタを下アームトランジスタ6bと称する場合がある。   The second converter 10b includes two transistors 5b and 6b, a reactor 4b, and diodes 7b and 8b. As can be understood from FIG. 1, the circuit configuration of the second converter 10b is the same as the circuit configuration of the first converter 10a. Therefore, detailed explanation is omitted. For convenience of explanation, of the two transistors 5b and 6b, the high-potential side transistor may be referred to as the upper arm transistor 5b, and the low-potential side transistor may be referred to as the lower arm transistor 6b.

電源側正極端17aと電源側負極端17bの間にフィルタコンデンサ14が接続されている。フィルタコンデンサ14は、2個の昇降圧コンバータ10a,10bに対して共通のコンデンサであり、リアクトル4a、4bと連動して電気エネルギを一時的に蓄えたり放出したりする。インバータ側正極端18aとインバータ側負極端18bの間には平滑コンデンサ15が接続されている。平滑コンデンサ15も2個の昇降圧コンバータ10a,10bに対して共通のコンデンサであり、昇降圧コンバータ10a,10bからインバータ20へ供給される電流の脈動を抑えて平滑化する。   A filter capacitor 14 is connected between the power supply side positive electrode end 17a and the power supply side negative electrode end 17b. The filter capacitor 14 is a common capacitor for the two step-up / step-down converters 10a and 10b, and temporarily stores and discharges electric energy in conjunction with the reactors 4a and 4b. A smoothing capacitor 15 is connected between the inverter-side positive end 18a and the inverter-side negative end 18b. The smoothing capacitor 15 is also a common capacitor for the two buck-boost converters 10a and 10b, and smoothes the pulsation of the current supplied from the buck-boost converters 10a and 10b to the inverter 20.

先に述べたように、昇降圧コンバータ10a,10bは、直流電源3の電圧を昇圧してインバータ20へ供給する昇圧動作と、インバータ20から送られる回生電力を降圧して直流電源3へ供給する降圧動作を行うことができる。第1コンバータ10aの下アームトランジスタ6aが昇圧動作に関与し、上アームトランジスタ5aが降圧動作に関与する。同様に、第2コンバータ10bの下アームトランジスタ6bが昇圧動作に関与し、上アームトランジスタ5bが降圧動作に関与する。トランジスタ5a,5b,6a,6bは、夫々、コントローラ9からゲートに与えられるPWM信号(駆動信号)によりオンとオフが切り換えられる。トランジスタ5a,5b,6a,6bを駆動するPWM信号は、コントローラ9が生成する。説明の便宜上、上アームトランジスタ5aへ供給する駆動信号をA1駆動信号と称し、下アームトランジスタ6aへ供給する駆動信号をA2駆動信号と称する。同様に、上アームトランジスタ5bへ供給する駆動信号をB1駆動信号と称し、下アームトランジスタ6bへ供給する駆動信号をB2駆動信号と称する。図中の「A1」、「A2」、「B1」、「B2」が夫々、A1駆動信号、A2駆動信号、B1駆動信号、B2駆動信号を意味する。   As described above, the step-up / step-down converters 10 a and 10 b boost the voltage of the DC power supply 3 and supply it to the inverter 20, and step down the regenerative power sent from the inverter 20 and supply it to the DC power supply 3. A step-down operation can be performed. Lower arm transistor 6a of first converter 10a is involved in the step-up operation, and upper arm transistor 5a is involved in the step-down operation. Similarly, the lower arm transistor 6b of the second converter 10b is involved in the step-up operation, and the upper arm transistor 5b is involved in the step-down operation. The transistors 5a, 5b, 6a, and 6b are turned on and off by a PWM signal (drive signal) supplied from the controller 9 to the gate, respectively. The controller 9 generates a PWM signal that drives the transistors 5a, 5b, 6a, and 6b. For convenience of explanation, the drive signal supplied to the upper arm transistor 5a is referred to as an A1 drive signal, and the drive signal supplied to the lower arm transistor 6a is referred to as an A2 drive signal. Similarly, a drive signal supplied to the upper arm transistor 5b is referred to as a B1 drive signal, and a drive signal supplied to the lower arm transistor 6b is referred to as a B2 drive signal. “A1”, “A2”, “B1”, and “B2” in the figure mean an A1 drive signal, an A2 drive signal, a B1 drive signal, and a B2 drive signal, respectively.

電気自動車100では、アクセルペダルとブレーキペダルが頻繁に踏み替えられる。すなわち、電気自動車100では、力行と回生が頻繁に入れ替わる。すなわち、第1コンバータ10aにおける電流の向きが頻繁に入れ替わる。そこで、電源システム2のコントローラ9は、トランジスタ5aと6aに相補的な駆動信号(PWMパルス信号)を供給する。具体的には、昇圧動作に関与する下アームトランジスタ6aに供給するPWM信号(A2駆動信号)のHIGH電位とLOW電位を反転させたPWM信号をA1駆動信号として上アームトランジスタ5aに供給する。そうすると、第1コンバータ10aは、電流の向きに関わらずに、低圧側の電圧と高圧側の電圧の比を一定に保持するように動作する。第2コンバータ10bについても同様である。即ち、コントローラ9は、トランジスタ5bと6bに相補的な駆動信号(PWMパルス信号)を供給する。具体的には、昇圧動作に関与する下アームトランジスタ6bに供給するPWM信号(B2駆動信号)のHIGH電位とLOW電位を反転させたPWM信号をB1駆動信号として上アームトランジスタ5bに供給する。   In the electric vehicle 100, the accelerator pedal and the brake pedal are frequently switched. That is, in the electric vehicle 100, power running and regeneration are frequently switched. That is, the direction of current in the first converter 10a is frequently switched. Therefore, the controller 9 of the power supply system 2 supplies a complementary drive signal (PWM pulse signal) to the transistors 5a and 6a. Specifically, a PWM signal obtained by inverting the HIGH potential and the LOW potential of the PWM signal (A2 drive signal) supplied to the lower arm transistor 6a involved in the boosting operation is supplied to the upper arm transistor 5a as an A1 drive signal. Then, the first converter 10a operates so as to maintain a constant ratio between the low-voltage side voltage and the high-voltage side voltage regardless of the direction of the current. The same applies to the second converter 10b. That is, the controller 9 supplies a complementary drive signal (PWM pulse signal) to the transistors 5b and 6b. Specifically, a PWM signal obtained by inverting the HIGH potential and the LOW potential of the PWM signal (B2 drive signal) supplied to the lower arm transistor 6b involved in the boosting operation is supplied to the upper arm transistor 5b as a B1 drive signal.

コントローラ9は、第1コンバータ10aと第2コンバータ10bが同じ動作を行うように、夫々の昇降圧コンバータの上アームトランジスタ5a、5bに同じ波形の駆動信号(A1駆動信号とB1駆動信号)を供給する。同様にコントローラ9は、夫々の昇降圧コンバータの下アームトランジスタ6a、6bに同じ波形の駆動信号(A2駆動信号とB2駆動信号)を供給する。ここで、同じ波形とは、同じデューティ比であることを意味する。コントローラ9は、不図示のアクセルペダルの踏込量等の車両状態(例えば直流電源3の充電量)に基づいて、モータ30の目標回転数と目標トルクを決定し、これらからコンバータ10a,10bの目標電圧を決定する。その目標電圧が実現するように、各トランジスタに与える駆動信号、即ち、PWM信号のデューティ比を決定する。先に述べたように、上アームトランジスタ5a、5bのデューティ比は同じであり、下アームトランジスタ6a、6bのデューティ比も同じである。
本実施例では、A1駆動信号とB1駆動信号が共通であり、A2駆動信号とB2駆動信号が共通である。並列接続されている2個のコンバータ10a,10bが共通に制御される。本実施例では、2個のインバータ10a,10bのうちの一方だけを運転できるようになっている。例えば、B1駆動信号とB2駆動信号をオフに固定し、コンバータ10aのみを運転することができる。インバータを通過する電力量が低い場合は、いずれか一方のインバータのみを利用し、他のインバータを休止させることができる。上記に代えて、A1駆動信号とB1駆動信号の間に位相差を持たせてもよい。位相をずらすことによって出力電圧等の脈動を低下させることができる。あるいは、A1駆動信号とB1駆動信号を独立に制御してもよい。
The controller 9 supplies drive signals (A1 drive signal and B1 drive signal) having the same waveform to the upper arm transistors 5a and 5b of the respective buck-boost converters so that the first converter 10a and the second converter 10b perform the same operation. To do. Similarly, the controller 9 supplies drive signals (A2 drive signal and B2 drive signal) having the same waveform to the lower arm transistors 6a and 6b of the respective buck-boost converters. Here, the same waveform means the same duty ratio. The controller 9 determines the target rotational speed and target torque of the motor 30 based on the vehicle state (for example, the charging amount of the DC power supply 3) such as the depression amount of an accelerator pedal (not shown), and from these, the target of the converters 10a and 10b is determined. Determine the voltage. In order to realize the target voltage, the duty ratio of the drive signal to be applied to each transistor, that is, the PWM signal is determined. As described above, the duty ratios of the upper arm transistors 5a and 5b are the same, and the duty ratios of the lower arm transistors 6a and 6b are also the same.
In this embodiment, the A1 drive signal and the B1 drive signal are common, and the A2 drive signal and the B2 drive signal are common. Two converters 10a and 10b connected in parallel are controlled in common. In this embodiment, only one of the two inverters 10a and 10b can be operated. For example, only the converter 10a can be operated with the B1 drive signal and the B2 drive signal fixed at OFF. When the amount of power passing through the inverter is low, only one of the inverters can be used and the other inverter can be stopped. Instead of the above, a phase difference may be provided between the A1 drive signal and the B1 drive signal. By shifting the phase, pulsations such as output voltage can be reduced. Alternatively, the A1 drive signal and the B1 drive signal may be controlled independently.

なお、2個の昇降圧コンバータ10a,10bの目標電圧は、コントローラ9に記憶されている電圧マップを参照して決定される。電圧マップは、モータ30の目標回転数を横軸にとり、モータ30の目標トルクを縦軸にとった座標系を複数の領域に分けたマップである。モータ30の目標回転数と目標トルクの組が属する領域に割り当てられた電圧が目標電圧となる。   The target voltages of the two step-up / down converters 10 a and 10 b are determined with reference to a voltage map stored in the controller 9. The voltage map is a map in which a coordinate system with the target rotational speed of the motor 30 on the horizontal axis and the target torque of the motor 30 on the vertical axis is divided into a plurality of regions. The voltage assigned to the region to which the set of the target rotational speed and target torque of the motor 30 belongs becomes the target voltage.

また、電源システム2は、第1の上アームスイッチング素子5aを流れる電流値iaを検出する第1電流計12aと、第2の上アームスイッチング素子5aを流れる電流値ibを検出する第2電流計12bを備えている。第1電流計12aと第2電流計12bは、故障検出装置12に接続されている。   The power supply system 2 also includes a first ammeter 12a that detects a current value ia flowing through the first upper arm switching element 5a and a second ammeter that detects a current value ib flowing through the second upper arm switching element 5a. 12b. The first ammeter 12 a and the second ammeter 12 b are connected to the failure detection device 12.

図2は、故障検出装置12による上アームトランジスタ5a,5bのオン故障監視処理を示している。ステップ1とステップ2では、第1の上アームトランジスタ5aのゲートにオフ電圧を印加しているにも関わらず、第1の上アームトランジスタ5aに電流が流れるか否かを監視する。第1の上アームトランジスタ5aにオン故障が発生すれば、ステップ2がYESとなる。その場合は、ステップ3で、第1の上アームトランジスタ5aにオン故障が発生したことを示す第1フラグをオンする。ステップ4とステップ5では、第2の上アームトランジスタ5bのゲートにオフ電圧を印加しているにも関わらず、第2の上アームトランジスタ5bに電流が流れるか否かを監視する。第2の上アームトランジスタ5bにオン故障が発生すれば、ステップ5がYESとなる。その場合は、ステップ6で、第2の上アームトランジスタ5bにオン故障が発生したことを示す第2フラグをオンする。図2の処理は単時間間隔で繰り返し実行する。オン故障が発生したときに、ステップ3,6が実施され、オン故障を示すフラグがオンする。なお、「フラグをオンする」とは、プログラム上の変数である「フラグ」に、所定の値(例えば「1」)を格納することを意味する。図2のサブルーチンとは別のサブルーチンである図3のサブルーチンにおいて、「フラグ」の値が参照され、オン故障が発生したか否かに応じて異なる処理が実行される。   FIG. 2 shows an on-failure monitoring process of the upper arm transistors 5a and 5b by the failure detection device 12. In Step 1 and Step 2, it is monitored whether or not a current flows through the first upper arm transistor 5a even though the off-voltage is applied to the gate of the first upper arm transistor 5a. If an ON failure occurs in the first upper arm transistor 5a, step 2 becomes YES. In this case, in step 3, the first flag indicating that an on-failure has occurred in the first upper arm transistor 5a is turned on. In step 4 and step 5, it is monitored whether or not a current flows through the second upper arm transistor 5b even though the off-voltage is applied to the gate of the second upper arm transistor 5b. If an on failure occurs in the second upper arm transistor 5b, step 5 becomes YES. In that case, in step 6, a second flag indicating that an on-failure has occurred in the second upper arm transistor 5b is turned on. The processing of FIG. 2 is repeatedly executed at single time intervals. When an on-failure occurs, steps 3 and 6 are performed, and a flag indicating the on-failure is turned on. “Turn on a flag” means that a predetermined value (for example, “1”) is stored in a “flag” that is a variable in the program. In the subroutine of FIG. 3, which is a subroutine different from the subroutine of FIG. 2, the value of “flag” is referred to, and different processing is executed depending on whether or not an on-failure has occurred.

コントローラ9では、故障検出装置12からの判定情報に基づき、各昇降圧コンバータ10a,10bの上アームトランジスタ5a、5bのスイッチング制御を実施する。   The controller 9 performs switching control of the upper arm transistors 5a and 5b of the buck-boost converters 10a and 10b based on the determination information from the failure detection device 12.

図3は、コントローラ9によって上アームトランジスタ5a,5bのスイッチング制御をする処理手順を示す。図3を参照しながら、上アームトランジスタのスイッチング制御のフローについて説明する。ステップ11では、第1フラグと第2フラグの少なくとも一方がオンしているか否かを判定する。両方ともオフであれば、異常時の処理をスキップして、その回の処理を終える。
いずれかの一方の上アームトランジスタがオン故障していれば、図3の処理を実行しているタイミングが、オン故障していない上アームトランジスタをオンさせる期間内か否かを判断する。オン期間内にあれば(S12がYESなら)、その上アームトランジスタ(オン故障していない正常なスイッチング素子)を強制的にオフしてしまう(S14)。オフ期間内にあれば(S12がNOなら)、その上アームトランジスタ(オン故障していない正常なスイッチング素子)が所定時間オフに維持されるようにする(S13)。これによって、オン故障した上アームトランジスタと、オン故障していない上アームトランジスタの双方がオンすることを防止する。オン故障してから所定時間は、双方がオンすることがないようにする。なおステップ13とステップ14は、異常時に実施する処理であり、正常時には実施されない。
FIG. 3 shows a processing procedure in which the controller 9 performs switching control of the upper arm transistors 5a and 5b. A flow of switching control of the upper arm transistor will be described with reference to FIG. In step 11, it is determined whether at least one of the first flag and the second flag is on. If both are off, the process at the time of abnormality is skipped and the process of that time is finished.
If any one of the upper arm transistors has an on-failure, it is determined whether or not the timing of executing the processing of FIG. 3 is within a period for turning on the upper arm transistor that has not been on-failed. If it is within the on-period (if S12 is YES), the upper arm transistor (a normal switching element that is not on-failed) is forcibly turned off (S14). If it is within the off period (if S12 is NO), the upper arm transistor (a normal switching element that is not on-failed) is kept off for a predetermined time (S13). As a result, both the upper arm transistor that has failed to turn on and the upper arm transistor that has not failed to turn on are prevented from turning on. For a predetermined time after an on-failure, both are prevented from turning on. Steps 13 and 14 are processes performed when there is an abnormality, and are not performed when normal.

図4は、第1コンバータ10aの上アームトランジスタ5aの状態と、第2コンバータ10bの上アームトランジスタ5bのスイッチング動作と、インバータ側電圧VHと電源側電圧VLの推移を示している。図4は、第1の上アームトランジスタ5aにオン故障が発生した場合を例示している。   FIG. 4 shows the state of the upper arm transistor 5a of the first converter 10a, the switching operation of the upper arm transistor 5b of the second converter 10b, and the transition of the inverter side voltage VH and the power supply side voltage VL. FIG. 4 illustrates a case where an ON failure has occurred in the first upper arm transistor 5a.

図4の横軸は時間経過を示している。グラフAは第1コンバータ10aの第1上アームトランジスタ5aの状態を示す。図4は、時刻t1において、第1上アームトランジスタ5aがオン故障した場合を例示している。この場合、グラフBに示すように、第1フラグがオンとなることから、第1上アームトランジスタ5aがオン故障したことが分かる。
実線で示すグラフC1は、本技術に依らない場合の第2の上アームトランジスタ5bの状態変化を示し、上アームトランジスタ5aにオン故障が生じたことが判明した時刻t2以降も、一定のデューティ比で、オンオフの動作を繰り返す。それに対して、破線で示すグラフC2は、本技術(いずれかの上アームトランジスタがオン故障すれば、正常な上アームトランジスタを一定時間内はオフに維持する技術)に依る場合の第2の上アームトランジスタ5bの状態変化を示し、上アームトランジスタ5aにオン故障が生じたことが判明した時刻t2以降は、一定時間の間オフに維持される。
The horizontal axis in FIG. 4 indicates the passage of time. Graph A shows the state of the first upper arm transistor 5a of the first converter 10a. FIG. 4 illustrates a case where the first upper arm transistor 5a has an on failure at time t1. In this case, as shown in the graph B, since the first flag is turned on, it is understood that the first upper arm transistor 5a has failed.
A graph C1 indicated by a solid line shows a state change of the second upper arm transistor 5b when not relying on the present technology, and a constant duty ratio after time t2 when it is determined that an on failure has occurred in the upper arm transistor 5a. Then, the on / off operation is repeated. On the other hand, a graph C2 indicated by a broken line shows a second upper graph in the case of using this technology (a technology in which a normal upper arm transistor is kept off for a certain time if any upper arm transistor is turned on). A change in state of the arm transistor 5b is indicated, and after time t2 when it is determined that an on failure has occurred in the upper arm transistor 5a, it is kept off for a certain time.

時刻t1前は、第1の上アームトランジスタ5aと第2の上アームトランジスタ5bの双方が正常であり、一定のデューティ比でスイッチング動作している。この場合、インバータ側の電圧VHは、グラフDに示すように、昇圧された電圧値650Vを示している。また、電源側電圧VLは、グラフE1、E2に示すように、一定の電圧300Vに保持されている。   Before time t1, both the first upper arm transistor 5a and the second upper arm transistor 5b are normal, and the switching operation is performed at a constant duty ratio. In this case, the voltage VH on the inverter side shows a boosted voltage value of 650 V as shown in the graph D. Further, the power supply side voltage VL is held at a constant voltage of 300 V as shown in the graphs E1 and E2.

グラフE1は、本技術に依らない場合の電源電圧VLの変化を示す。オン故障した第1の上アームトランジスタ5aに加えて、正常に動作する第2の上アームトランジスタ5bまでオンするために、直流電源3と平滑コンデンサ15の間が、リアクトル4a,4bの並列回路によって接続されてしまう。このため、平滑コンデンサ15(650Vが印加されていた)から直流電源3(300Vに維持されている)に大きな突入電流が流れる。図4の実線のグラフE1が示すように、電源側電圧は一時的に大きな値にまで上昇する。
破線に示すグラフE2は、本技術に依る場合の電源電圧VLの変化を示す。オン故障した第1の上アームトランジスタ5aのみがオンし、正常に動作する第2の上アームトランジスタ5bはオフに維持されるために、直流電源3と平滑コンデンサ15の間が、リアクトル4aのみを介して接続される。このため、平滑コンデンサ15から直流電源3に大きな突入電流が流れることがない。図4の破線に示すグラフE2に示すように、電源側電圧は一時的に上昇するものの、そのピーク値は、グラフE1のピーク値よりも小さく抑えられる。
The graph E1 shows the change in the power supply voltage VL when not relying on the present technology. In order to turn on the second upper arm transistor 5b that normally operates in addition to the first upper arm transistor 5a that has been turned on, the parallel circuit of the reactors 4a and 4b is used between the DC power supply 3 and the smoothing capacitor 15. It will be connected. For this reason, a large inrush current flows from the smoothing capacitor 15 (650 V was applied) to the DC power supply 3 (maintained at 300 V). As indicated by a solid line graph E1 in FIG. 4, the power supply side voltage temporarily rises to a large value.
A graph E2 indicated by a broken line shows a change in the power supply voltage VL in the case of depending on the present technology. Since only the first upper arm transistor 5a that has been turned on is turned on and the second upper arm transistor 5b that operates normally is kept off, only the reactor 4a is connected between the DC power supply 3 and the smoothing capacitor 15. Connected through. For this reason, a large inrush current does not flow from the smoothing capacitor 15 to the DC power supply 3. As shown in the graph E2 shown by the broken line in FIG. 4, the power supply side voltage temporarily rises, but its peak value is suppressed to be smaller than the peak value of the graph E1.

いずれの場合も、平滑コンデンサ15の電圧が直流電源3の電圧に等しくなれば、突入電流が流れなくなり、平滑コンデンサ15の電圧は直流電源3の電圧に等しくなる。図4の処理では、それまでの間は、正常に動作する上アームスイッチング素子をオフに維持する。   In any case, when the voltage of the smoothing capacitor 15 becomes equal to the voltage of the DC power supply 3, the inrush current stops flowing, and the voltage of the smoothing capacitor 15 becomes equal to the voltage of the DC power supply 3. In the process of FIG. 4, the upper arm switching element that operates normally is kept off until then.

なお、上アームトランジスタ5aがオン故障してから、故障判定されるまでの時間、つまり時刻t1から時刻t2までの時間が短いほど、電源側電圧VL上昇を素早く抑えることができ、より効果的である。   It should be noted that the shorter the time from when the upper arm transistor 5a is turned on to when the failure is determined, that is, the time from time t1 to time t2, the power supply side voltage VL can be suppressed more quickly and more effectively. is there.

上記では、第1コンバータ10aの上アームトランジスタ5aがオン故障した場合について説明したが、第2コンバータ10bの上アームトランジスタ5bがオン故障した場合にも、コントローラ9による同様の制御により、上アームトランジスタ5aが所定時間、オフ状態に保持される。このため、両方のコンバータの上アームトランジスタのオン状態が重なることがなく、突入電流による電源側の素子が破損するのを防ぐことができる。   In the above description, the case where the upper arm transistor 5a of the first converter 10a fails to turn on has been described. However, even when the upper arm transistor 5b of the second converter 10b fails to turn on, the upper arm transistor is controlled by the same control by the controller 9. 5a is kept off for a predetermined time. For this reason, the on-states of the upper arm transistors of both converters do not overlap, and it is possible to prevent the power supply side element from being damaged by the inrush current.

オン故障の監視処理は図2のものに限られない。例えば、特開2007―068305号公報に記載の技術に利用してもよい。その場合は、直流電源の電源側電圧VLと、インバータ側の電圧VHを検出し、図5の処理を実施する。
ステップ21では、インバータ側電圧VHと電源側電圧VLとの電位差の絶対値ΔV1が閾値A以上であるか否かを判定する。Aの値には、コンバータ10a,10bが正常に昇降圧している場合の最少電位差を設定しておく。さらに、上述した目標電圧VPとインバータ側電圧VHとの電位差の絶対値ΔV2が閾値B以下であるか否かを判定する。Bの値には、コンバータ10a,10bが正常に動作している場合の最大誤差を設定しておく。ΔV1がA以上であり、かつΔV2がB以下であれば、コンバータ10a,10bが正常に動作していることが分かる。その場合はステップ25に進む。
ステップ21がNOとなる場合、すなわち、ΔV1<AであるかまたはΔV2>Bの場合は、その継続時間を閾値Cと比較する。オン故障が生じれば、閾値Cをこえることから、ステップ23に進む。閾値Cを超えないうちに正常条件が成立すれば、ステップ25を実行する。コンバータ10a,10bのいずれかでオン故障が発生すれば、ステップ23からステップ24に進み、故障判定フラグがオンされる。
The on failure monitoring process is not limited to that shown in FIG. For example, you may utilize for the technique as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-068305. In that case, the power source side voltage VL of the DC power source and the inverter side voltage VH are detected, and the processing of FIG. 5 is performed.
In step 21, it is determined whether or not the absolute value ΔV1 of the potential difference between the inverter side voltage VH and the power source side voltage VL is greater than or equal to the threshold value A. The value of A is set to the minimum potential difference when the converters 10a and 10b are normally stepped up / down. Further, it is determined whether or not the absolute value ΔV2 of the potential difference between the target voltage VP and the inverter-side voltage VH is equal to or less than the threshold value B. As the value of B, a maximum error when the converters 10a and 10b are operating normally is set. If ΔV1 is equal to or greater than A and ΔV2 is equal to or less than B, it is understood that converters 10a and 10b are operating normally. In that case, go to Step 25.
When step 21 is NO, that is, when ΔV1 <A or ΔV2> B, the duration is compared with the threshold value C. If an on-failure occurs, the threshold value C is exceeded and the process proceeds to step 23. If the normal condition is satisfied before the threshold C is exceeded, step 25 is executed. If an on-failure occurs in either converter 10a or 10b, the process proceeds from step 23 to step 24, and the failure determination flag is turned on.

図5の処理では、第1の上アームトランジスタ5aと第2の上アームトランジスタ5bのいずれにオン故障が生じたのかはわからない。本実施例では、第1コンバータ10aと第2コンバータ10bを同時に同じように制御する。この場合、第1の上アームトランジスタ5aと第2の上アームトランジスタ5bのいずれかにオン故障が生じれば、第1の上アームトランジスタ5aと第2の上アームトランジスタ5bの双方をオフする。第1の上アームトランジスタ5aと第2の上アームトランジスタ5bの双方を共通に制御する場合は、第1の上アームトランジスタ5aと第2の上アームトランジスタ5bのいずれかにオン故障が生じたのが分かればよく、どちらがオン故障したかは不明であってもよい。   In the process of FIG. 5, it is not known which of the first upper arm transistor 5a and the second upper arm transistor 5b has an on failure. In the present embodiment, the first converter 10a and the second converter 10b are simultaneously controlled in the same manner. In this case, if an on failure occurs in either the first upper arm transistor 5a or the second upper arm transistor 5b, both the first upper arm transistor 5a and the second upper arm transistor 5b are turned off. When both the first upper arm transistor 5a and the second upper arm transistor 5b are controlled in common, an on-failure has occurred in either the first upper arm transistor 5a or the second upper arm transistor 5b. May be known, and it may be unclear which is on-failed.

上記実施例では、二つの昇降圧コンバータを並列に接続した電源システムにおける制御について説明した。しかし、本明細書が開示する技術は、3個以上の昇降圧コンバータを並列に接続した電源システムに適用することも可能である。その場合、3個以上の昇降圧コンバータのうち、1個の昇降圧コンバータについて、上アームトランジスタにオン故障が生じたと判定された場合に、他の2個以上の昇降圧コンバータの上アームトランジスタを一定時間オフ状態に保持することで、二次的故障を防ぐことができる。   In the above embodiment, the control in the power supply system in which two buck-boost converters are connected in parallel has been described. However, the technique disclosed in this specification can also be applied to a power supply system in which three or more buck-boost converters are connected in parallel. In that case, when it is determined that one of the three or more buck-boost converters has an ON failure in one of the buck-boost converters, the other two or more buck-boost converter upper arm transistors are connected. By maintaining the off state for a certain period of time, a secondary failure can be prevented.

上記実施例では、オン故障判定において、電源側電圧とインバータ側電圧の電位差、および出力側目標電圧と実測値の差によって、上アームトランジスタのオン故障を判定する構成とした。しかし、オン故障判定は、これに限定されず、周知のあらゆるオン故障判定が適用可能である。   In the above-described embodiment, in the on-failure determination, the on-failure of the upper arm transistor is determined based on the potential difference between the power supply side voltage and the inverter side voltage and the difference between the output side target voltage and the actually measured value. However, the on-failure determination is not limited to this, and any known on-failure determination can be applied.

実施例の電源システム2は、故障検出装置12がいずれかの昇降圧コンバータの上アームトランジスタのオン故障を検出したときに、コントローラ9がその他の昇降圧コンバータの上アームトランジスタを所定時間オフ状態に保持する。ここで、「所定時間」には、発生する突入電流が十分に小さくなるまでの時間が設定される。その時間は、リアクトル4a、4bの特性や、平滑コンデンサ15の特性に依存して定められる。   In the power supply system 2 of the embodiment, when the failure detection device 12 detects the on-failure of the upper arm transistor of any of the buck-boost converters, the controller 9 turns off the upper arm transistors of other buck-boost converters for a predetermined time. Hold. Here, the “predetermined time” is set to a time until the generated inrush current becomes sufficiently small. The time is determined depending on the characteristics of the reactors 4 a and 4 b and the characteristics of the smoothing capacitor 15.

なお、上記実施例のトランジスタ5a、6a、5b、6b、が請求項の「スイッチング素子」の一例に相当する。「スイッチング素子」はIGBTに限られない。請求項の「スイッチング素子」は、例えばMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、その他の素子であってもよい。   The transistors 5a, 6a, 5b, and 6b in the above-described embodiments correspond to an example of “switching element” in the claims. The “switching element” is not limited to the IGBT. The “switching element” in the claims may be, for example, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or other elements.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

2: 電源システム
3: 直流電源
4a,4b: リアクトル
5a,6a,5b,6b:トランジスタ
7a,8a,7b,8b:ダイオード
9: コントローラ
10a: 第1昇降圧コンバータ
10b: 第2昇降圧コンバータ
12: 故障検出装置
12a,12b: 電流計
13: システムメインリレー
14: フィルタコンデンサ
15: 平滑コンデンサ
17a: 電源側正極端
17b: 電源側負極端
18a: インバータ側正極端
18b: インバータ側負極端
20: インバータ
30: モータ
100: 電気自動車
2: Power supply system 3: DC power supplies 4a, 4b: Reactors 5a, 6a, 5b, 6b: Transistors 7a, 8a, 7b, 8b: Diode 9: Controller 10a: First buck-boost converter 10b: Second buck-boost converter 12: Failure detection devices 12a and 12b: Ammeter 13: System main relay 14: Filter capacitor 15: Smoothing capacitor 17a: Power supply side positive end 17b: Power supply side negative end 18a: Inverter side positive end 18b: Inverter side negative end 20: Inverter 30 : Motor 100: Electric car

Claims (1)

直流電源と、インバータと、前記直流電源と前記インバータの間に並列に接続されている複数個の昇降圧コンバータと、故障検出装置と、コントローラを備えており、
前記昇降圧コンバータの各々は、前記直流電源の正極に接続される電源側正極端と、前記直流電源の負極に接続される電源側負極端と、前記インバータの正極に接続されるインバータ側正極端と、前記インバータの負極に接続されるインバータ側負極端と、前記インバータ側正極端と前記インバータ側負極端の間に直列に接続されている2個のスイッチング素子と、一端が前記電源側正極端に接続されているとともに他端が前記2個のスイッチング素子の接続部に接続されているリアクトルを備えており、
前記故障検出装置は、いずれかの前記昇降圧コンバータの前記インバータ側正極端側の前記スイッチング素子(上アームスイッチング素子)がオン故障したことを検出し、
前記故障検出装置がいずれかの前記昇降圧コンバータの上アームスイッチング素子のオン故障を検出した時に、前記コントローラがその他の前記昇降圧コンバータの上アームスイッチング素子を所定時間オフ状態に保持する、電源システム。
A DC power supply, an inverter, a plurality of buck-boost converters connected in parallel between the DC power supply and the inverter, a failure detection device, and a controller;
Each of the step-up / step-down converters includes a power supply-side positive end connected to the positive electrode of the DC power supply, a power supply-side negative end connected to the negative electrode of the DC power supply, and an inverter-side positive end connected to the positive electrode of the inverter An inverter-side negative end connected to the negative electrode of the inverter, two switching elements connected in series between the inverter-side positive end and the inverter-side negative end, and one end of the power source-side positive end And a reactor having the other end connected to the connecting portion of the two switching elements,
The failure detection device detects that the switching element (upper arm switching element) on the inverter positive side of one of the buck-boost converters has failed on,
When the failure detection device detects an on-failure of the upper arm switching element of any one of the buck-boost converters, the controller holds the other upper arm switching elements of the other buck-boost converters in an off state for a predetermined time. .
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