JP2016144233A - Signal generation circuit, voltage conversion device and signal generation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、設定された値に応じたデューティを有する信号を発生する発生部と、目標の値に応じて発生部に設定可能な値を設定する制御部とを備える信号発生回路、電圧変換装置及び信号発生方法に関する。 The present invention relates to a signal generation circuit and a voltage conversion device including a generation unit that generates a signal having a duty according to a set value, and a control unit that sets a value that can be set in the generation unit according to a target value. And a signal generation method.
従来、スイッチング素子をPWM信号で駆動することによって電圧を変換する電圧変換装置が広く利用されている。このPWM制御方式の電圧変換装置では、例えば電圧の目標値に基づいて電圧指令値を算出し、算出した電圧指令値に応じた値をPWM信号の発生部に設定することによって、設定された値に応じたデューティのPWM信号を発生する。このように、スイッチング素子を駆動するPWM信号のデューティを電圧の目標値に応じて変化させることにより、電圧の目標値に応じた出力電圧が得られる。 Conventionally, a voltage converter that converts a voltage by driving a switching element with a PWM signal has been widely used. In this PWM control type voltage conversion device, for example, a voltage command value is calculated based on a voltage target value, and a value corresponding to the calculated voltage command value is set in a PWM signal generator, thereby setting the set value. A PWM signal having a duty corresponding to the frequency is generated. Thus, by changing the duty of the PWM signal for driving the switching element in accordance with the target value of voltage, an output voltage corresponding to the target value of voltage can be obtained.
ここで、PWM信号の生成部に設定可能な値(以下、設定可能値という)の最小の増分(即ち最小単位)が比較的大きい場合は、目標値の変化に対してPWM信号のデューティを滑らかに変化させることができなくなり、出力電圧が階段状に変化することとなる。また例えば、PWM制御による操作量としてPWM信号の生成部に設定すべき目標の値が算出される場合、目標の値の最小の増分よりも設定可能値の最小の増分の方が大きいときは、目標値の変化及び負荷変動に対してPWM信号のデューティを滑らかに変化させることができなくなり、出力電圧に誤差が生じる。 Here, when the minimum increment (that is, the minimum unit) of a value that can be set in the PWM signal generation unit (hereinafter referred to as a settable value) is relatively large, the duty of the PWM signal is smoothed with respect to a change in the target value. Therefore, the output voltage changes stepwise. Further, for example, when the target value to be set in the PWM signal generation unit is calculated as the operation amount by the PWM control, when the minimum increment of the settable value is larger than the minimum increment of the target value, The duty of the PWM signal cannot be smoothly changed with respect to the change of the target value and the load fluctuation, and an error occurs in the output voltage.
これに対し、特許文献1には、PWM信号のオン/オフ時間をPWM制御の1周期毎に演算する際に、電圧指令値を被除数とする除算の剰余を切り捨てて演算することによってオン/オフ時間を算出し、算出結果に基づいてPWMパルスを出力するPWMインバータが開示されている。上記の演算で生じた剰余は、オン/オフ時間に反映されずに切り捨てられた電圧指令値に相当する。
On the other hand, in
このPWMインバータでは、切り捨てた剰余を次の周期以降の演算における電圧指令値に順次加算することにより、前回の演算でオン/オフ時間に反映されなかった剰余が次回の演算の際に新たなオン/オフ時間に反映され、その際の剰余が更に次の演算に反映されることが繰り返される。このため、PWM信号の発生部に対して設定されるオン/オフ時間の平均値を、本来設定されるべき目標のオン/オフ時間に近づけることができる。つまり、発生部に設定される値の最小の増分を、平均的には実際の増分よりも小さくすることができる。 In this PWM inverter, the remainder that is not reflected in the on / off time in the previous computation is newly added to the next computation by adding the rounded down remainder to the voltage command value in the computation after the next cycle. / It is reflected in the off time, and it is repeated that the remainder at that time is further reflected in the next calculation. For this reason, the average value of the on / off time set for the PWM signal generation unit can be brought close to the target on / off time to be originally set. That is, the minimum increment of the value set in the generation unit can be made smaller than the actual increment on average.
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、PWM制御の1周期毎に除算を含む演算を実行してPWM信号のオン/オフ時間を決定するため、1周期毎に多大な処理負荷が発生する。このため、処理能力が低い安価なマイクロコンピュータでは、目標値の変化が比較的少ない場合であっても、上記の演算処理と通信等の他の処理とを並列的に、且つ安定的に実行することができない虞があった。
However, in the technique disclosed in
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、設定された値に応じたデューティを有する信号を周期的に発生する発生部に設定する値の最小の増分を、比較的小さい処理負荷で実際の増分よりも実質的に小さくすることが可能な信号発生回路、電圧変換装置及び信号発生方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to reduce the minimum increment of the value set in the generator that periodically generates a signal having a duty corresponding to the set value. Another object of the present invention is to provide a signal generation circuit, a voltage conversion device, and a signal generation method that can be made substantially smaller than an actual increment with a relatively small processing load.
本発明に係る信号発生回路は、設定された値に応じたデューティを有する信号を周期的に発生する発生部と、所定の値に応じて前記発生部に設定可能な設定可能値を前記信号の1周期毎に設定する制御部とを備える信号発生回路において、前記制御部は、前記信号のN周期(Nは2以上の自然数)毎に、前記所定の値に最も近い設定可能値及び2番目に近い設定可能値を特定する手段と、該手段が特定した2つの設定可能値及び前記所定の値夫々の大きさに基づいて、前記2つの設定可能値の中からN個の設定可能値を前記発生部に設定すべく決定する決定手段とを有することを特徴とする。 The signal generation circuit according to the present invention includes a generation unit that periodically generates a signal having a duty corresponding to a set value, and a settable value that can be set in the generation unit according to a predetermined value. A signal generation circuit including a control unit that is set for each period, the control unit is configured to set a value that is closest to the predetermined value and a second value every N cycles (N is a natural number of 2 or more) of the signal. N setstable values out of the two settable values are determined based on the means for specifying a settable value close to, the two settable values specified by the means and the size of each of the predetermined values. And determining means for determining to be set in the generating section.
本発明に係る信号発生回路は、前記決定手段は、前記N個の設定可能値を、M個(Mは2≦M≦Nを満たす自然数)の設定可能値の平均的な値が前記所定の値に最も近くなるように順次決定するようにしてあることを特徴とする。 In the signal generation circuit according to the present invention, the determining means may determine the N settable values and an average value of M settable values (M is a natural number satisfying 2 ≦ M ≦ N) as the predetermined value. It is characterized in that it is determined sequentially so as to be closest to the value.
本発明に係る信号発生回路は、前記決定手段は、前記N個の設定可能値を、各設定可能値の平均的な値が、前記所定の値に最も近くなるように決定するようにしてあることを特徴とする。 In the signal generation circuit according to the present invention, the determining means determines the N settable values such that an average value of each settable value is closest to the predetermined value. It is characterized by that.
本発明に係る信号発生回路は、所定の値及びN個の設定可能値の対応関係を記憶する記憶部を備え、該記憶部は、N個の設定可能値を、各設定可能値の平均的な値が、対応する所定の値に最も近くなるように予め決定して記憶してあり、前記決定手段は、前記所定の値に対応するN個の設定可能値を前記記憶部の記憶情報から決定するようにしてあることを特徴とする。 The signal generation circuit according to the present invention includes a storage unit that stores a correspondence between a predetermined value and N settable values, and the storage unit generates N settable values as an average of each settable value. A predetermined value is determined in advance so as to be closest to the corresponding predetermined value, and the determining means obtains N settable values corresponding to the predetermined value from the storage information of the storage unit. It is characterized by being determined.
本発明に係る信号発生回路は、前記制御部は、前記決定手段が決定したN個の設定可能値を前記信号の1周期毎に前記記憶部から順次読み出して前記発生部に設定するようにしてあることを特徴とする。 In the signal generation circuit according to the present invention, the control unit sequentially reads out N settable values determined by the determination unit from the storage unit for each cycle of the signal and sets the values in the generation unit. It is characterized by being.
本発明に係る電圧変換装置は、上述の信号発生回路と、該信号発生回路が発生した信号のデューティに応じたスイッチングによって電圧を変換する電圧変換回路と、該電圧変換回路が変換した電圧を検出する検出部とを備える電圧変換装置であって、前記信号発生回路が備える制御部は、前記検出部が検出した電圧に基づくPWM制御により、前記所定の値を算出する手段を有することを特徴とする。 The voltage conversion device according to the present invention detects the voltage converted by the voltage conversion circuit, the voltage conversion circuit converting the voltage by switching according to the duty of the signal generated by the signal generation circuit, and the voltage conversion circuit The control unit included in the signal generation circuit includes means for calculating the predetermined value by PWM control based on the voltage detected by the detection unit. To do.
本発明に係る信号発生方法は、設定された値に応じたデューティを有する信号を周期的に発生する発生部と、所定の値に応じて前記発生部に設定可能な設定可能値を前記信号の1周期毎に設定する制御部とを備える信号発生回路で前記信号を発生させる方法において、前記信号のN周期(Nは2以上の自然数)毎に、前記所定の値に最も近い設定可能値及び2番目に近い設定可能値を特定し、特定した2つの設定可能値及び前記所定の値夫々の大きさに基づいて、前記2つの設定可能値の中からN個の設定可能値を前記発生部に設定すべく決定することを特徴とする。 The signal generation method according to the present invention includes a generation unit that periodically generates a signal having a duty corresponding to a set value, and a settable value that can be set in the generation unit according to a predetermined value. In a method of generating the signal by a signal generation circuit including a control unit that sets every cycle, a settable value closest to the predetermined value for every N cycles (N is a natural number of 2 or more) of the signal, and The second settable value is specified, and N settable values are selected from the two settable values based on the two specified settable values and the size of the predetermined value. It is characterized by determining to set to.
本発明にあっては、所定の値が、発生部に設定すべき目標の値であり、制御部は、目標の値に応じて発生部に設定可能な設定可能値を決定して設定する。具体的には、制御部は、発生部が発生する信号のN周期毎に、目標の値に最も近い設定可能値及び2番目に近い設定可能値を特定し、特定した2つの設定可能値の大きさと目標の値の大きさとを比較した結果により、特定した2つの設定可能値の中からN個の設定可能値を決定して、上記信号の1周期毎に1つずつ設定部に設定する。
これにより、制御部が決定するN個の設定可能値について目標の値に最も近い設定可能値及び2番目に近い設定可能値の割合が適宜決定されるため、N個の設定可能値の平均的な値が、設定可能値の最小の増分よりもきめ細かく調整される。
In the present invention, the predetermined value is a target value to be set in the generation unit, and the control unit determines and sets a settable value that can be set in the generation unit according to the target value. Specifically, the control unit identifies the settable value closest to the target value and the second settable value for each N cycles of the signal generated by the generation unit, and sets the two specified settable values. Based on the result of comparison between the magnitude and the target value, N settable values are determined from the two specified settable values, and set in the setting unit one by one for each period of the signal. .
Accordingly, the ratio of the settable value closest to the target value and the settable value closest to the second value is appropriately determined for the N settable values determined by the control unit, and thus the average of the N settable values is determined. Value is finer-tuned than the smallest increment of the settable value.
本発明にあっては、制御部が決定するN個の設定可能値について、目標の値に最も近い設定可能値を1個目の設定可能値と決定し、1個目からM個目(2≦M≦N)までの設定可能値の平均的な値が目標の値に最も近くなるように、M個目の設定可能値を決定することをN−1回だけ繰り返す。
これにより、信号のN周期中のどの周期にあっても、第1周期からその周期までに発生部に設定された設定可能値の平均的な値が目標の値に最も近くなる。
In the present invention, for the N settable values determined by the control unit, the settable value closest to the target value is determined as the first settable value, and the first to Mth (2 The determination of the Mth settable value is repeated N−1 times so that the average value of the settable values up to ≦ M ≦ N) is closest to the target value.
Thereby, in any period of N periods of the signal, the average value of the settable values set in the generation unit from the first period to the period becomes closest to the target value.
本発明にあっては、制御部が決定するN個の設定可能値について、N個全ての設定可能値の平均的な値が目標の値に最も近くなるようにN個の設定可能を決定する。
これにより、信号のN周期全体について、発生部に設定されたN個の設定可能値の平均的な値が目標の値に最も近くなる。
In the present invention, for the N settable values determined by the control unit, N settable values are determined so that the average value of all the N settable values is closest to the target value. .
As a result, the average value of the N settable values set in the generation unit is closest to the target value for the entire N period of the signal.
本発明にあっては、その平均的な値が目標の値に最も近くなるように予め算出されたN個の設定可能値と、目標の値との対応関係が記憶部に記憶されている。制御部は、発生部に設定すべき目標の値に対応するN個の設定可能値を記憶部の記憶情報から決定する。
これにより、目標の値に応じて決定すべきN個の設定可能値が、制御部による制御の実行時に容易に決定される。
In the present invention, the correspondence between the N settable values calculated in advance so that the average value is closest to the target value and the target value is stored in the storage unit. The control unit determines N settable values corresponding to the target value to be set in the generation unit from the storage information in the storage unit.
Thereby, N settable values to be determined according to the target value are easily determined when the control unit executes the control.
本発明にあっては、制御部は、記憶部からN個の設定可能値を順次読み出して発生部に設定する。
これにより、記憶部の記憶情報が、順次発生部に設定される。
In the present invention, the control unit sequentially reads N settable values from the storage unit and sets them in the generation unit.
Thereby, the storage information of the storage unit is sequentially set in the generation unit.
本発明にあっては、上述の信号発生回路が発生した信号のデューティに応じたスイッチングによって電圧変換回路が電圧を変換し、変換された電圧に基づくPWM制御により、信号発生回路の制御部が発生部に設定すべき目標の値を算出する。
これにより、信号を周期的に発生する発生部に設定する値の最小の増分を、比較的小さい処理負荷で実際の増分よりも実質的に小さくすることが可能な信号発生回路が電圧変換装置に適用されて、出力電圧の精度が向上する。
In the present invention, the voltage conversion circuit converts the voltage by switching according to the duty of the signal generated by the signal generation circuit described above, and the control unit of the signal generation circuit is generated by PWM control based on the converted voltage. The target value to be set for the part is calculated.
As a result, a signal generation circuit capable of making the minimum increment of the value set in the generator that periodically generates a signal substantially smaller than the actual increment with a relatively small processing load is provided in the voltage converter. Applied, the accuracy of the output voltage is improved.
本発明によれば、制御部が決定するN個の設定可能値について目標の値に最も近い設定可能値及び2番目に近い設定可能値の割合が適宜決定されるため、N個の設定可能値の平均的な値が、設定可能値の最小の増分よりもきめ細かく調整される。
従って、設定された値に応じたデューティを有する信号を周期的に発生する発生部に設定する値の最小の増分を、比較的小さい処理負荷で実際の増分よりも実質的に小さくすることが可能となる。
According to the present invention, for the N settable values determined by the control unit, the ratio of the settable value closest to the target value and the second closest settable value is appropriately determined. Is adjusted more finely than the smallest increment of the settable value.
Therefore, the minimum increment of the value set in the generator that periodically generates a signal having a duty corresponding to the set value can be made substantially smaller than the actual increment with a relatively small processing load. It becomes.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る信号発生回路を備える電圧変換装置の構成例を示すブロック図である。図中1aは信号発生回路であり、信号発生回路1aは、デューティが変化するPWM信号を発生して電圧変換回路2に与える。電圧変換回路2は、外部のバッテリ3の電圧を変換して外部の負荷4に供給する。ここでは電圧変換回路2がバッテリ3の電圧を降圧するが、バッテリ3の電圧を昇圧又は昇降圧するものであってもよい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a voltage conversion apparatus including a signal generation circuit according to
信号発生回路1aは、CPU11を有するマイクロコンピュータからなる。CPU11は、プログラム等の情報を記憶するROM12a、一時的に発生した情報を記憶するRAM13a、アナログの電圧をデジタルの電圧値に変換するA/D変換器14(検出部に相当)、PWM信号を発生するPWM回路(発生部に相当)15、及び複数の割込要求を処理する割込コントローラ16と互いにバス接続されている。信号発生回路1aのうち、PWM回路15を除いたものが制御部10aであるが、PWM回路15が制御部10aに含まれていてもよい。
The signal generation circuit 1a is composed of a microcomputer having a
RAM13aは、PWM回路15が有するレジスタバッファ151に対して転送されるべき複数のデータが記憶されたデューティデータテーブル131を含んでいる。デューティデータテーブル131に記憶されたデータは、割込コントローラ16が制御する後述の割込処理にて、順次レジスタバッファ151に設定されるようになっている。
The
PWM回路15は、レジスタバッファ151の内容が周期的にロードされるデューティレジスタ152と、デューティレジスタ152の内容に応じたデューティのPWM信号を生成するPWM信号生成部153とを有する。PWM信号生成部153は、デューティレジスタ152に対してレジスタバッファ151の内容をロードするためのロード信号を与える。
The
PWM信号生成部153は、不図示の内部クロックと、デューティレジスタ152の内容とに基づいて、内部クロックの周期の整数倍のオン時間を有するPWM信号を生成する。PWM信号生成部153が生成したPWM信号は、電圧変換回路2に与えられると共に、割込要求の1つとして割込コントローラ16に与えられる。
The PWM
割込コントローラ16は、複数の割込要求を受け付け可能に構成されており、何れかの割込要求を受け付けた場合、CPU11に対してインタラプトを要求する信号(所謂INT信号)を与え、CPU11からアクノレッジ信号(所謂INTA信号)が与えられたときに、各割込要求に対応する割込ベクタをバスに送出する。バスに送出された割込ベクタがCPU11に読み込まれた場合、CPU11が各割込要求に対応する割込処理を実行するようになっている。
The interrupt
電圧変換回路2は、ドレインがバッテリ3の正極端子に接続されたNチャネル型のMOSFET(以下、単にFETという)21と、該FET21のソース及びバッテリ3の負極端子夫々にドレイン及びソースが接続されたFET22と、PWM回路15のPWM信号生成部153から与えられたPWM信号に基づいてFET21及びFET22夫々のゲートに駆動信号を与える駆動回路26とを備える。
In the
FET22のドレイン及びソース間には、インダクタ23及び抵抗器24の直列回路を介して負荷4が接続されている。負荷4には、コンデンサ25が並列に接続されている。抵抗器24及びコンデンサ25の接続点の電圧が、A/D変換器14に与えられる。抵抗器24の両端には電流検出器27が接続されており、電流検出器27の検出電圧がA/D変換器14に与えられる。
A
上述の構成において、信号発生回路1aのCPU11は、例えば電圧ループ制御及び電流ループ制御を並列的に実行する電流モード制御方式によって負荷4に供給する電圧を制御する。電圧ループ制御では、CPU11は負荷4に供給された出力電圧をA/D変換器14で変換したデジタルの電圧値を、目標の電圧値から減算した偏差に基づいて、後段の電流ループ制御で目標の電流値となる操作量を演算する。この電圧ループ制御では、電圧変換回路2が出力する電圧が制御量である。
In the above configuration, the
電流ループ制御では、CPU11は電流検出器27の検出電圧をA/D変換器14で変換したデジタルの電流値を、前段の電圧ループ制御からの目標の電流値から減算した偏差に基づいて、PWM回路15に対する操作量を演算する。CPU11は更に、演算した操作量(所定の値に相当:以下、目標の値という)に応じてPWM回路15に設定可能な設定可能値(以下、単に設定値という)を決定する。PWM回路15は、決定された設定値が設定されることにより、設定値に応じたデューティのPWM信号を発生する。この電流ループ制御では、電圧変換回路2が出力する電流が制御量である。
In the current loop control, the
ここで、電圧変換装置の出力電圧及び出力電流が時間的に比較的穏やかに変動する場合、上記の電圧ループ制御及び電流モード制御の制御周期をPWM周期のN倍(Nは2以上の自然数)の周期で行っても十分であると言える。そこで本実施の形態1では、PWM周期のN周期毎にPWM回路15に対するN個の設定値をまとめて決定してデューティデータテーブル131に記憶しておき、PWM周期で発生する割込処理にて1周期毎に1つの設定値をPWM回路15に設定する。以下では、簡単のためにN=3とする。
Here, when the output voltage and output current of the voltage conversion device fluctuate relatively gently in time, the control cycle of the voltage loop control and the current mode control is N times the PWM cycle (N is a natural number of 2 or more). It can be said that it is sufficient to go with a period of. In the first embodiment, therefore, N set values for the
次に、PWM信号生成部153がデューティレジスタ152の内容に応じたPWM信号を生成する仕組みについて説明する。
図2は、本発明の実施の形態1に係る信号発生回路1aの動作を説明するためのタイミング図である。図2に示す5つのタイミング図は、何れも同一の時間軸を横軸としてあり、縦軸には、図の上から、生成されるPWM信号の信号レベル、PWM周期で実行される割込処理の実行状態、レジスタバッファ151の内容、レジスタバッファ151の内容をデューティレジスタ152にロードするためのロード信号のオン/オフ状態、及びデューティレジスタ152の内容を示してある。
Next, a mechanism in which the PWM
FIG. 2 is a timing diagram for explaining the operation of the signal generation circuit 1a according to the first embodiment of the present invention. The five timing charts shown in FIG. 2 all have the same time axis as the horizontal axis, and the vertical axis indicates the interrupt signal level and the interrupt processing executed at the PWM cycle from the top of the figure. , The contents of the
PWM信号は、時刻t21からt22まで、時刻t22からt23まで、及び時刻t23からt31までの夫々が、N周期(N=3)における第1周期、第2周期、及び第3周期であり、信号レベルがH(ハイ)であるオン時間が夫々時間T21、T22及びT23である。時刻t13からt21までは、1つ前のN周期における第3周期であり、オン時間は時間T13である。PWM信号の各周期における信号レベルがHからLに変化する時の立ち下がりが、割込コントローラ16に対する割込要求として受け付けられて割込処理が1回実行される。
The PWM signal includes the first period, the second period, and the third period in N periods (N = 3) from time t21 to t22, from time t22 to t23, and from time t23 to t31. The on-time when the level is H (high) is times T21, T22, and T23, respectively. From time t13 to t21 is the third period in the previous N period, and the on-time is time T13. The fall when the signal level in each cycle of the PWM signal changes from H to L is accepted as an interrupt request to the interrupt
具体的には、時刻t13、t21、t22及びt23夫々から時間T13、T21、T22及びT23が経過した時に割込処理が1回だけ実行される。このうち、第3周期における割込処理は、第1周期及び第2周期における割込処理と比較して、次のN周期のための設定値をまとめて算出するための時間だけ実行時間が長くなる。算出された設定値は、デューティデータテーブル131における第1アドレスから第3アドレスまでの連続した記憶領域に、夫々第1設定値、第2設定値及び第3設定値として記憶される。 Specifically, the interrupt process is executed only once when the times T13, T21, T22, and T23 have elapsed from the times t13, t21, t22, and t23, respectively. Of these, the interrupt processing in the third cycle is longer in execution time than the interrupt processing in the first cycle and the second cycle by the time for collectively calculating the set values for the next N cycles. Become. The calculated set values are stored in the continuous storage area from the first address to the third address in the duty data table 131 as the first set value, the second set value, and the third set value, respectively.
デューティデータテーブル131に記憶された第1設定値、第2設定値及び第3設定値夫々は、各設定値が記憶されたときの第3周期における割込処理、並びに次のN周期における第1周期及び第2周期夫々における割込処理により順次読み出されて、レジスタバッファ151に設定される。これにより、第1周期、第2周期及び第3周期夫々における割込処理では、レジスタバッファ151の内容が、第2設定値、第3設定値及び次のN周期のための第1設定値に書き替えられる。
The first set value, the second set value, and the third set value stored in the duty data table 131 are the interrupt process in the third period when each set value is stored, and the first set value in the next N period. Data are sequentially read out by interrupt processing in each of the period and the second period, and set in the
一方、PWM信号の信号レベルがLからHに変化する時の立ち上がり、即ち時刻t13、t21、t22、t23、及びt31で、PWM信号生成部153からデューティレジスタ152に対してレジスタバッファ151の内容をロードするためのロード信号が与えられる。これにより、第1周期、第2周期及び第3周期夫々の間、デューティレジスタ152の内容は第1設定値、第2設定値及び第3設定値に保持される。この内容によって第1周期、第2周期及び第3周期夫々におけるPWM信号のオン時間が決定されてデューティが定まる。
On the other hand, at the rise when the signal level of the PWM signal changes from L to H, that is, at times t13, t21, t22, t23, and t31, the contents of the
なお、図2に示す例では、1つ前のN周期における第3周期内に、次のN周期のための3つの設定値を算出したが、この算出が第3周期内に完了しない場合は、デューティデータテーブル131をダブルバッファとして、デューティデータテーブル131に対する書き込みと読み出しとが競合しないようにすればよい。具体的には、連続する第3周期、第1周期及び第2周期の間に3つの設定値を算出して一方のバッファに書き込み、これに続く第3周期、第1周期及び第2周期の間に次の3つの設定値を算出して他方のバッファに書き込むと共に、各周期における割込処理にて一方のバッファから先に算出した3つの設定値を順次読み出すようにすればよい。 In the example shown in FIG. 2, three set values for the next N cycle are calculated within the third cycle of the previous N cycle. However, when this calculation is not completed within the third cycle, The duty data table 131 may be a double buffer so that writing and reading to the duty data table 131 do not compete. Specifically, three set values are calculated and written to one buffer during the third period, the first period, and the second period, and the subsequent third period, the first period, and the second period In the meantime, the next three set values are calculated and written to the other buffer, and the three set values previously calculated from one buffer in the interrupt processing in each cycle may be read sequentially.
次に、目標の値に応じた設定値をPWM回路15に設定する具体例について説明する。
図3は、N個の設定値によってPWM信号の平均的なデューティが定まる動作を説明するための説明図である。図の横軸は時間を表し、縦軸はPWM信号の信号レベルを表す。図3では、3つの連続するN(=3)周期夫々について、PWM周期の第1周期、第2周期及び第3周期におけるPWM信号がオン/オフに変化する様子を示してある。各PWM周期におけるPWM信号は、前半がオンであり、後半がオフである。
Next, a specific example in which the set value corresponding to the target value is set in the
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an operation in which the average duty of the PWM signal is determined by N set values. In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the signal level of the PWM signal. FIG. 3 shows how the PWM signals in the first period, the second period, and the third period of the PWM period change on / off for each of three consecutive N (= 3) periods. The PWM signal in each PWM cycle is on in the first half and off in the second half.
本実施の形態1では、PWM回路15が発生するPWM信号の周期が10μsであり、PWM回路15に設定可能な値の最小の増分が1であって、この増分の1がPWM信号のデューティの3%に対応する。換言すれば、PWM回路15が発生するPWM信号のデューティは、3%刻みで設定が可能である。その一方で、CPU11がPWM回路15に設定すべき目標の値として演算した結果の最小の増分は0.1又はそれ以下であるものとする。この演算は、例えばPID演算であり、演算が行われるタイミング及びPWM回路15に設定値が設定されるタイミングの例は、図2に示した通りである。
PID演算によって目標のデューティが算出される場合は、算出されたデューティの%値の最小の増分を0.3%とし、算出されたデューティに100/3を乗じた値を上記の目標の値とすれば、上記の場合と同じ結果が得られる。
In the first embodiment, the period of the PWM signal generated by the
When the target duty is calculated by PID calculation, the minimum increment of the calculated duty% value is set to 0.3%, and the value obtained by multiplying the calculated duty by 100/3 is set as the target value. Then, the same result as above can be obtained.
図3に示すタイミングにおいて、最初のN周期におけるPID演算の結果が19.4(デューティで言えば19.4×3=58.2%に相当:以下、対応する%値のみを括弧書きで示す)である場合、前述した第1設定値、第2設定値及び第3設定値の夫々が、19(57%)、20(60%)及び19(57%)として決定される。設定値の増分の1がデューティの3%に対応し、デューティの1%が0.1μsに対応するから、各設定値によって次のN周期に発生する各PWM信号のオン時間は、夫々5.7μs、6.0μs及び5.7μsとなり、平均のオン時間が5.8μsとなる。これは即ち平均のデューティが58%になったことを示す。
At the timing shown in FIG. 3, the result of the PID calculation in the first N cycles is 19.4 (corresponding to 19.4 × 3 = 58.2% in terms of duty: hereinafter, only the corresponding% value is shown in parentheses. ), The first set value, the second set value, and the third set value are determined as 19 (57%), 20 (60%), and 19 (57%), respectively. Since the
同様にして、2つ目のN周期におけるPID演算の結果が19.6(58.8%)である場合、第1設定値、第2設定値及び第3設定値の夫々が、19(57%)、20(60%)及び20(60%)として決定される。その結果、各設定値によって次のN周期に発生する各PWM信号のオン時間は、夫々5.7μs、6.0μs及び6.0μsとなり、平均のオン時間が5.9μsとなる。これは即ち平均のデューティが59%になったことを示す。このように、N周期におけるPWM信号の平均のデューティは、1%刻みで設定可能となる。 Similarly, when the result of the PID calculation in the second N cycle is 19.6 (58.8%), each of the first set value, the second set value, and the third set value is 19 (57 %), 20 (60%) and 20 (60%). As a result, the ON time of each PWM signal generated in the next N period depending on each set value is 5.7 μs, 6.0 μs, and 6.0 μs, respectively, and the average on time is 5.9 μs. This indicates that the average duty is 59%. As described above, the average duty of the PWM signal in N cycles can be set in increments of 1%.
次に、目標の値に対応する第1設定値、第2設定値及び第3設定値の決定方法について説明する。
図4は、本発明の実施の形態1に係る信号発生回路1aでN個の設定値を決定する方法を説明するための説明図である。図中「○」はN個(N=3)の設定値を表し、「●」はM個(2≦M≦N)の設定値の平均値を表す。第1設定値については平均値が意味を持たないので、「●」の個数は「○」の個数よりも1つだけ少ない。
Next, a method for determining the first set value, the second set value, and the third set value corresponding to the target value will be described.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method of determining N set values in the signal generation circuit 1a according to the first embodiment of the present invention. In the figure, “◯” represents N (N = 3) set values, and “●” represents an average value of M (2 ≦ M ≦ N) set values. Since the average value has no meaning for the first set value, the number of “●” is one less than the number of “◯”.
目標の値Xに対して、先ず最も近い設定値Y及び2番目に近い設定値Zが特定される。図4の例では、Xより大きく、且つXより1/2以上大きくないYが最初に特定され、ZがY−1と特定される。図4に示す場合とは異なって、Xより小さく、且つXより1/2以上小さくないYが最初に特定される場合(図示を省略)、ZがY+1と特定される。
For the target value X, first, the closest setting value Y and the second closest setting value Z are specified. In the example of FIG. 4, Y that is larger than X and not larger than ½ or more than X is first identified, and Z is identified as
本実施の形態1では、Y及びY−1のうちからN個の設定値が順次決定される。その際に、第1設定値から第M(2≦M≦N)設定値までの平均値が目標の値Xに最も近い値となるように第M設定値が決定される。第1設定値については、第1及び第2設定値の平均値が目標の値Xに最も近くなることを見越して第2設定値よりも先に決定されるため、第1設定値は、常にYと決定される。図4の場合、第2設定値の候補値はY又はY−1である。 In the first embodiment, N set values are sequentially determined from Y and Y-1. At this time, the Mth set value is determined such that the average value from the first set value to the Mth (2 ≦ M ≦ N) set value is the closest value to the target value X. Since the first set value is determined before the second set value in anticipation of the average value of the first and second set values being closest to the target value X, the first set value is always Y is determined. In the case of FIG. 4, the candidate value for the second setting value is Y or Y-1.
第2設定値が決定される場合、第2設定値の2つの候補値夫々と第1設定値との平均値のうち、どちらがXに近いのかが判定される。この場合、2つの候補値はY又はY−1であり、第1設定値はYであるから、Y及びYの平均値であるYと、Y−1及びYの平均値であるY−1/2とを比較してどちらがXに近いのかが判定される。図4の場合は、YよりもY−1/2の方がXに近いため、第2設定値はY−1と決定される。 When the second set value is determined, it is determined which of the two set values of the second set value and the average value of the first set value is closer to X. In this case, since the two candidate values are Y or Y-1 and the first set value is Y, Y which is the average value of Y and Y and Y-1 which is the average value of Y-1 and Y / 2 is compared to determine which is closer to X. In the case of FIG. 4, since Y−1 / 2 is closer to X than Y, the second set value is determined to be Y−1.
第3設定値が決定される場合、第3設定値の2つの候補値夫々と第2設定値及び第1設定値との平均値のうち、どちらがXに近いのかが判定される。この場合、第3設定値の2つの候補値はY又はY−1であり、第2設定値はY−1であり、第1設定値はYであるから、Y、Y−1及びYの平均値であるY−1/3と、Y−1、Y−1及びYの平均値であるY−2/3のうちのどちらがXに近いのかが判定される。図2の場合は、Y−2/3よりもY−1/3の方がXに近いため、第3設定値はY−1/3と決定される。 When the third set value is determined, it is determined which of the two candidate values of the third set value, the average value of the second set value and the first set value, is closer to X. In this case, since the two candidate values of the third set value are Y or Y-1, the second set value is Y-1, and the first set value is Y, Y, Y-1 and Y It is determined which of Y-1 / 3 as an average value and Y-2 / 3 as an average value of Y-1, Y-1 and Y is closer to X. In the case of FIG. 2, since Y-1 / 3 is closer to X than Y-2 / 3, the third set value is determined to be Y-1 / 3.
以上の図2、3及び4では、Nが3の場合について説明したが、Nが2又は4以上の場合についても同様である。以下では、上述したN個の設定値を決定する信号発生回路1aの動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ROM12aに予め格納されている制御プログラムに従って、CPU11により実行される。
図5は、本発明の実施の形態1に係る信号発生回路1aでPWM割込処理を実行するCPU11の処理手順を示すフローチャートであり、図6は、本発明の実施の形態1における設定値決定のサブルーチンに係るCPU11の処理手順を示すフローチャートである。
2, 3 and 4, the case where N is 3 has been described, but the same applies to the case where N is 2 or 4 or more. Hereinafter, the operation of the signal generation circuit 1a for determining the N set values described above will be described with reference to a flowchart showing the operation. The following processing is executed by the
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the
図5におけるループカウンタJと、図6における目標の値X、目標の値に最も近い値Y、2番目に近い値Z、ループカウンタM、M個の設定値の合計値S、値Ay及び値Azは、RAM13aに記憶される。ループカウンタJの初期値はNである。図6の処理で決定された第1、第2及び第3設定値は、デューティデータテーブル131にアドレス順に記憶される。
The loop counter J in FIG. 5, the target value X in FIG. 6, the value Y closest to the target value, the second closest value Z, the loop counter M, the total value S of the M set values, the value Ay and the value Az is stored in the
PWM周期の割込が発生してCPU11の制御が図5の処理に移った場合、CPU11は、ループカウンタJがN(ここでは3)であるか否かを判定し(S10)、Nである場合(S10:YES)、Jを1とする(S11)。その後、CPU11は、負荷4に供給された出力電圧をA/D変換器14で変換したデジタルの出力電圧値を取り込み(S12)、取り込んだ出力電圧値に基づいて電圧ループ制御に係る演算を実行し(S13)、操作量として目標の電流値を算出する。
When the interruption of the PWM cycle occurs and the control of the
その後、CPU11は、電流検出器27の検出電圧をA/D変換器14で変換したデジタルの出力電流値を取り込み(S14)、取り込んだ出力電流値に基づいて電流ループ制御に係る演算を実行し(S15)、操作量としてPWM回路15に設定すべき目標の値Xを算出してRAM13aに記憶する。電流ループ制御を省略するために、ステップS14及びS15を実行しないようにしてもよい。次いで、CPU11は、設定値決定に係るサブルーチンを呼び出して実行する(S16)。
Thereafter, the
設定値決定に係るサブルーチンからリターンした場合、CPU11は、N個の設定値のうちの第J設定値をデューティデータテーブル131から読み出し(S17)、読み出した第J設定値をレジスタバッファ151に設定して(S18)、割り込まれたルーチンにリターンする。
一方、ステップS10でJがNではない場合(S10:NO)、CPU11は、Jを1だけインクリメントした(S19)後、第J設定値をレジスタバッファ151に設定するためにステップS17に処理を移す。
When returning from the subroutine related to setting value determination, the
On the other hand, if J is not N in step S10 (S10: NO), the
図6に移って、PWM割込処理から設定値決定に係るサブルーチンが呼び出された場合、CPU11は、RAM13aに記憶された目標の値Xに最も近い設定値Yを特定する(S21)と共に、2番目に近い設定値Zを特定し(S22)、更に第1設定値をYと決定する(S23)。この時点で、ZはY+1又はY−1の何れか一方に特定される。次いで、CPU11は、ループカウンタMを1とし(S24)、M個の設定値の合計値SをYとする(S25)。
Moving to FIG. 6, when a subroutine related to setting value determination is called from the PWM interrupt processing, the
その後、CPU11は、MがNであるか否かを判定し(S26)、Nである場合(S26:YES)、呼び出されたルーチンにリターンする。MがNではない場合(S26:NO)、CPU11は、Mを1だけインクリメントした(S27)後、(S+Y)/Mの値Ayを算出する(S28)と共に、(S+Z)/Mの値Azを算出する(S29)。ここで算出したAy及びAzは、M個の設定値の平均値になり得る2つの候補値である。
Thereafter, the
次いで、CPU11は、|Ay−X|が|Az−X|以下であるか否かを判定する(S30)。ここでの判定は、上記2つの候補値のうち、何れか目標の値Xに近いのかを判定するものである。|Ay−X|が|Az−X|以下である場合(S30:YES)、CPU11は、第M設定値をYと決定し(S31)、M個の設定値の合計値SをS+Yに置き換えた(S32)後、ステップS26に処理を移す。一方、|Ay−X|が|Az−X|より大きい場合(S30:NO)、CPU11は、第M設定値をZと決定し(S33)、M個の設定値の合計値SをS+Zに置き換えた(S34)後、ステップS26に処理を移す。
Next, the
上述のフローチャートでは、目標の値Xに最も近い設定値Yと共に2番目に近い設定値Zを先に特定して、Zの値(Y+1又はY−1)をRAM13aに記憶したが、この方法に限定されるものではない。例えば、第M設定値を決定する際に、第1設定値から第M−1設定値までの平均値を算出しておき、この平均値と目標の値Xとの大小関係を判定することによって、ZがY+1であるのか、又はY−1であるのかを都度特定するようにしてもよい。
In the above-described flowchart, the setting value Z closest to the target value X and the setting value Z closest to the second are specified first, and the value of Z (Y + 1 or Y-1) is stored in the
次に、上述のようにして決定されたN個の設定値の複数の例について説明する。
図7は、本発明の実施の形態1に係る信号発生回路1aで目標の値に応じて決定されたN個の設定値の一覧を示す図表である。目標の値は、小数以下2桁の数値で表されるものとする。例えば目標の値が0.00から0.17の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々0、0及び0と決定される。この場合、N個の設定値の平均値は0.00であり、これによるPWM信号のデューティの平均値は0%となり、オン時間は0.0μsである。目標の値が0.17から0.50の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々0、1及び0と決定され、N個の設定値の平均値は四捨五入して0.33であり、これによるPWM信号のデューティの平均値は1%となり、オン時間は0.1μsである。
Next, a plurality of examples of the N set values determined as described above will be described.
FIG. 7 is a chart showing a list of N set values determined according to the target value in the signal generation circuit 1a according to the first embodiment of the present invention. The target value is represented by a numerical value with two decimal places. For example, when the target value is in the range of 0.00 to 0.17, the first, second, and third set values are determined as 0, 0, and 0, respectively. In this case, the average value of the N set values is 0.00, the average value of the duty of the PWM signal thereby becomes 0%, and the ON time is 0.0 μs. When the target value is in the range of 0.17 to 0.50, the first, second and third set values are determined as 0, 1 and 0, respectively, and the average value of the N set values is rounded off. Therefore, the average value of the duty of the PWM signal is 1%, and the ON time is 0.1 μs.
目標の値が0.50から0.83の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々0、1及び1と決定され、N個の設定値の平均値は0.67であり、これによるPWM信号のデューティの平均値は2%となり、オン時間は0.2μsである。目標の値が0.83から1.17の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々1、1及び1と決定され、N個の設定値の平均値は1.00であり、これによるPWM信号のデューティの平均値は3%となり、オン時間は0.3μsである。以下同様に、目標の値が1だけ大きくなる毎に、N個の設定値及びその平均値が1だけ大きくなり、デューティの平均値が3%だけ大きくなり、オン時間の平均値が0.3μsだけ長くなる。 When the target value is in the range of 0.50 to 0.83, the first, second, and third set values are determined as 0, 1, and 1, respectively, and the average value of the N set values is 0. The average value of the duty of the PWM signal is 2%, and the ON time is 0.2 μs. When the target value is in the range of 0.83 to 1.17, the first, second, and third set values are determined as 1, 1, and 1, respectively, and the average value of the N set values is 1 The average value of the duty of the PWM signal is 3%, and the ON time is 0.3 μs. Similarly, every time the target value increases by 1, the N set values and their average values increase by 1, the average duty value increases by 3%, and the on-time average value becomes 0.3 μs. Only get longer.
特に図3に対応する場合について言えば、目標の値が19.17から19.50の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々19、20及び19と決定され、N個の設定値の平均値は19.33であり、これによるPWM信号のデューティの平均値は58%となり、オン時間は5.8μsである。また、目標の値が19.50から19.83の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々19、20及び20と決定され、N個の設定値の平均値は19.66であり、これによるPWM信号のデューティの平均値は59%となり、オン時間は5.9μsである。 Particularly in the case corresponding to FIG. 3, when the target value is in the range of 19.17 to 19.50, the first, second, and third set values are determined as 19, 20, and 19, respectively. The average value of the N set values is 19.33, the average value of the duty of the PWM signal is 58%, and the ON time is 5.8 μs. When the target value is in the range of 19.50 to 19.83, the first, second, and third set values are determined as 19, 20, and 20, respectively, and an average value of N set values Is 19.66, the average value of the duty of the PWM signal is 59%, and the ON time is 5.9 μs.
以上のように本実施の形態1によれば、制御部10aの中枢として機能するCPU11は、PWM回路15に設定すべき目標の値Xに応じてPWM回路15に設定可能な設定値を決定して設定する。具体的には、CPU11は、PWM回路15が有するPWM信号生成部153が発生するPWM信号のN(=3)周期毎に、目標の値Xに最も近い設定値Y及び2番目に近い設定値Zを特定し、特定したY及びZの大きさとXの大きさとを比較した結果により、Y及びZの中からN個の設定値を決定して、上記PWM信号の1周期毎に1つずつPWM回路15に設定する。
これにより、CPU11が決定するN個の設定値について目標の値Xに最も近い設定値Y及び2番目に近い設定値Zの割合が適宜特定されるため、N個の設定値の平均的な値が、PWM回路15に設定可能な値の最小の増分よりもきめ細かく調整される。
従って、設定された値に応じたデューティを有する信号を周期的に発生するPWM回路(発生部)15に設定する値の最小の増分を、比較的小さい処理負荷で実際の増分よりも実質的に小さくすることが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the
Thereby, since the ratio of the setting value Y closest to the target value X and the setting value Z closest to the second among the N setting values determined by the
Accordingly, the minimum increment of the value set in the PWM circuit (generator) 15 that periodically generates a signal having a duty corresponding to the set value is substantially smaller than the actual increment with a relatively small processing load. It can be made smaller.
また、実施の形態1によれば、CPU11が決定するN個の設定値について、目標の値Xに最も近い設定値Yを第1設定値と決定し、第1設定値から第M設定値(2≦M≦N)までの平均的な値が目標の値Xに最も近くなるように、第M設定値を決定することをN−1回だけ繰り返す。
従って、PWM信号のN周期中のどの周期にあっても、第1周期からその周期までにPWM回路15に設定された設定値の平均的な値を目標の値Xに最も近い値にすることが可能となる。
Further, according to the first embodiment, for the N set values determined by the
Therefore, the average value of the set values set in the
(実施の形態2)
実施の形態1が、第1設定値及び第M設定値(2≦M≦N)を直接的に順次決定する形態であるのに対し、実施の形態2は、M個の設定値のうち目標の値に2番目に近い設定値の個数を算出することにより、N個の設定値を間接的に決定する形態である。
実施の形態2における電圧変換装置の構成は、実施の形態1における図1に示すものと同様であるため、実施の形態1に対応する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 2)
While the first embodiment is a mode in which the first set value and the Mth set value (2 ≦ M ≦ N) are directly and sequentially determined, the second embodiment has a target among the M set values. In this embodiment, the N setting values are indirectly determined by calculating the number of setting values that are second closest to the value.
Since the configuration of the voltage conversion device in the second embodiment is the same as that shown in FIG. 1 in the first embodiment, portions corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. .
図8は、本発明の実施の形態2に係る信号発生回路1aでN個の設定値を決定する方法を説明するための説明図である。目標の値Xに対して、先ず最も近い設定値Y及び2番目に近い設定値Zが特定される。図8の例では、Xより小さく、且つXより1/2以上小さくないYが最初に特定され、ZがY+1と特定される。 FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a method of determining N set values in the signal generation circuit 1a according to the second embodiment of the present invention. For the target value X, first, the closest setting value Y and the second closest setting value Z are specified. In the example of FIG. 8, Y that is smaller than X and not smaller than ½ or less than X is first identified, and Z is identified as Y + 1.
さて、第1設定値から第N設定値までが全てYと決定されたと仮定すると、全ての設定値の平均値はYとなる。次に、N個の設定値のうち1つだけ設定値がYではなくZ(図8の場合はY+1)と決定された場合、全ての設定値の平均値は、Yから1/Nだけ増減(図8の場合は増加)する。同様に、Zと決定される設定値が1つ増加する毎に全ての設定値の平均値が1/Nだけ増減(図8の場合は増加)する。 Assuming that all of the first set value to the Nth set value are determined as Y, the average value of all the set values is Y. Next, if only one of the N setting values is determined to be Z (Y + 1 in the case of FIG. 8) instead of Y, the average value of all the setting values increases / decreases by 1 / N from Y. (In the case of FIG. 8, it increases). Similarly, every time the setting value determined as Z increases by 1, the average value of all the setting values increases / decreases by 1 / N (in the case of FIG. 8 increases).
Zと決定される設定値の数と全ての設定値の平均値との関係が上述のとおりであることを考慮して、Zと決定される設定値の数を求めるには、YからZに向けて1/Nずつ増減させた値とXとの大小関係を都度判定すればよい。より具体的には、1/NずつK回増減して大小関係が逆転した場合、K回増減した値yaと、K−1回増減した値ybとで、どちらがXに近いかを判定し、近い方の回数(K又はK−1)をZと決定される設定値の数とすればよい。 Considering that the relationship between the number of set values determined as Z and the average value of all the set values is as described above, the number of set values determined as Z is determined from Y to Z. The magnitude relationship between X and the value increased or decreased by 1 / N in each direction may be determined each time. More specifically, when the magnitude relationship is reversed by increasing / decreasing K times by 1 / N, it is determined which is closer to X between the value ya increased / decreased K times and the value yb increased / decreased K−1 times. The closer number of times (K or K-1) may be the number of set values determined as Z.
更に具体的には、K−1回増減した値ybから1/2Nだけ増減した値ycとXとの大小関係を判定すればよい。図8の場合は、K=2であり、ycの方がXより大きいと判定されるため、K−1の値がZと判定される設定値の数となる。 More specifically, the magnitude relationship between the value yc increased or decreased by 1 / 2N from the value yb increased or decreased K-1 times and X may be determined. In the case of FIG. 8, since K = 2 and it is determined that yc is greater than X, the value of K−1 is the number of setting values determined as Z.
上述したアルゴリズムをXの側から見れば、XとYとの差分xから1/Nを減算することを繰り返し、K回減算したときに減算結果xaが負になった場合、xから1/NをK−1回減算した値xbから更に1/2Nを減算した値xcが負になるか否かによって、Zと決定される設定値の数を決定すればよい。図8の例ではK=2であり、xcが負になるから、Zの数が1と決定される。仮にxcが正であればZの数が2と決定される。 If the above-mentioned algorithm is viewed from the X side, 1 / N is repeatedly subtracted from the difference x between X and Y, and if the subtraction result xa becomes negative when subtracting K times, 1 / N from x The number of setting values determined as Z may be determined by whether or not a value xc obtained by further subtracting 1 / 2N from a value xb obtained by subtracting K-1 times is negative. In the example of FIG. 8, since K = 2 and xc becomes negative, the number of Z is determined to be 1. If xc is positive, the number of Z is determined to be 2.
なお、XとYとの差分xから先に1/2Nを減算しておき、この減算結果から1/Nが何回減算したときに減算結果が負になるかによって、Zと決定される設定値の数を決定してもよい。1/2Nを減算したときの減算結果が負であれば、Zの数が0と決定され、1/NをK回減算したときの減算結果が負であればZの数がKと決定される。後述するフローチャートでは、このアルゴリズムで説明する。図8の例では、xから1/2Nを減算した結果から1/Nを1回減算したときに減算結果が負になるから、Zの数が1と決定される。
Note that 1 / 2N is first subtracted from the difference x between X and Y, and Z is determined depending on how
以下では、上述した信号発生回路1aの動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ROM12aに予め格納されている制御プログラムに従って、CPU11により実行される。
図9は、本発明の実施の形態2における設定値決定のサブルーチンに係るCPU11の処理手順を示すフローチャートである。図9における設定値の数K、及びXとYの差分xは、RAM13aに記憶される。PWM割込処理に係るCPU11の処理手順は、実施の形態1における図5に示すものと同様であるため、図示及び説明を省略する。
Below, operation | movement of the signal generation circuit 1a mentioned above is demonstrated using the flowchart which shows it. The following processing is executed by the
FIG. 9 is a flowchart showing the processing procedure of the
PWM割込処理から設定値決定に係るサブルーチンが呼び出された場合、CPU11は、RAM13aに記憶された目標の値Xに最も近い設定値Yを特定する(S40)と共に、2番目に近い設定値Zを特定し(S41)、更にZと決定される設定値の数Kを0とする(S42)。その後、CPU11は、XとYの差分xを算出し(S43)、算出したxから1/2Nを減算した値を新たにxとする(S44)。
When a subroutine related to setting value determination is called from the PWM interrupt processing, the
次いで、CPU11は、xが負であるか否かを判定し(S45)、負である場合(S45:YES)、後述するステップS49に処理を移す。xが負ではない場合(S45:NO)、CPU11は、Kの値を1だけインクリメントし(S46)、xから1/Nを減算した値を新たにxとする(S47)。
Next, the
次いで、CPU11は、xが負であるか否かを判定し(S48)、負ではない場合(S48:NO)、ステップS46に処理を移す。xが負である場合(S48:YES)、CPU11は、この時点で(値が)Yと決定されたN−K個の設定値と、(値が)Zと決定されたK個の設定値とをデューティデータテーブル131に記憶し(S49)、呼び出されたルーチンにリターンする。
なお、ステップS45及びS48では、xが負であるか否かを判定したが、判定に等号を含めて、xが0以下で有るか否かを判定するようにしてもよい。
Next, the
In steps S45 and S48, it is determined whether or not x is negative. However, an equal sign may be included in the determination to determine whether x is 0 or less.
次に、上述のようにして決定されたN個の設定値の複数の例について説明する。
図10は、本発明の実施の形態2に係る信号発生回路1aで目標の値に応じて決定されたN個の設定値の一覧を示す図表である。図10では、N個の設定値に含まれる第1設定値、第2設定値及び第3設定値を数値の昇順に並べてあるが、これに限定されるものではなく、降順に並べてもよいし、順不同に並べてもよい。
Next, a plurality of examples of the N set values determined as described above will be described.
FIG. 10 is a chart showing a list of N set values determined according to the target value in the signal generation circuit 1a according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 10, the first setting value, the second setting value, and the third setting value included in the N setting values are arranged in ascending order of numerical values. However, the present invention is not limited to this, and may be arranged in descending order. , They may be arranged in any order.
図10に示す目標の値及びN個の設定値は、実施の形態1における図7に示すものと比較して、第1設定値、第2設定値及び第3設定値の並び順が一部異なるだけであり、図表中の数値そのものに違いはない。N個の設定値の平均値は、図7に示す値と全く同一である。 The target value and the N set values shown in FIG. 10 are partly in the order of arrangement of the first set value, the second set value, and the third set value, compared to that shown in FIG. 7 in the first embodiment. They are only different, and there is no difference in the numbers themselves in the chart. The average value of the N set values is exactly the same as the value shown in FIG.
具体的に異なる点を挙げると、目標の値が0.17から0.50の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々0、0及び1と決定され、目標の値が1.17から0.50の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々1、1及び2と決定される。また、目標の値が19.17から19.50の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々19、19及び20と決定される。 Specifically, if the target value is in the range of 0.17 to 0.50, the first, second, and third set values are determined as 0, 0, and 1, respectively. Is within the range of 1.17 to 0.50, the first, second, and third set values are determined as 1, 1, and 2, respectively. When the target value is within the range of 19.17 to 19.50, the first, second, and third set values are determined to be 19, 19, and 20, respectively.
以上のように本実施の形態2によれば、制御部10aが決定するN個の設定値について、N個全ての設定値の平均的な値が目標の値に最も近くなるようにN個の設定値を決定する。
これにより、信号のN周期全体について、発生部に設定されたN個の設定値の平均的な値が目標の値に最も近くなる。
As described above, according to the second embodiment, for the N set values determined by the
Thereby, the average value of the N set values set in the generation unit is closest to the target value for the entire N cycles of the signal.
(実施の形態3)
実施の形態1は、決定されたN個の設定値が、RAM13aに含まれるデューティデータテーブル131に一旦書き込まれた後、PWM周期で順次読み出される形態であるのに対し、実施の形態3は、N個の設定値が、ROMに含まれるデューティデータテーブルに予め記憶された内容から決定されて、PWM周期で順次読み出される形態である。
図11は、本発明の実施の形態3に係る信号発生回路1bを備える電圧変換装置の構成例を示すブロック図である。
(Embodiment 3)
In the first embodiment, the determined N setting values are once written in the duty data table 131 included in the
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a voltage conversion apparatus including the
信号発生回路1bは、CPU11を有するマイクロコンピュータからなる。CPU11は、プログラム等の情報を記憶するROM12b、一時的に発生した情報を記憶するRAM13b、A/D変換器14、PWM回路15、及び割込コントローラ16と互いにバス接続されている。信号発生回路1bのうち、PWM回路15を除いたものが制御部10bであるが、PWM回路15が制御部10bに含まれていてもよい。
The
ROM12bは、デューティデータテーブル(記憶部に相当)121を含み、該デューティデータテーブル121には、実施の形態2における図10に示す目標の値の各範囲に夫々対応付けられたN個の設定値が予め複数組記憶されている。デューティデータテーブル121は、制御部10bの外部の他のメモリに含まれていてもよい。デューティデータテーブル121に記憶された複数組のN個の設定値の中から、N周期毎の割込処理にて1組の第1設定値、第2設定値及び第3設定値が決定される。
The
RAM13bは、実施の形態1におけるRAM13aとは異なり、デューティデータテーブル131を含まない。信号発生回路1bの動作を説明するためのタイミング図については、実施の形態1の図2に示すものと同様である。
その他、実施の形態1に対応する箇所には同様の符号を付して、その説明を省略する。
Unlike the
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location corresponding to
デューティデータテーブル121に記憶された内容から決定された第1設定値、第2設定値及び第3設定値夫々は、各設定値が決定されたときの第3周期における割込処理、並びに次のN周期における第1周期及び第2周期夫々における割込処理により順次読み出されて、レジスタバッファ151に設定される。
The first setting value, the second setting value, and the third setting value determined from the contents stored in the duty data table 121 are the interrupt processing in the third period when each setting value is determined, and The data are sequentially read out by the interrupt process in each of the first period and the second period in the N period and set in the
以下では、上述したN個の設定値を決定する信号発生回路1bの動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ROM12bに予め格納されている制御プログラムに従って、CPU11により実行される。
図12は、本発明の実施の形態3に係る信号発生回路1bでPWM割込処理を実行するCPU11の処理手順を示すフローチャートである。図12におけるループカウンタJ及び目標の値Xは、RAM13bに記憶される。ループカウンタJの初期値はNである。
Hereinafter, the operation of the
FIG. 12 is a flowchart showing a processing procedure of the
なお、ステップS50からS58までの処理のうち、ステップS56以外の処理は、実施の形態1における図5に示すステップS10からS18までの処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。 Of the processes from step S50 to S58, processes other than step S56 are the same as the processes from step S10 to S18 shown in FIG.
PWM周期の割込が発生してCPU11の制御が図12の処理に移った場合、CPU11は、ループカウンタJがN(ここでは3)であるか否かを判定し(S50)、Nである場合(S50:YES)、Jを1とする(S51)。その後、CPU11は、出力電圧に基づく電圧ループ制御、及び出力電流に基づく電流ループ制御に係る演算を実行する(S52〜S55)。
When the interruption of the PWM period occurs and the control of the
次いで、CPU11は、デューティデータテーブル121の内容、即ちテーブルに記憶された目標の値の各範囲と、上述の演算によって算出した目標の値Xとを照合する(S56)。照合の結果、目標の値Xが含まれる範囲に対応してデューティデータテーブル121に記憶されているN個の設定値が、決定された設定値となる。
Next, the
次いで、CPU11は、第J設定値をデューティデータテーブル121から読み出し(S57)、読み出した第J設定値をレジスタバッファ151に設定して(S58)、割り込まれたルーチンにリターンする。、
Next, the
以上のように本実施の形態3によれば、その平均的な値が目標の値Xに最も近くなるように予め算出されたN個の設定値と、目標の値の範囲との対応関係がROM12bに記憶されている。CPU11は、PWM回路15に設定すべき目標の値Xに対応するN個の設定値を、ROM12bの記憶情報から決定する。
従って、目標の値Xに応じて決定すべきN個の設定値を、CPU11による制御の実行時に容易に決定することが可能となる。
As described above, according to the third embodiment, there is a correspondence relationship between the N set values calculated in advance so that the average value is closest to the target value X and the range of the target value. It is stored in the
Therefore, N setting values to be determined according to the target value X can be easily determined when the
また、実施の形態3によれば、制御部10bに含まれるCPU11が、割込処理にてROM12bからN個の設定値を順次読み出してPWM回路15に設定する。
従って、ROM12bの内容を順次PWM回路15に設定することが可能となる。
Further, according to the third embodiment, the
Therefore, the contents of the
更に、実施の形態1、2又は3によれば、上述の信号発生回路1a又は1bが発生したPWM信号のデューティに応じたスイッチングによって電圧変換回路2が電圧を変換し、変換された電圧に基づくPWM制御により、信号発生回路1a又は1bのCPU11がPWM回路15に設定すべき目標の値を算出する。
従って、PWM信号を周期的に発生するPWM回路15に設定する値の最小の増分を、比較的小さい処理負荷で実際の増分よりも実質的に小さくすることが可能な信号発生回路1a又は1bを電圧変換装置に適用して、出力電圧の精度を向上させることが可能となる。
Furthermore, according to the first, second, or third embodiment, the
Therefore, the
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。 The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. In addition, the technical features described in each embodiment can be combined with each other.
1a、1b 信号発生回路
10a、10b 制御部
11 CPU(特定する手段、決定手段)
12a、12b ROM
121 デューティデータテーブル(記憶部)
13a、13b RAM
131 デューティデータテーブル
14 A/D変換器
15 PWM回路(発生部)
151 レジスタバッファ
152 デューティレジスタ
153 PWM信号生成部
16 割込コントローラ
2 電圧変換回路
26 駆動回路
27 電流検出器
3 バッテリ
4 負荷
1a, 1b
12a, 12b ROM
121 Duty data table (storage unit)
13a, 13b RAM
131 Duty data table 14 A /
151
本発明は、設定された値に応じたPWM信号を発生する発生部と、目標の値に応じて発生部に設定可能な値を設定する制御部とを備える信号発生回路、電圧変換装置及び信号発生方法に関する。 The present invention relates to a signal generation circuit, a voltage conversion device, and a signal including a generation unit that generates a PWM signal according to a set value and a control unit that sets a value that can be set in the generation unit according to a target value. It relates to the generation method.
従来、スイッチング素子をPWM信号で駆動することによって電圧を変換する電圧変換装置が広く利用されている。このPWM制御方式の電圧変換装置では、例えば電圧の目標値に基づいて電圧指令値を算出し、算出した電圧指令値に応じた値をPWM信号の発生部に設定することによって、設定された値に応じたデューティのPWM信号を発生する。このように、スイッチング素子を駆動するPWM信号のデューティを電圧の目標値に応じて変化させることにより、電圧の目標値に応じた出力電圧が得られる。 Conventionally, a voltage converter that converts a voltage by driving a switching element with a PWM signal has been widely used. In this PWM control type voltage conversion device, for example, a voltage command value is calculated based on a voltage target value, and a value corresponding to the calculated voltage command value is set in a PWM signal generator, thereby setting the set value. A PWM signal having a duty corresponding to the frequency is generated. Thus, by changing the duty of the PWM signal for driving the switching element in accordance with the target value of voltage, an output voltage corresponding to the target value of voltage can be obtained.
ここで、PWM信号の発生部に設定可能な値(以下、設定可能値という)の最小の増分(即ち最小単位)が比較的大きい場合は、目標値の変化に対してPWM信号のデューティを滑らかに変化させることができなくなり、出力電圧が階段状に変化することとなる。また例えば、PWM制御による操作量としてPWM信号の発生部に設定すべき目標の値が算出される場合、目標の値の最小の増分よりも設定可能値の最小の増分の方が大きいときは、目標値の変化及び負荷変動に対してPWM信号のデューティを滑らかに変化させることができなくなり、出力電圧に誤差が生じる。 Here, when the minimum increment (that is, the minimum unit) of a value that can be set in the PWM signal generation unit (hereinafter referred to as a settable value) is relatively large, the duty of the PWM signal is smoothed with respect to a change in the target value. Therefore, the output voltage changes stepwise. Further, for example, when the target value to be set in the PWM signal generation unit is calculated as the operation amount by the PWM control, when the minimum increment of the settable value is larger than the minimum increment of the target value, The duty of the PWM signal cannot be smoothly changed with respect to the change of the target value and the load fluctuation, and an error occurs in the output voltage.
これに対し、特許文献1には、PWM信号のオン/オフ時間をPWM制御の周期毎に演算する際に、電圧指令値を被除数とする除算の剰余を切り捨てて演算することによってオン/オフ時間を算出し、算出結果に基づいてPWMパルスを出力するPWMインバータが開示されている。上記の演算で生じた剰余は、オン/オフ時間に反映されずに切り捨てられた電圧指令値に相当する。
In contrast,
このPWMインバータでは、切り捨てた剰余を次の周期以降の演算における電圧指令値に順次加算することにより、前回の演算でオン/オフ時間に反映されなかった剰余が次回の演算の際に新たなオン/オフ時間に反映され、その際の剰余が更に次の演算に反映されることが繰り返される。このため、PWM信号の発生部に対して設定されるオン/オフ時間の平均値を、本来設定されるべき目標のオン/オフ時間に近づけることができる。つまり、発生部に設定される値の最小の増分を、平均的には実際の増分よりも小さくすることができる。 In this PWM inverter, the remainder that is not reflected in the on / off time in the previous computation is newly added to the next computation by adding the rounded down remainder to the voltage command value in the computation after the next cycle. / It is reflected in the off time, and it is repeated that the remainder at that time is further reflected in the next calculation. For this reason, the average value of the on / off time set for the PWM signal generation unit can be brought close to the target on / off time to be originally set. That is, the minimum increment of the value set in the generation unit can be made smaller than the actual increment on average.
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、PWM制御の周期毎に除算を含む演算を実行してPWM信号のオン/オフ時間を決定するため、周期毎に多大な処理負荷が発生する。このため、処理能力が低い安価なマイクロコンピュータでは、目標値の変化が比較的少ない場合であっても、上記の演算処理と通信等の他の処理とを並列的に、且つ安定的に実行することができない虞があった。
However, with the technique disclosed in
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、設定された値に応じたPWM信号を周期的に発生する発生部に設定する値の最小の増分を、比較的小さい処理負荷で実際の増分よりも実質的に小さくすることが可能な信号発生回路、電圧変換装置及び信号発生方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to compare a minimum increment of a value set in a generation unit that periodically generates a PWM signal according to a set value. It is an object of the present invention to provide a signal generation circuit, a voltage converter, and a signal generation method that can be made substantially smaller than an actual increment with a small processing load.
本発明の一態様に係る信号発生回路は、設定された値に応じたPWM信号を周期的に発生する発生部と、目標の値に応じて、前記発生部に前記信号の周期毎に、前記発生部に設定可能な設定可能値を設定する制御部とを備え、前記発生部は、外部の電圧変換回路に対してPWM信号を発生させ、前記電圧変換回路をPWM制御することにより電圧を変換させる信号発生回路において、前記制御部は、前記信号のN周期(Nは2以上の自然数)毎に、前記目標の値に最も近い設定可能値及び2番目に近い設定可能値を特定する手段と、該手段が特定した2つの設定可能値及び前記目標の値夫々の大きさに基づいて、前記2つの設定可能値を組み合わせてなるN個の設定可能値を前記発生部に設定すべく決定する決定手段とを有することを特徴とする。 Signal generating circuit according to an embodiment of the present invention includes a generation unit for the PWM signal generated periodically according to the set value, in accordance with a target value, for each periodic prior SL signal to the generator A control unit that sets a settable value that can be set in the generation unit, and the generation unit generates a PWM signal for an external voltage conversion circuit and performs PWM control on the voltage conversion circuit. in the signal generating circuit Ru is converted, said control unit, N periods of the signal (N is a natural number of 2 or more) each time, the specific configurable value close to the nearest settable value and the second the value of the target And N settable values obtained by combining the two settable values are set in the generating unit based on the means for performing the setting, the two settable values specified by the means, and the target values. And a determination means for determining as much as possible. That.
本発明の一態様に係る信号発生回路は、前記決定手段は、前記N個の設定可能値を、M個(Mは2≦M≦Nを満たす自然数)の設定可能値の平均的な値が前記目標の値に最も近くなるように決定するようにしてあることを特徴とする。 In the signal generation circuit according to an aspect of the present invention, the determining unit may determine the N settable values as M average values of M settable values (M is a natural number satisfying 2 ≦ M ≦ N). characterized in that you have to be determine to be closest to the value of the target.
本発明の一態様に係る信号発生回路は、前記決定手段は、前記N個の設定可能値を、各設定可能値の平均的な値が、前記目標の値に最も近くなるように決定するようにしてあることを特徴とする。 In the signal generation circuit according to one aspect of the present invention, the determining unit determines the N settable values such that an average value of each settable value is closest to the target value. It is characterized by that.
本発明の一態様に係る信号発生回路は、目標の値及びN個の設定可能値の対応関係を記憶する記憶部を備え、該記憶部は、N個の設定可能値を、各設定可能値の平均的な値が、対応する目標の値に最も近くなるように予め決定して記憶してあり、前記決定手段は、前記目標の値に対応するN個の設定可能値を前記記憶部の記憶情報から決定するようにしてあることを特徴とする。 A signal generation circuit according to an aspect of the present invention includes a storage unit that stores a correspondence relationship between a target value and N settable values, and the storage unit stores N settable values for each settable value. Are determined in advance so as to be closest to the corresponding target value, and the determining means stores N settable values corresponding to the target value in the storage unit. It is determined from the stored information.
本発明の一態様に係る信号発生回路は、前記制御部は、前記決定手段が決定したN個の設定可能値を前記信号の周期毎に前記記憶部から順次読み出して前記発生部に設定するようにしてあることを特徴とする。 Signal generating circuit according to an embodiment of the present invention, the control unit sets the determination means of N configurable value determined within the generator every periodic sequentially reads from the storage unit of the signal It is characterized by the above.
本発明の一態様に係る電圧変換装置は、上述の信号発生回路と、該信号発生回路が発生した信号のデューティに応じたスイッチングによって電圧を変換する電圧変換回路と、該電圧変換回路が変換した電圧を検出する検出部とを備える電圧変換装置であって、前記信号発生回路が備える制御部は、前記検出部が検出した電圧に基づくPWM制御により、前記目標の値を算出する手段を有することを特徴とする。 A voltage conversion device according to one embodiment of the present invention includes the above-described signal generation circuit, a voltage conversion circuit that converts voltage by switching according to the duty of a signal generated by the signal generation circuit, and the voltage conversion circuit A voltage conversion device including a detection unit for detecting a voltage, wherein the control unit included in the signal generation circuit includes means for calculating the target value by PWM control based on the voltage detected by the detection unit. It is characterized by.
本発明の一態様に係る信号発生方法は、設定された値に応じたPWM信号を周期的に発生する発生部と、目標の値に応じて、前記発生部に前記信号の周期毎に、前記発生部に設定可能な設定可能値を設定する制御部とを備え、前記発生部は、外部の電圧変換回路に対してPWM信号を発生させ、前記電圧変換回路をPWM制御することにより電圧を変換させる信号発生回路で前記信号を発生させる方法において、前記信号のN周期(Nは2以上の自然数)毎に、前記目標の値に最も近い設定可能値及び2番目に近い設定可能値を特定し、特定した2つの設定可能値及び前記目標の値夫々の大きさに基づいて、前記2つの設定可能値を組み合わせてなるN個の設定可能値を前記発生部に設定すべく決定することを特徴とする。 Signal generation method according to an embodiment of the present invention includes a generation unit for the PWM signal generated periodically according to the set value, in accordance with a target value, for each periodic prior SL signal to the generator A control unit that sets a settable value that can be set in the generation unit, and the generation unit generates a PWM signal for an external voltage conversion circuit and performs PWM control on the voltage conversion circuit. a method for generating the signal by the signal generating circuit Ru to convert the, for each N period of the signal (N is a natural number of 2 or more), closest to the value of the targetable value and the second near settable value And N setstable values obtained by combining the two settable values are determined to be set in the generation unit based on the two specified settable values and the size of the target value. It is characterized by that.
本態様にあっては、制御部は、目標の値に応じて発生部に設定可能な設定可能値を決定して設定する。具体的には、制御部は、発生部が発生する信号のN周期毎に、目標の値に最も近い設定可能値及び2番目に近い設定可能値を特定し、特定した2つの設定可能値の大きさと目標の値の大きさとを比較した結果により、特定した2つの設定可能値を組み合わせることによりN個の設定可能値を決定して、上記信号の周期毎に1つずつ発生部に設定する。
これにより、制御部が決定するN個の設定可能値について目標の値に最も近い設定可能値及び2番目に近い設定可能値の割合が適宜決定されるため、N個の設定可能値の平均的な値が、設定可能値の最小の増分よりもきめ細かく調整される。
In the present embodiment, control section sets to determine the settable settable value in the generator in accordance with the target value. Specifically, the control unit identifies the settable value closest to the target value and the second settable value for each N cycles of the signal generated by the generation unit, and sets the two specified settable values. the results of comparing the magnitude of the magnitude and the target value, to determine N number of possible values by combining two configurable values identified, set one by one generator each periodic in the signal To do.
Accordingly, the ratio of the settable value closest to the target value and the settable value closest to the second value is appropriately determined for the N settable values determined by the control unit, and thus the average of the N settable values is determined. Value is finer-tuned than the smallest increment of the settable value.
本態様にあっては、制御部が決定するN個の設定可能値について、目標の値に最も近い設定可能値を1個目の設定可能値と決定し、1個目からM個目(2≦M≦N)までの設定可能値の平均的な値が目標の値に最も近くなるように、M個目の設定可能値を決定することをN−1回だけ繰り返す。
これにより、信号のN周期中のどの周期にあっても、第1周期からその周期までに発生部に設定された設定可能値の平均的な値が目標の値に最も近くなる。
In this aspect , for the N settable values determined by the control unit, the settable value closest to the target value is determined as the first settable value, and the first to Mth (2 The determination of the Mth settable value is repeated N −1 times so that the average value of the settable values up to ≦ M ≦ N) is closest to the target value.
Thereby, in any period of N periods of the signal, the average value of the settable values set in the generation unit from the first period to the period becomes closest to the target value.
本態様にあっては、制御部が決定するN個の設定可能値について、N個全ての設定可能値の平均的な値が目標の値に最も近くなるようにN個の設定可能を決定する。
これにより、信号のN周期全体について、発生部に設定されたN個の設定可能値の平均的な値が目標の値に最も近くなる。
In this aspect , for the N settable values determined by the control unit, N settable values are determined such that the average value of all N settable values is closest to the target value. .
As a result, the average value of the N settable values set in the generation unit is closest to the target value for the entire N period of the signal.
本態様にあっては、その平均的な値が目標の値に最も近くなるように予め決定されたN個の設定可能値と、目標の値との対応関係が記憶部に記憶されている。制御部は、目標の値に対応して発生部に設定すべきN個の設定可能値を記憶部の記憶情報から決定する。
これにより、目標の値に応じて決定すべきN個の設定可能値が、制御部による制御の実行時に容易に決定される。
In this mode , the correspondence between the N settable values determined in advance so that the average value is closest to the target value and the target value is stored in the storage unit. Control unit determines the N number of possible values-out set all the generator in response to the target value from the information stored in the storage unit.
Thereby, N settable values to be determined according to the target value are easily determined when the control unit executes the control.
本態様にあっては、制御部は、記憶部からN個の設定可能値を順次読み出して発生部に設定する。
これにより、記憶部の記憶情報が、順次発生部に設定される。
In this aspect , the control unit sequentially reads N settable values from the storage unit and sets them in the generation unit.
Thereby, the storage information of the storage unit is sequentially set in the generation unit.
本態様にあっては、上述の信号発生回路が発生した信号のデューティに応じたスイッチングによって電圧変換回路が電圧を変換し、変換された電圧に基づくPWM制御により、信号発生回路の制御部が発生部に設定すべき目標の値を算出する。
これにより、信号を周期的に発生する発生部に設定する値の最小の増分を、比較的小さい処理負荷で実際の増分よりも実質的に小さくすることが可能な信号発生回路が電圧変換装置に適用されて、出力電圧の精度が向上する。
In this aspect , the voltage conversion circuit converts the voltage by switching according to the duty of the signal generated by the signal generation circuit, and the control unit of the signal generation circuit generates by PWM control based on the converted voltage. The target value to be set for the part is calculated.
As a result, a signal generation circuit capable of making the minimum increment of the value set in the generator that periodically generates a signal substantially smaller than the actual increment with a relatively small processing load is provided in the voltage converter. Applied, the accuracy of the output voltage is improved.
上記によれば、制御部が決定するN個の設定可能値について目標の値に最も近い設定可能値及び2番目に近い設定可能値の割合が適宜決定されるため、N個の設定可能値の平均的な値が、設定可能値の最小の増分よりもきめ細かく調整される。
従って、設定された値に応じたPWM信号を周期的に発生する発生部に設定する値の最小の増分を、比較的小さい処理負荷で実際の増分よりも実質的に小さくすることが可能となる。
According to the above , for the N settable values determined by the control unit, the ratio of the settable value closest to the target value and the second closest settable value is appropriately determined. The average value is adjusted more finely than the smallest settable value increment.
Therefore, the minimum increment of the value set in the generator that periodically generates the PWM signal corresponding to the set value can be made substantially smaller than the actual increment with a relatively small processing load. .
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る信号発生回路を備える電圧変換装置の構成例を示すブロック図である。図中1aは信号発生回路であり、信号発生回路1aは、デューティが変化するPWM信号を発生して電圧変換回路2に与える。電圧変換回路2は、外部のバッテリ3の電圧を変換して外部の負荷4に供給する。ここでは電圧変換回路2がバッテリ3の電圧を降圧するが、バッテリ3の電圧を昇圧又は昇降圧するものであってもよい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a voltage conversion apparatus including a signal generation circuit according to
信号発生回路1aは、CPU11を有するマイクロコンピュータである。CPU11は、プログラム等の情報を記憶するROM12a、一時的に発生した情報を記憶するRAM13a、アナログの電圧をデジタル値に変換するA/D変換器14、PWM信号を発生するPWM回路(発生部に相当)15、及び複数の割込要求を処理する割込コントローラ16と互いにバス接続されている。信号発生回路1aのうち、PWM回路15を除いたものが制御部10aであるが、PWM回路15が制御部10aに含まれていてもよい。
Signal generating circuit 1a is a microcomputer having a
RAM13aは、PWM回路15が有するレジスタバッファ151に対して設定されるべき複数のデータが記憶されたデューティデータテーブル131を含んでいる。デューティデータテーブル131に記憶されたデータは、割込コントローラ16が調停する後述の割込処理にて、順次レジスタバッファ151に設定されるようになっている。
The
PWM回路15は、レジスタバッファ151の内容が周期的にロードされるデューティレジスタ152と、デューティレジスタ152の内容に応じたデューティのPWM信号を生成するPWM信号生成部153とを有する。PWM信号生成部153は、デューティレジスタ152に対してレジスタバッファ151の内容をロードするためのロード信号を与える。
The
PWM信号生成部153は、不図示の内部クロックと、デューティレジスタ152の内容とに基づいて、内部クロックの周期の整数倍のオン時間を有するPWM信号を生成する。PWM信号生成部153が生成したPWM信号は、電圧変換回路2に与えられると共に、割込要求の1つとして割込コントローラ16に与えられる。
The PWM
割込コントローラ16は、複数の割込要求を受け付け可能に構成されており、何れかの割込要求を受け付けた場合、CPU11に対してインタラプトを要求する信号(所謂INT信号)を与え、CPU11からアクノレッジ信号(所謂INTA信号)が与えられたときに、各割込要求に対応する割込ベクタをバスに送出する。バスに送出された割込ベクタがCPU11に読み込まれた場合、CPU11が各割込要求に対応する割込処理を実行するようになっている。
The interrupt
電圧変換回路2は、ドレインがバッテリ3の正極端子に接続されたNチャネル型のMOSFET(以下、単にFETという)21と、該FET21のソース及びバッテリ3の負極端子夫々にドレイン及びソースが接続された同期整流用のFET22と、PWM回路15のPWM信号生成部153から与えられたPWM信号に基づいてFET21及びFET22夫々のゲートに駆動信号を与える駆動回路26とを備える。
In the
FET22のドレイン及びソース間には、インダクタ23及び抵抗器24の直列回路を介して負荷4が接続されている。負荷4には、コンデンサ25が並列に接続されている。抵抗器24及びコンデンサ25の接続点の電圧が、A/D変換器14に与えられる。抵抗器24の両端には電流検出器27が接続されており、電流検出器27の検出電圧がA/D変換器14に与えられる。
A
上述の構成において、信号発生回路1aのCPU11は、例えば電圧ループ制御及び電流ループ制御を並列的に実行する電流モード制御方式によって負荷4に供給する電圧を制御する。電圧ループ制御では、CPU11は負荷4に供給された出力電圧をA/D変換器14で変換したデジタル値を、目標の電圧値から減算した偏差に基づいて、後段の電流ループ制御で目標の電流値となる操作量を演算する。この電圧ループ制御では、電圧変換回路2が出力する電圧が制御量である。
In the above configuration, the
電流ループ制御では、CPU11は電流検出器27の検出電圧をA/D変換器14で変換したデジタル値を、前段の電圧ループ制御からの目標の電流値から減算した偏差に基づいて、PWM回路15に対する操作量を演算する。CPU11は更に、演算した操作量(以下、目標の値という)に応じてPWM回路15に設定可能な設定可能値(以下、単に設定値という)を決定する。PWM回路15は、決定された設定値が設定されることにより、設定値に応じたデューティのPWM信号を発生する。この電流ループ制御では、電圧変換回路2が出力する電流が制御量である。
In the current loop control,
ここで、電圧変換装置の出力電圧及び出力電流が時間的に比較的穏やかに変動する場合、上記の電圧ループ制御及び電流ループ制御の制御周期をPWM周期のN倍(Nは2以上の自然数)の周期で行っても十分であると言える。そこで本実施の形態1では、PWM周期のN周期毎にPWM回路15に対するN個の設定値をまとめて決定してデューティデータテーブル131に記憶しておき、PWM周期で発生する割込処理にて周期毎に1つの設定値をPWM回路15に設定する。以下では、簡単のためにN=3とする。
Here, when the output voltage and the output current of the voltage conversion device fluctuate relatively gently in time, the control cycle of the voltage loop control and the current loop control is N times the PWM cycle (N is a natural number of 2 or more). It can be said that it is sufficient to go with a period of. Therefore in the first embodiment, is stored in the duty data table 131 to determine together the N set value for the
次に、PWM信号生成部153がデューティレジスタ152の内容に応じたPWM信号を生成する仕組みについて説明する。
図2は、本発明の実施の形態1に係る信号発生回路1aの動作を説明するためのタイミング図である。図2に示す5つのタイミング図は、何れも同一の時間軸を横軸としてあり、縦軸には、図の上から、生成されるPWM信号の信号レベル、PWM周期で実行される割込処理の実行状態、レジスタバッファ151の内容、レジスタバッファ151の内容をデューティレジスタ152にロードするためのロード信号のオン/オフ状態、及びデューティレジスタ152の内容を示してある。
Next, a mechanism in which the PWM
FIG. 2 is a timing diagram for explaining the operation of the signal generation circuit 1a according to the first embodiment of the present invention. The five timing charts shown in FIG. 2 all have the same time axis as the horizontal axis, and the vertical axis indicates the interrupt signal level and the interrupt processing executed at the PWM cycle from the top of the figure. , The contents of the
PWM信号は、時刻t21からt22まで、時刻t22からt23まで、及び時刻t23からt31までの夫々が、N周期(N=3)における第1周期、第2周期、及び第3周期であり、信号レベルがH(ハイ)であるオン時間が夫々時間T21、T22及びT23である。時刻t13からt21までは、1つ前のN周期における第3周期であり、オン時間は時間T13である。PWM信号の各周期における信号レベルがHからLに変化する時の立ち下がりが、割込コントローラ16に対する割込要求として受け付けられて割込処理が1回実行される。
The PWM signal includes the first period, the second period, and the third period in N periods (N = 3) from time t21 to t22, from time t22 to t23, and from time t23 to t31. The on-time when the level is H (high) is times T21, T22, and T23, respectively. From time t13 to t21 is the third period in the previous N period, and the on-time is time T13. The fall when the signal level in each cycle of the PWM signal changes from H to L is accepted as an interrupt request to the interrupt
具体的には、時刻t13、t21、t22及びt23夫々から時間T13、T21、T22及びT23が経過した時に割込処理が1回だけ実行される。このうち、第3周期における割込処理は、第1周期及び第2周期における割込処理と比較して、次のN周期のための設定値をまとめて決定するための時間だけ実行時間が長くなる。決定された設定値は、デューティデータテーブル131における第1アドレスから第3アドレスまでの連続した記憶領域に、夫々第1設定値、第2設定値及び第3設定値として記憶される。 Specifically, the interrupt process is executed only once when the times T13, T21, T22, and T23 have elapsed from the times t13, t21, t22, and t23, respectively. Among these, the interrupt process in the third period is longer in execution time than the interrupt process in the first period and the second period by the time for collectively determining the set values for the next N period. Become. The determined setting values are stored in the continuous storage area from the first address to the third address in the duty data table 131 as the first setting value, the second setting value, and the third setting value, respectively.
デューティデータテーブル131に記憶された第1設定値、第2設定値及び第3設定値夫々は、各設定値が記憶されたときの第3周期における割込処理、並びに次のN周期における第1周期及び第2周期夫々における割込処理により順次読み出されて、レジスタバッファ151に設定される。これにより、第1周期、第2周期及び第3周期夫々における割込処理では、レジスタバッファ151の内容が、第2設定値、第3設定値及び次のN周期のための第1設定値に書き替えられる。
The first set value, the second set value, and the third set value stored in the duty data table 131 are the interrupt process in the third period when each set value is stored, and the first set value in the next N period. Data are sequentially read out by interrupt processing in each of the period and the second period, and set in the
一方、PWM信号の信号レベルがLからHに変化する時の立ち上がり、即ち時刻t13、t21、t22、t23、及びt31で、PWM信号生成部153からデューティレジスタ152に対してレジスタバッファ151の内容をロードするためのロード信号が与えられる。これにより、第1周期、第2周期及び第3周期夫々の間、デューティレジスタ152の内容は第1設定値、第2設定値及び第3設定値に保持される。この内容によって第1周期、第2周期及び第3周期夫々におけるPWM信号のオン時間が決定されてデューティが定まる。
On the other hand, at the rise when the signal level of the PWM signal changes from L to H, that is, at times t13, t21, t22, t23, and t31, the contents of the
なお、図2に示す例では、1つ前のN周期における第3周期内に、次のN周期のための3つの設定値を決定したが、この決定が第3周期内に完了しない場合は、デューティデータテーブル131をダブルバッファとして、デューティデータテーブル131に対する書き込みと読み出しとが競合しないようにすればよい。具体的には、連続する第3周期、第1周期及び第2周期の間に3つの設定値を決定して一方のバッファに書き込み、これに続く第3周期、第1周期及び第2周期の間に次の3つの設定値を決定して他方のバッファに書き込むと共に、各周期における割込処理にて一方のバッファから先に決定した3つの設定値を順次読み出すようにすればよい。 In the example shown in FIG. 2, three set values for the next N cycle are determined within the third cycle of the previous N cycle, but this determination is not completed within the third cycle. The duty data table 131 may be a double buffer so that writing and reading to the duty data table 131 do not compete. Specifically, three setting values are determined and written to one buffer during the third period, the first period, and the second period, and the subsequent third period, the first period, and the second period In the meantime, the next three set values are determined and written to the other buffer, and the previously determined three set values are sequentially read from one buffer in the interrupt processing in each cycle.
次に、目標の値に応じた設定値をPWM回路15に設定する具体例について説明する。
図3は、N個の設定値によってPWM信号の平均的なデューティが定まる動作を説明するためのタイミング図である。図の横軸は時間を表し、縦軸はPWM信号の信号レベルを表す。図3では、3つの連続するN(=3)周期夫々について、PWM周期の第1周期、第2周期及び第3周期におけるPWM信号がオン/オフに変化する様子を示してある。各PWM周期におけるPWM信号は、前半がオンであり、後半がオフである。
Next, a specific example in which the set value corresponding to the target value is set in the
FIG. 3 is a timing chart for explaining an operation in which the average duty of the PWM signal is determined by N set values. In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the signal level of the PWM signal. FIG. 3 shows how the PWM signals in the first period, the second period, and the third period of the PWM period change on / off for each of three consecutive N (= 3) periods. The PWM signal in each PWM cycle is on in the first half and off in the second half.
本実施の形態1では、PWM回路15が発生するPWM信号の周期が10μsであり、PWM回路15に設定可能な値の最小の増分が1であって、この増分の1がPWM信号のデューティの3%に対応する。換言すれば、PWM回路15が発生するPWM信号のデューティは、3%刻みで設定が可能である。その一方で、CPU11がPWM回路15に設定すべき目標の値として演算した結果の最小の増分は0.1又はそれ以下であるものとする。この演算は、例えばPID演算であり、演算が行われるタイミング及びPWM回路15に設定値が設定されるタイミングの例は、図2に示した通りである。
PID演算によって目標のデューティが算出される場合は、算出されたデューティの%値の最小の増分を0.3%とし、算出されたデューティに100/3を乗じた値を上記の目標の値とすれば、上記の場合と同じ結果が得られる。
In the first embodiment, the period of the PWM signal generated by the
When the target duty is calculated by PID calculation, the minimum increment of the calculated duty% value is set to 0.3%, and the value obtained by multiplying the calculated duty by 100/3 is set as the target value. Then, the same result as above can be obtained.
図3に示すタイミングにおいて、最初のN周期におけるPID演算の結果が19.4(デューティで言えば19.4×3=58.2%に相当:以下、対応する%値のみを括弧書きで示す)である場合、前述した第1設定値、第2設定値及び第3設定値の夫々が、19(57%)、20(60%)及び19(57%)として決定される。設定値の増分の1がデューティの3%に対応し、デューティの1%が0.1μsに対応するから、各設定値によって次のN周期に発生する各PWM信号のオン時間は、夫々5.7μs、6.0μs及び5.7μsとなり、平均のオン時間が5.8μsとなる。これは即ち平均のデューティが58%になったことを示す。
At the timing shown in FIG. 3, the result of the PID calculation in the first N cycles is 19.4 (corresponding to 19.4 × 3 = 58.2% in terms of duty: hereinafter, only the corresponding% value is shown in parentheses. ), The first set value, the second set value, and the third set value are determined as 19 (57%), 20 (60%), and 19 (57%), respectively. Since the
同様にして、2つ目のN周期におけるPID演算の結果が19.6(58.8%)である場合、第1設定値、第2設定値及び第3設定値の夫々が、19(57%)、20(60%)及び20(60%)として決定される。その結果、各設定値によって次のN周期に発生する各PWM信号のオン時間は、夫々5.7μs、6.0μs及び6.0μsとなり、平均のオン時間が5.9μsとなる。これは即ち平均のデューティが59%になったことを示す。このように、N周期におけるPWM信号の平均のデューティは、1%刻みで設定可能となる。 Similarly, when the result of the PID calculation in the second N cycle is 19.6 (58.8%), each of the first set value, the second set value, and the third set value is 19 (57 %), 20 (60%) and 20 (60%). As a result, the ON time of each PWM signal generated in the next N period depending on each set value is 5.7 μs, 6.0 μs, and 6.0 μs, respectively, and the average on time is 5.9 μs. This indicates that the average duty is 59%. As described above, the average duty of the PWM signal in N cycles can be set in increments of 1%.
次に、目標の値に対応する第1設定値、第2設定値及び第3設定値の決定方法について説明する。
図4は、本発明の実施の形態1に係る信号発生回路1aでN個の設定値を決定する方法を説明するための説明図である。図中「○」はN個(N=3)の設定値を表し、「●」はM個(2≦M≦N)の設定値の平均値を表す。第1設定値については平均値が意味を持たないので、「●」の個数は「○」の個数よりも1つだけ少ない。
Next, a method for determining the first set value, the second set value, and the third set value corresponding to the target value will be described.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method of determining N set values in the signal generation circuit 1a according to the first embodiment of the present invention. In the figure, “◯” represents N (N = 3) set values, and “●” represents an average value of M (2 ≦ M ≦ N) set values. Since the average value has no meaning for the first set value, the number of “●” is one less than the number of “◯”.
目標の値Xに対して、先ず最も近い設定値Y及び2番目に近い設定値Zが特定される。図4の例では、Xより大きく、且つXより1/2以上大きくないYが最初に特定され、ZがY−1と特定される。図4に示す場合とは異なって、Xより小さく、且つXより1/2以上小さくないYが最初に特定される場合(図示を省略)、ZがY+1と特定される。
For the target value X, first, the closest setting value Y and the second closest setting value Z are specified. In the example of FIG. 4, Y that is larger than X and not larger than ½ or more than X is first identified, and Z is identified as
本実施の形態1では、Y及びZ(=Y−1)のうちからN個の設定値が順次決定される。その際に、第1設定値から第M(2≦M≦N)設定値までの平均値が目標の値Xに最も近い値となるように第M設定値が順次決定される。第1設定値については、第1及び第2設定値の平均値が目標の値Xに最も近くなることを見越して第2設定値よりも先に決定されるため、第1設定値は、常にYと決定される。図4の場合、第2設定値の候補値はY又はZである。 In the first embodiment, N set values are sequentially determined from Y and Z (= Y−1 ) . At that time, the M-th set value is sequentially determined so that the average value from the first set value to the M-th (2 ≦ M ≦ N) set value becomes a value closest to the target value X. Since the first set value is determined before the second set value in anticipation of the average value of the first and second set values being closest to the target value X, the first set value is always Y is determined. In the case of FIG. 4, the candidate value for the second setting value is Y or Z.
第2設定値が決定される場合、第2設定値の2つの候補値夫々と第1設定値との平均値のうち、どちらがXに近いのかが判定される。この場合、2つの候補値はY又はZ(=Y−1)であり、第1設定値はYであるから、YとYとの平均値であるY、及びY−1とYとの平均値であるY−1/2を比較してどちらがXに近いのかが判定される。図4の場合は、YよりもY−1/2の方がXに近いため、第2設定値はZと決定される。 When the second set value is determined, it is determined which of the two set values of the second set value and the average value of the first set value is closer to X. In this case, two candidate values are Y or Z (= Y-1), average from the first set value is Y, which is the average value of Y and Y Y, and the Y-1 and Y The value Y-1 / 2 is compared to determine which is closer to X. In the case of FIG. 4, since Y−1 / 2 is closer to X than Y, the second setting value is determined to be Z.
第3設定値が決定される場合、第3設定値の2つの候補値夫々と第2設定値及び第1設定値との平均値のうち、どちらがXに近いのかが判定される。この場合、第3設定値の2つの候補値はY又はZ(=Y−1)であり、第2設定値はZであり、第1設定値はYであるから、YとY−1とYとの平均値であるY−1/3、及びY−1とY−1とYとの平均値であるY−2/3のうちのどちらがXに近いのかが判定される。図2の場合は、Y−2/3よりもY−1/3の方がXに近いため、第3設定値はYと決定される。 When the third set value is determined, it is determined which of the two candidate values of the third set value, the average value of the second set value and the first set value, is closer to X. In this case, two candidate values of the third set value is Y or Z (= Y-1), the second set value is Z, from the first set value is a Y, Y and Y-1 and is the average value of the Y Y-1/3, and both Y-1 and Y-1 and of the Y-2/3 is an average value of the Y is either closer to X is determined. In the case of FIG. 2, since Y-1 / 3 is closer to X than Y-2 / 3, the third setting value is determined to be Y.
以上の図2、3及び4では、Nが3の場合について説明したが、Nが2又は4以上の場合についても同様である。以下では、上述したN個の設定値を決定する信号発生回路1aの動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ROM12aに予め格納されている制御プログラムに従って、CPU11により実行される。
図5は、本発明の実施の形態1に係る信号発生回路1aでPWM割込処理を実行するCPU11の処理手順を示すフローチャートであり、図6は、本発明の実施の形態1における設定値決定のサブルーチンに係るCPU11の処理手順を示すフローチャートである。
2, 3 and 4, the case where N is 3 has been described, but the same applies to the case where N is 2 or 4 or more. Hereinafter, the operation of the signal generation circuit 1a for determining the N set values described above will be described with reference to a flowchart showing the operation. The following processing is executed by the
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the
図5におけるループカウンタJと、図6における目標の値X、目標の値Xに最も近い値Y、2番目に近い値Z、ループカウンタM、M個の設定値の合計値S、値Ay及び値Azは、RAM13aに記憶される。ループカウンタJの初期値はNである。図6の処理で決定された第1、第2及び第3設定値は、デューティデータテーブル131内の連続したアドレスに順次記憶される。
The loop counter J in FIG. 5, the target value X in FIG. 6, the value Y closest to the target value X , the second closest value Z, the loop counter M, the total value S of M set values, the value Ay, The value Az is stored in the
PWM周期の割込が発生してCPU11の制御が図5の処理に移った場合、CPU11は、ループカウンタJがN(ここでは3)であるか否かを判定し(S10)、Nである場合(S10:YES)、Jを1とする(S11)。その後、CPU11は、負荷4に供給された出力電圧をA/D変換器(検出部に相当)14で変換した出力電圧値を取り込み(S12)、取り込んだ出力電圧値に基づいて電圧ループ制御に係る演算を実行し(S13)、操作量として目標の電流値を算出する。
When the interruption of the PWM cycle occurs and the control of the
その後、CPU11は、電流検出器27の検出電圧をA/D変換器14で変換した出力電流値を取り込み(S14)、取り込んだ出力電流値に基づいて電流ループ制御に係る演算を実行し(S15)、操作量としてPWM回路15に設定すべき目標の値Xを算出してRAM13aに記憶する。電流ループ制御を省略するために、ステップS14及びS15を実行しないようにしてもよい。次いで、CPU11は、設定値決定に係るサブルーチンを呼び出して実行する(S16)。
Then,
設定値決定に係るサブルーチンからリターンした場合、CPU11は、N個の設定値のうちの第J設定値をデューティデータテーブル131から読み出し(S17)、読み出した第J設定値をレジスタバッファ151に設定して(S18)、割り込まれたルーチンにリターンする。
一方、ステップS10でJがNではない場合(S10:NO)、CPU11は、Jを1だけインクリメントした(S19)後、第J設定値をレジスタバッファ151に設定するためにステップS17に処理を移す。
When returning from the subroutine related to setting value determination, the
On the other hand, if J is not N in step S10 (S10: NO), the
図6に移って、PWM割込処理から設定値決定に係るサブルーチンが呼び出された場合、CPU11は、RAM13aに記憶された目標の値Xに最も近い設定値Yを特定する(S21:特定する手段に相当)と共に、2番目に近い設定値Zを特定し(S22:特定する手段に相当)、更に第1設定値をYと決定する(S23:決定手段に相当)。この時点で、ZはY+1又はY−1の何れか一方に特定される。次いで、CPU11は、ループカウンタMを1とし(S24)、M個の設定値の合計値SをYとする(S25)。
Turning to FIG. 6, when a subroutine related to setting value determination is called from the PWM interrupt processing, the
その後、CPU11は、MがNであるか否かを判定し(S26)、Nである場合(S26:YES)、呼び出されたルーチンにリターンする。MがNではない場合(S26:NO)、CPU11は、Mを1だけインクリメントした(S27)後、(S+Y)/Mの値Ayを算出する(S28)と共に、(S+Z)/Mの値Azを算出する(S29)。ここで算出したAy及びAzは、M個の設定値の平均値になり得る2つの候補値である。
Thereafter, the
次いで、CPU11は、|Ay−X|が|Az−X|以下であるか否かを判定する(S30)。ここでの判定は、上記2つの候補値のうち、何れが目標の値Xに近いのかを判定するものである。|Ay−X|が|Az−X|以下である場合(S30:YES)、CPU11は、第M設定値をYと決定し(S31:決定手段に相当)、M個の設定値の合計値SをS+Yに置き換えた(S32)後、ステップS26に処理を移す。一方、|Ay−X|が|Az−X|より大きい場合(S30:NO)、CPU11は、第M設定値をZと決定し(S33:決定手段に相当)、M個の設定値の合計値SをS+Zに置き換えた(S34)後、ステップS26に処理を移す。
Next, the
上述のフローチャートでは、目標の値Xに最も近い設定値Yと共に2番目に近い設定値Zを先に特定して、Zの値(Y+1又はY−1)をRAM13aに記憶したが、この方法に限定されるものではない。例えば、第M設定値を決定する際に、第1設定値から第M−1設定値までの平均値を算出しておき、この平均値と目標の値Xとの大小関係を判定することによって、目標の値Xに最も近い設定値Yを都度特定し、更に2番目に近い設定値ZがY+1であるのか、又はY−1であるのかを都度特定するようにしてもよい。
In the above-described flowchart, the setting value Z closest to the target value X and the setting value Z closest to the second are specified first, and the value of Z (Y + 1 or Y-1) is stored in the
次に、上述のようにして決定されたN個の設定値の複数の例について説明する。
図7は、本発明の実施の形態1に係る信号発生回路1aで目標の値に応じて決定されたN個の設定値の一覧を示す図表である。目標の値は、小数以下2桁の数値で表されるものとする。以下、代表的な目標の値の範囲について、N個の設定値を列挙して説明する。例えば目標の値が0.00から0.17の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々0、0及び0と決定される。この場合、N個の設定値の平均値は0.00であり、これによるPWM信号のデューティの平均値は0%となり、オン時間は0.0μsである。目標の値が0.17から0.50の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々0、1及び0と決定され、N個の設定値の平均値は四捨五入して0.33であり、これによるPWM信号のデューティの平均値は1%となり、オン時間は0.1μsである。
Next, a plurality of examples of the N set values determined as described above will be described.
FIG. 7 is a chart showing a list of N set values determined according to the target value in the signal generation circuit 1a according to the first embodiment of the present invention. The target value is represented by a numerical value with two decimal places. Hereinafter, N set values will be listed and described with respect to typical target value ranges. For example, when the target value is in the range of 0.00 to 0.17, the first, second, and third set values are determined as 0, 0, and 0, respectively. In this case, the average value of the N set values is 0.00, the average value of the duty of the PWM signal thereby becomes 0%, and the ON time is 0.0 μs. When the target value is in the range of 0.17 to 0.50, the first, second and third set values are determined as 0, 1 and 0, respectively, and the average value of the N set values is rounded off. Therefore, the average value of the duty of the PWM signal is 1%, and the ON time is 0.1 μs.
目標の値が0.50から0.83の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々0、1及び1と決定され、N個の設定値の平均値は0.67であり、これによるPWM信号のデューティの平均値は2%となり、オン時間は0.2μsである。目標の値が0.83から1.17の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々1、1及び1と決定され、N個の設定値の平均値は1.00であり、これによるPWM信号のデューティの平均値は3%となり、オン時間は0.3μsである。以下同様に、目標の値の範囲が1.17から2.17までの間に含まれる3つの範囲の夫々について、目標の値の範囲の下限及び上限が1だけ大きくなる毎に、N個の設定値及びその平均値が1だけ大きくなるように決定され、デューティの平均値が3%だけ大きくなり、オン時間の平均値が0.3μsだけ長くなる。 When the target value is in the range of 0.50 to 0.83, the first, second, and third set values are determined as 0, 1, and 1, respectively, and the average value of the N set values is 0. The average value of the duty of the PWM signal is 2%, and the ON time is 0.2 μs. When the target value is in the range of 0.83 to 1.17, the first, second, and third set values are determined as 1, 1, and 1, respectively, and the average value of the N set values is 1 The average value of the duty of the PWM signal is 3%, and the ON time is 0.3 μs. Similarly, for each of the three ranges included in the range of the target value from 1.17 to 2.17 , every time the lower limit and upper limit of the target value range are increased by 1, N set value and the average value thereof is determined so that Do increased by 1, increases the average value of the duty is only 3%, the average value of the oN time becomes longer by 0.3 microsecond.
特に図3に対応する場合について言えば、目標の値が19.17から19.50の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々19、20及び19と決定され、N個の設定値の平均値は19.33であり、これによるPWM信号のデューティの平均値は58%となり、オン時間は5.8μsである。また、目標の値が19.50から19.83の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々19、20及び20と決定され、N個の設定値の平均値は19.66であり、これによるPWM信号のデューティの平均値は59%となり、オン時間は5.9μsである。 Particularly in the case corresponding to FIG. 3, when the target value is in the range of 19.17 to 19.50, the first, second, and third set values are determined as 19, 20, and 19, respectively. The average value of the N set values is 19.33, the average value of the duty of the PWM signal is 58%, and the ON time is 5.8 μs. When the target value is in the range of 19.50 to 19.83, the first, second, and third set values are determined as 19, 20, and 20, respectively, and an average value of N set values Is 19.66, the average value of the duty of the PWM signal is 59%, and the ON time is 5.9 μs.
以上のように本実施の形態1によれば、制御部10aの中枢として機能するCPU11は、PWM回路15に設定すべき目標の値Xに応じてPWM回路15に設定可能な設定値を決定して設定する。具体的には、CPU11は、PWM回路15が有するPWM信号生成部153が生成するPWM信号のN(=3)周期毎に、目標の値Xに最も近い設定値Y及び2番目に近い設定値Zを特定し、特定したY及びZの大きさとXの大きさとを比較した結果により、Y及びZを組み合わせることによりN個の設定値を決定して、上記PWM信号の周期毎に1つずつPWM回路15に設定する。
これにより、CPU11が決定するN個の設定値について目標の値Xに最も近い設定値Y及び2番目に近い設定値Zの割合が適宜決定されるため、N個の設定値の平均的な値が、PWM回路15に設定可能な値の最小の増分め細かく調整される。
従って、設定された値に応じたPWM信号を周期的に発生するPWM回路(発生部)15に設定する値の最小の増分を、比較的小さい処理負荷で実際の増分よりも実質的に小さくすることが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the
As a result, the ratio of the setting value Y closest to the target value X and the setting value Z closest to the second among the N setting values determined by the
Accordingly, the minimum increment of the value set in the PWM circuit (generator) 15 that periodically generates the PWM signal corresponding to the set value is made substantially smaller than the actual increment with a relatively small processing load. It becomes possible.
また、実施の形態1によれば、CPU11が決定するN個の設定値について、目標の値Xに最も近い設定値Yを第1設定値と決定し、第1設定値から第M設定値(2≦M≦N)までの平均的な値が目標の値Xに最も近くなるように、第M設定値を決定することをN−1回だけ繰り返す。
従って、PWM信号のN周期中のどの周期にあっても、第1周期からその周期までにPWM回路15に設定された設定値の平均的な値を目標の値Xに最も近い値にすることが可能となる。
Further, according to the first embodiment, for the N set values determined by the
Therefore, the average value of the set values set in the
(実施の形態2)
実施の形態1が、第1設定値及び第M設定値(2≦M≦N)を順次決定する形態であるのに対し、実施の形態2は、M個の設定値のうち目標の値に2番目に近い設定値の個数を算出することにより、N個の設定値を一括して決定する形態である。
実施の形態2における電圧変換装置の構成は、実施の形態1における図1に示すものと同様であるため、実施の形態1に対応する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 2)
The first embodiment, while the first set value and the M set value (2 ≦ M ≦ N) is in the form of sequential decision, the second embodiment, the target value of the M setpoint In this mode, N setting values are determined collectively by calculating the number of setting values that are the second closest to the number of setting values.
Since the configuration of the voltage conversion device in the second embodiment is the same as that shown in FIG. 1 in the first embodiment, portions corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. .
図8は、本発明の実施の形態2に係る信号発生回路1aでN個の設定値を決定する方法を説明するための説明図である。目標の値Xに対して、先ず最も近い設定値Y及び2番目に近い設定値Zが特定される。図8の例では、Xより小さく、且つXより1/2以上小さくないYが最初に特定され、ZがY+1と特定される。 FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a method of determining N set values in the signal generation circuit 1a according to the second embodiment of the present invention. For the target value X, first, the closest setting value Y and the second closest setting value Z are specified. In the example of FIG. 8, Y that is smaller than X and not smaller than ½ or less than X is first identified, and Z is identified as Y + 1.
さて、第1設定値から第N設定値までが全てYと決定されたと仮定すると、全ての設定値の平均値はYとなる。次に、N個の設定値のうち1つだけ設定値がYではなくZ(図8の場合はY+1)と決定された場合、全ての設定値の平均値は、Yに対して1/Nだけ増加(又は減少)する(図8の場合は増加する)。同様に、Zと決定される設定値が1つ増加する毎に全ての設定値の平均値が1/Nだけ増加(又は減少)する(図8の場合は増加する)。
Assuming that all of the first set value to the Nth set value are determined as Y, the average value of all the set values is Y. Next, when only one of the N setting values is determined to be Z (Y + 1 in the case of FIG. 8) instead of Y, the average value of all the setting values is 1 / N with respect to Y. to increase only (or decrease less) (in the case of FIG. 8 increases). Similarly, set value determined as Z is the average value of all the
Zと決定される設定値の数と全ての設定値の平均値との関係が上述のとおりであることを考慮して、Zと決定される設定値の数を求めるには、YからZに向けて1/Nずつ加算(又は減算)した値とXとの大小関係を都度判定すればよい。より具体的には、Yに対して1/NをK回加算(又は減算)した値とXとの大小関係が逆転した場合、K回加算(又は減算)した値yaと、K−1回加算(又は減算)した値ybとで、どちらがXに近いかを判定し、近い方の回数(K又はK−1)をZと決定される設定値の数とすればよい。 Considering that the relationship between the number of set values determined as Z and the average value of all the set values is as described above, the number of set values determined as Z is determined from Y to Z. The magnitude relationship between X and the value obtained by adding (or subtracting) by 1 / N in each direction may be determined each time. More specifically, if the magnitude relationship between X and the value obtained by adding (or subtracting) 1 / N K times to Y is reversed, the value ya added (or subtracted) K times and K−1 What is closer to X is determined by the value yb added (or subtracted) times, and the closer number (K or K-1) may be set as the number of set values determined as Z.
具体的に図8の場合は、Yに対して1/NをK−1回加算(又は減算)した値ybに更に1/2Nを加算(又は減算)した値ycとXとの大小関係を判定すればよい。図8の場合は(図8の左半分参照)、K=2であり、ycの方がXより大きいと判定されるため、K−1の値(=1)がZと判定される設定値の数となる。 For Specifically, FIG. 8, the magnitude relation between the 1 / N the K-1 times adding (or subtracting) adds further 1 / 2N the value yb (or subtracting) value yc and X with respect to Y What is necessary is just to judge. In the case of FIG. 8 (see the left half of FIG. 8) , K = 2, and it is determined that yc is greater than X. Therefore, the value K−1 (= 1) is determined to be Z. It becomes the number of.
上述したアルゴリズムをXの側から見れば(図8の右半分参照)、XとYとの差分xから1/Nを減算することを繰り返し、K回減算したときに減算結果xaが負になった場合、xから1/NをK−1回減算した値xbから更に1/2Nを減算した値xcが負になるか否かによって、Zと決定される設定値の数を決定すればよい。図8の例ではK=2であり、xcが負になるから、Zの数が1と決定される。仮にxcが正であればZの数が2と決定される。 If the above algorithm is viewed from the X side (see the right half of FIG. 8) , the subtraction result xa becomes negative when 1 / N is repeatedly subtracted from the difference x between X and Y and subtracted K times. If the value xc obtained by subtracting 1 / 2N from the value xb obtained by subtracting 1 / N from K-1 times from x is negative, the number of set values determined as Z may be determined. . In the example of FIG. 8, since K = 2 and xc becomes negative, the number of Z is determined to be 1. If xc is positive, the number of Z is determined to be 2.
なお、XとYとの差分xから先に1/2Nを減算しておき、この減算結果から1/Nを何回減算したときに減算結果が負になるかによって、Zと決定される設定値の数を決定してもよい。1/2Nを減算したときの減算結果が負であれば、Zの数が0と決定され、1/NをK回減算したときの減算結果が負であればZの数がKと決定される。後述するフローチャートでは、このアルゴリズムで説明する。図8の例では、xから1/2Nを減算した結果から1/Nを1回減算したときに減算結果が負になるから、Zの数が1と決定される。
Note that 1 / 2N is first subtracted from the difference x between X and Y, and Z is determined depending on how
以下では、上述した信号発生回路1aの動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ROM12aに予め格納されている制御プログラムに従って、CPU11により実行される。
図9は、本発明の実施の形態2における設定値決定のサブルーチンに係るCPU11の処理手順を示すフローチャートである。図9における設定値の数K、及びXとYの差分xは、RAM13aに記憶される。PWM割込処理に係るCPU11の処理手順は、実施の形態1における図5に示すものと同様であるため、図示及び説明を省略する。
Below, operation | movement of the signal generation circuit 1a mentioned above is demonstrated using the flowchart which shows it. The following processing is executed by the
FIG. 9 is a flowchart showing the processing procedure of the
PWM割込処理から設定値決定に係るサブルーチンが呼び出された場合、CPU11は、RAM13aに記憶された目標の値Xに最も近い設定値Yを特定する(S40:特定する手段に相当)と共に、2番目に近い設定値Zを特定し(S41:特定する手段に相当)、更にZと決定される設定値の数Kを0とする(S42)。その後、CPU11は、XとYの差分xを算出し(S43)、算出したxから1/2Nを減算した値を新たにxとする(S44)。
When a subroutine related to setting value determination is called from the PWM interrupt processing, the
次いで、CPU11は、xが負であるか否かを判定し(S45)、負である場合(S45:YES)、後述するステップS49に処理を移す。xが負ではない場合(S45:NO)、CPU11は、Kの値を1だけインクリメントし(S46)、xから1/Nを減算した値を新たにxとする(S47)。
Next, the
次いで、CPU11は、xが負であるか否かを判定し(S48)、負ではない場合(S48:NO)、ステップS46に処理を移す。xが負である場合(S48:YES)、CPU11は、この時点で(値が)Yと決定された(決定手段に相当)N−K個の設定値と、(値が)Zと決定された(決定手段に相当)K個の設定値とをデューティデータテーブル131に記憶し(S49)、呼び出されたルーチンにリターンする。
なお、ステップS45及びS48では、xが負であるか否かを判定したが、判定に等号を含めて、xが0以下で有るか否かを判定するようにしてもよい。
Next, the
In steps S45 and S48, it is determined whether or not x is negative. However, an equal sign may be included in the determination to determine whether x is 0 or less.
次に、上述のようにして決定されたN個の設定値の複数の例について説明する。
図10は、本発明の実施の形態2に係る信号発生回路1aで目標の値に応じて決定されたN個の設定値の一覧を示す図表である。図10では、N個の設定値に含まれる第1設定値、第2設定値及び第3設定値を数値の昇順に並べてあるが、これに限定されるものではなく、降順に並べてもよいし、順不同に並べてもよい。
Next, a plurality of examples of the N set values determined as described above will be described.
FIG. 10 is a chart showing a list of N set values determined according to the target value in the signal generation circuit 1a according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 10, the first setting value, the second setting value, and the third setting value included in the N setting values are arranged in ascending order of numerical values. However, the present invention is not limited to this, and may be arranged in descending order. , They may be arranged in any order.
図10に示す目標の値及びN個の設定値は、実施の形態1における図7に示すものと比較して、第1設定値、第2設定値及び第3設定値の並び順が一部異なるだけであり、図表中の数値そのものに違いはない。N個の設定値の平均値は、図7に示す値と全く同一である。 The target value and the N set values shown in FIG. 10 are partly in the order of arrangement of the first set value, the second set value, and the third set value, compared to that shown in FIG. 7 in the first embodiment. They are only different, and there is no difference in the numbers themselves in the chart. The average value of the N set values is exactly the same as the value shown in FIG.
具体的に異なる点を挙げると、目標の値が0.17から0.50の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々0、0及び1と決定され、目標の値が1.17から0.50の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々1、1及び2と決定される。また、目標の値が19.17から19.50の範囲内にある場合、第1、第2及び第3設定値は、夫々19、19及び20と決定される。 Specifically, if the target value is in the range of 0.17 to 0.50, the first, second, and third set values are determined as 0, 0, and 1, respectively. Is within the range of 1.17 to 0.50, the first, second, and third set values are determined as 1, 1, and 2, respectively. When the target value is within the range of 19.17 to 19.50, the first, second, and third set values are determined to be 19, 19, and 20, respectively.
以上のように本実施の形態2によれば、制御部10aが決定するN個の設定値について、N個全ての設定値の平均的な値が目標の値に最も近くなるようにN個の設定値を決定する。
従って、信号のN周期全体について、PWM回路15に設定されたN個の設定値の平均的な値を目標の値に最も近い値にすることが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, for the N set values determined by the
Therefore, the entire N periods of the signal, it is possible to most value close to the average value of the target value of the set of N set value to the
(実施の形態3)
実施の形態1は、N周期毎に順次決定されたN個の設定値が、RAM13aに含まれるデューティデータテーブル131に一旦書き込まれた後、PWM周期で順次読み出される形態であるのに対し、実施の形態3は、N個の設定値が、ROMに含まれるデューティデータテーブルに予め記憶された内容から選択されることにより、N周期毎に一括して決定されて、PWM周期で順次読み出される形態である。
図11は、本発明の実施の形態3に係る信号発生回路1bを備える電圧変換装置の構成例を示すブロック図である。
(Embodiment 3)
In the first embodiment, the N setting values sequentially determined every N cycles are once written in the duty data table 131 included in the
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a voltage conversion apparatus including the
信号発生回路1bは、CPU11を有するマイクロコンピュータである。CPU11は、プログラム等の情報を記憶するROM12b、一時的に発生した情報を記憶するRAM13b、A/D変換器14、PWM回路15、及び割込コントローラ16と互いにバス接続されている。信号発生回路1bのうち、PWM回路15を除いたものが制御部10bであるが、PWM回路15が制御部10bに含まれていてもよい。
Signal generating
ROM12bは、デューティデータテーブル(記憶部に相当)121を含み、該デューティデータテーブル121には、実施の形態2における図10に示す目標の値の各範囲に夫々対応付けられたN個の設定値が予め複数組記憶されている。デューティデータテーブル121は、制御部10bの外部の他のメモリに含まれていてもよい。デューティデータテーブル121に記憶された複数組のN個の設定値の中から、N周期毎の割込処理にて1組の第1設定値、第2設定値及び第3設定値が決定される。
The
RAM13bは、実施の形態1におけるRAM13aとは異なり、デューティデータテーブル131を含まない。信号発生回路1bの動作を説明するためのタイミング図については、実施の形態1の図2に示すものと同様である。
その他、実施の形態1に対応する箇所には同様の符号を付して、その説明を省略する。
Unlike the
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location corresponding to
N個の設定値は、例えばN周期(N=3)における第3周期で決定される。デューティデータテーブル121に記憶された内容から決定された第1設定値、第2設定値及び第3設定値夫々は、各設定値が決定されたときの第3周期における割込処理、並びに次のN周期における第1周期及び第2周期夫々における割込処理により順次読み出されて、レジスタバッファ151に設定される。
N set values are determined, for example, in the third period in N periods (N = 3). The first setting value, the second setting value, and the third setting value determined from the contents stored in the duty data table 121 are the interrupt processing in the third period when each setting value is determined, and The data are sequentially read out by the interrupt process in each of the first period and the second period in the N period and set in the
以下では、上述したN個の設定値を決定する信号発生回路1bの動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ROM12bに予め格納されている制御プログラムに従って、CPU11により実行される。
図12は、本発明の実施の形態3に係る信号発生回路1bでPWM割込処理を実行するCPU11の処理手順を示すフローチャートである。図12におけるループカウンタJ及び目標の値Xは、RAM13bに記憶される。ループカウンタJの初期値はNである。
Hereinafter, the operation of the
FIG. 12 is a flowchart showing a processing procedure of the
なお、ステップS50からS58までの処理のうち、ステップS56以外の処理は、実施の形態1における図5に示すステップS10からS18までの処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。 Of the processes from step S50 to S58, processes other than step S56 are the same as the processes from step S10 to S18 shown in FIG.
PWM周期の割込が発生してCPU11の制御が図12の処理に移った場合、CPU11は、ループカウンタJがN(ここでは3)であるか否かを判定し(S50)、Nである場合(S50:YES)、Jを1とする(S51)。その後、CPU11は、出力電圧に基づく電圧ループ制御、及び出力電流に基づく電流ループ制御に係る演算を実行する(S52〜S55)。
When the interruption of the PWM period occurs and the control of the
次いで、CPU11は、デューティデータテーブル121の内容、即ちテーブルに記憶された目標の値の各範囲と、上述の演算によって算出した目標の値Xとを照合する(S56)。照合の結果、目標の値Xが含まれる範囲に対応してデューティデータテーブル121に記憶されているN個の設定値が、決定された設定値となる(決定手段に相当)。
Next, the
次いで、CPU11は、第J設定値をデューティデータテーブル121から読み出し(S57)、読み出した第J設定値をレジスタバッファ151に設定して(S58)、割り込まれたルーチンにリターンする。
Next, the
以上のように本実施の形態3によれば、その平均的な値が目標の値Xに最も近くなるように予め決定されたN個の設定値と、目標の値の範囲との対応関係がROM12bのデューティデータテーブル121に記憶されている。CPU11は、目標の値Xに対応してPWM回路15に設定すべきN個の設定値を、割込処理にてデューティデータテーブル121から順次読み出して決定する。
従って、目標の値Xに応じて決定すべきN個の設定値を、CPU11による制御の実行時に容易に決定することが可能となる。
As described above, according to the third embodiment, the correspondence relationship between the N set values determined in advance so that the average value is closest to the target value X and the range of the target value is as follows. It is stored in the duty data table 121 of the
Therefore, N setting values to be determined according to the target value X can be easily determined when the
また、実施の形態3によれば、制御部10bに含まれるCPU11が、割込処理にてデューティデータテーブル121からN個の設定値を順次読み出してPWM回路15に設定する。
従って、デューティデータテーブル121の内容を順次PWM回路15に設定することが可能となる。
Further, according to the third embodiment, the
Therefore, the contents of the duty data table 121 can be sequentially set in the
更に、実施の形態1、2又は3によれば、上述の信号発生回路1a又は1bが発生したPWM信号のデューティに応じたスイッチングによって電圧変換回路2が電圧を変換し、変換された電圧に基づくPWM制御により、信号発生回路1a又は1bのCPU11がPWM回路15に設定すべき目標の値を算出する。
従って、PWM信号を周期的に発生するPWM回路15に設定する値の最小の増分を、比較的小さい処理負荷で実際の増分よりも実質的に小さくすることが可能な信号発生回路1a又は1bを電圧変換装置に適用して、出力電圧の精度を向上させることが可能となる。
Furthermore, according to the first, second, or third embodiment, the
Therefore, the
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。 The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. In addition, the technical features described in each embodiment can be combined with each other.
1a、1b 信号発生回路
10a、10b 制御部
11 CPU(特定する手段、決定手段)
12a、12b ROM
121 デューティデータテーブル(記憶部)
13a、13b RAM
131 デューティデータテーブル
14 A/D変換器(検出部)
15 PWM回路(発生部)
151 レジスタバッファ
152 デューティレジスタ
153 PWM信号生成部
16 割込コントローラ
2 電圧変換回路
26 駆動回路
27 電流検出器
3 バッテリ
4 負荷
1a, 1b
12a, 12b ROM
121 Duty data table (storage unit)
13a, 13b RAM
131 Duty data table 14 A / D converter (detector)
15 PWM circuit (generator)
151
Claims (7)
前記制御部は、
前記信号のN周期(Nは2以上の自然数)毎に、前記所定の値に最も近い設定可能値及び2番目に近い設定可能値を特定する手段と、
該手段が特定した2つの設定可能値及び前記所定の値夫々の大きさに基づいて、前記2つの設定可能値の中からN個の設定可能値を前記発生部に設定すべく決定する決定手段と
を有する
ことを特徴とする信号発生回路。 A generator that periodically generates a signal having a duty corresponding to a set value; and a controller that sets a settable value that can be set in the generator according to a predetermined value for each cycle of the signal; In a signal generation circuit comprising:
The controller is
Means for specifying a settable value closest to the predetermined value and a settable value closest to the second value every N periods (N is a natural number of 2 or more) of the signal;
Determination means for determining N settable values from among the two settable values to be set in the generation unit based on the two settable values specified by the means and the magnitudes of the predetermined values. A signal generation circuit comprising: and.
該記憶部は、N個の設定可能値を、各設定可能値の平均的な値が、対応する所定の値に最も近くなるように予め決定して記憶してあり、
前記決定手段は、前記所定の値に対応するN個の設定可能値を前記記憶部の記憶情報から決定するようにしてある
ことを特徴とする請求項1に記載の信号発生回路。 A storage unit for storing a correspondence between a predetermined value and N settable values;
The storage unit stores N settable values in advance so that an average value of each settable value is closest to a corresponding predetermined value;
The signal generation circuit according to claim 1, wherein the determination unit determines N settable values corresponding to the predetermined value from stored information in the storage unit.
前記信号発生回路が備える制御部は、前記検出部が検出した電圧に基づくPWM制御により、前記所定の値を算出する手段を有することを特徴とする電圧変換装置。 6. The signal generation circuit according to claim 1, a voltage conversion circuit for converting a voltage by switching according to a duty of a signal generated by the signal generation circuit, and a voltage converted by the voltage conversion circuit A voltage conversion device comprising a detection unit for detecting
The control unit provided in the signal generation circuit includes a means for calculating the predetermined value by PWM control based on the voltage detected by the detection unit.
前記信号のN周期(Nは2以上の自然数)毎に、前記所定の値に最も近い設定可能値及び2番目に近い設定可能値を特定し、
特定した2つの設定可能値及び前記所定の値夫々の大きさに基づいて、前記2つの設定可能値の中からN個の設定可能値を前記発生部に設定すべく決定する
ことを特徴とする信号発生方法。 A generator that periodically generates a signal having a duty corresponding to a set value; and a controller that sets a settable value that can be set in the generator according to a predetermined value for each cycle of the signal; In a method for generating the signal in a signal generation circuit comprising:
For each N periods (N is a natural number of 2 or more) of the signal, a settable value closest to the predetermined value and a settable value closest to the second value are specified,
Based on the two specified settable values and the size of each of the predetermined values, N settable values are determined to be set in the generation unit from the two settable values. Signal generation method.
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Cited By (2)
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