JP2007151208A - Pfcコンバータの制御回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】スイッチング素子に入力する出力直流電圧指令の算出部を持たないPFCコンバータにおいて、負荷回路の状態に合わせてPFCの出力電圧を可変できる制御回路を提供すること。
【解決手段】PFCの出力電圧のフィードバック信号21とマイコン22からの指令24を差分演算回路23に取り込み、差分を制御部15にフィードバックすることにより、マイコンからの指令24を負荷回路の状態に合わせて変化させることで制御部15に取り込まれる値をコントロールすることができ、PFCの出力電圧を可変制御することが可能となる。
【選択図】図1
【解決手段】PFCの出力電圧のフィードバック信号21とマイコン22からの指令24を差分演算回路23に取り込み、差分を制御部15にフィードバックすることにより、マイコンからの指令24を負荷回路の状態に合わせて変化させることで制御部15に取り込まれる値をコントロールすることができ、PFCの出力電圧を可変制御することが可能となる。
【選択図】図1
Description
本発明は、力率改善(PFC)コンバータの制御回路に関するものである。
図3は、従来のPFCコンバータの制御回路図例である。図3(a)において、11は交流電源、12はダイオードブリッジ、13はリアクタ、14はスイッチング素子、15はスイッチング素子14の制御部、16はダイオード、17は平滑コンデンサ、18は負荷回路、19はスイッチング素子15に入力する出力直流電圧指令20の算出部、20はスイッチング素子制御部15に入力する出力直流電圧指令、21はPFCの出力電圧のフィードバック信号である。(特許文献1参照)。
図4(a)に、力率改善動作をしない場合(図3のスイッチング素子14がスイッチング動作を行わない場合)の交流電源11の電圧、ダイオードブリッジ12の出力電圧、平滑コンデンサ17の両端の電圧および交流電源11の電流波形例を示す。入力電源電圧が平滑コンデンサ17の両端の電圧より高い場合には平滑コンデンサ17を充電する充電電流が流れ、入力電源電圧が平滑コンデンサ17の両端の電圧より低い場合には充電電流が流れないため、交流電源11の電流は、同図(a)に示したような電流となる。
図4(a)に、力率改善動作をしない場合(図3のスイッチング素子14がスイッチング動作を行わない場合)の交流電源11の電圧、ダイオードブリッジ12の出力電圧、平滑コンデンサ17の両端の電圧および交流電源11の電流波形例を示す。入力電源電圧が平滑コンデンサ17の両端の電圧より高い場合には平滑コンデンサ17を充電する充電電流が流れ、入力電源電圧が平滑コンデンサ17の両端の電圧より低い場合には充電電流が流れないため、交流電源11の電流は、同図(a)に示したような電流となる。
一方、力率改善動作をする場合、スイッチング素子14がスイッチング動作をすることにより、ダイオードブリッジ12の入力電流は同図(b)に示すように正弦波に近い電流となる。ここでPFCコンバータの力率改善動作の詳細について述べる。
PFCコンバータは、入力電源電圧が平滑コンデンサ17両端の電圧(以下PFCの出力電圧と呼ぶ)より低い場合は、スイッチング素子14のオン時間を長くしてリアクタ13に電流を流し、入力電源電圧がPFCの出力電圧より高い場合は、スイッチング素子14のオン時間を短くしてリアクタ13に電流が流れないようにして、入力電流の波形を正弦波に近づける動作を行う。
PFCコンバータは、このようにリアクタ13に電流を積極的に流すことによって力率改善動作を行うが、同時にリアクタ13に蓄えたエネルギーをダイオード16を介して放出することにより、昇圧動作も行う。この昇圧量、すなわちPFCの出力電圧はスイッチング素子14のデューティを制御するスイッチング素子制御部15への指令20によって決定される。しかし、PFCコンバータの中には図3(b)に示すように算出部19を持たない種類がある。その場合、あらかじめ設定した一定の直流電圧しか出力することができない。
ここで、算出部19を持たないPFCコンバータを用いたインバータエアコン用圧縮機等のモータの制御例ついて紹介する。モータの回転数はモータの負荷と印加電圧によって決まる。従って、ある回転数で運転しようとした場合、PFCは一定の直流電圧しか出力できないため、インバータ部でPWM(パルス幅変調)制御を行ってモータの平均印加電圧を制御している。この場合、PFCの出力電圧はエアコンの最大暖房能力運転に必要なモータの回転数に合わせて高い値に設定する必要がある。
特開昭53−5755号公報
しかしながら、前記従来の構成では、PFCの出力電圧が高いほど、コンバータ回路での昇圧による損失や、インバータ部の損失が大きくなるという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、スイッチング素子に入力する出力直流電圧指令の算出部を持たないPFCコンバータにおいて負荷回路の状態に合わせてPFCの出力電圧を可変できる制御回路を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明のPFCコンバータの制御回路は、PFCの出力電圧のフィードバック信号の変わりにPFCの出力電圧のフィードバック信号とマイコンからの指令の差分をスイッチング素子制御部にフィードバックしたものである。
これによって、負荷回路の状態に合わせてPFCの出力電圧を可変することができ、損失の少ないPFCの制御が可能となる。
第1の発明は、スイッチング素子に入力する出力直流電圧指令の算出部を持たないPFCコンバータにおいて、PFCの出力電圧のフィードバック信号の変わりにPFCの出力電圧のフィードバック信号とマイコンからの指令の差分をスイッチング素子制御部にフィードバックし、負荷回路の状態に合わせてPFCの出力電圧を可変制御するものである。このように制御することにより、PFCの出力電圧を不必要に高くする必要がなく、損失の少ないPFCの制御が可能となる。
第2の発明は、特に第1の発明のPFCの出力電圧のフィードバック信号とマイコンの指令の差分をスイッチング素子制御部にフィードバックする手段として、差動増幅器を利用したものである。この方法を用いることにより、PFCの出力電圧とマイコンの指令の回路が互いに干渉しない安定したフィードバック制御が可能となる。
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるPFCコンバータの制御回路を示す図である。図1において、PFCの出力電圧のフィードバック信号21とマイコン22からの指令24を差分演算回路23に取り込み、差分を制御部15にフィードバックしたものである。
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるPFCコンバータの制御回路を示す図である。図1において、PFCの出力電圧のフィードバック信号21とマイコン22からの指令24を差分演算回路23に取り込み、差分を制御部15にフィードバックしたものである。
以上のようなPFCコンバータの制御回路にすることにより、マイコンからの指令24を負荷回路の状態に合わせて変化させることで制御部15に取り込まれる値をコントロールすることができ、PFCの出力電圧を可変制御することが可能となる。
(実施の形態2)
図2は、本発明の第2の実施の形態におけるPFCコンバータの制御回路を示す図である。図2において、差分演算回路として、差動増幅器25を利用している。これによって、互いの回路が干渉しない安定したフィードバック制御が可能となる。
(実施の形態2)
図2は、本発明の第2の実施の形態におけるPFCコンバータの制御回路を示す図である。図2において、差分演算回路として、差動増幅器25を利用している。これによって、互いの回路が干渉しない安定したフィードバック制御が可能となる。
以上のように、本発明は、一定出力のフィードバック制御を可変出力に変更することが可能となるので、フィードバック制御を行うものであれば制御対象に関わらず全てに適用できる。
11 交流電源
12 ダイオードブリッジ
13 リアクタ
14 スイッチング素子
15 スイッチング素子の制御部
16 ダイオード
17 平滑コンデンサ
18 負荷回路
19 出力電圧指令算出部
20 出力直流電圧指令
21 PFCの出力電圧のフィードバック信号
22 マイコン
23 差分演算回路
24 マイコンからの指令
25 差動増幅器
12 ダイオードブリッジ
13 リアクタ
14 スイッチング素子
15 スイッチング素子の制御部
16 ダイオード
17 平滑コンデンサ
18 負荷回路
19 出力電圧指令算出部
20 出力直流電圧指令
21 PFCの出力電圧のフィードバック信号
22 マイコン
23 差分演算回路
24 マイコンからの指令
25 差動増幅器
Claims (2)
- 交流電源を整流して入力し、一定の直流電圧を出力する力率改善(PFC)コンバータにおいて、PFCコンバータの出力電圧とマイコンからの指令の差分をPFCスイッチング素子の制御部にフィードバックすることを特徴とするPFCコンバータの制御回路。
- PFCコンバータの出力電圧とマイコンの指令の差分をPFCスイッチング素子の制御部にフィードバックする手段として、差動増幅器を利用した請求項1記載のPFCコンバータの制御回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005338218A JP2007151208A (ja) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | Pfcコンバータの制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005338218A JP2007151208A (ja) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | Pfcコンバータの制御回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007151208A true JP2007151208A (ja) | 2007-06-14 |
Family
ID=38211955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005338218A Pending JP2007151208A (ja) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | Pfcコンバータの制御回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007151208A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8630105B2 (en) | 2009-03-24 | 2014-01-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Switching power supply apparatus including a PFC converter that suppresses harmonic currents |
-
2005
- 2005-11-24 JP JP2005338218A patent/JP2007151208A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8630105B2 (en) | 2009-03-24 | 2014-01-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Switching power supply apparatus including a PFC converter that suppresses harmonic currents |
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