JP5799262B2 - 力率改善コンバータ - Google Patents
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Description
まず、本発明の第1実施形態に係る力率改善コンバータについて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る力率改善コンバータが適用されたスイッチング電源装置の概略構成例を示す回路図である。
・Vr=k1・Vel・Vis
と表わされ、軽負荷時(Vel≦Er2)において、
・Vr=k1・Vel・(Vis−k2(Er2−Ve1))
…(Vis>k2(Er2−Ve1)のとき)
・Vr=0 …(Vis≦k2(Er2−Ve1)のとき)
と表わされる。
次に、本発明の第2実施形態に係る力率改善コンバータについて説明する。図5は本発明の第2実施形態に係る力率改善コンバータが適用されたスイッチング電源装置の概略構成例を示す回路図である。本実施形態において第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付し説明を省略する。本実施形態の力率改善コンバータ4Bが第1実施形態と異なる点は、図5に示すように、目標波形生成回路46Bが、第1実施形態における演算部102および乗算部103の代わりに、入力直流電圧Viに基づく電圧Visと出力直流電圧Voに基づく電圧Ve1とを乗算した乗算電圧Vyを生成する乗算部103Bと、乗算電圧Vyが軽負荷検出信号Vllの電圧値以下である場合にゼロレベルを出力し、乗算電圧Vyが軽負荷検出信号Vllの電圧値より大きい場合に乗算電圧Vyから軽負荷検出信号Vllを差し引いて目標波形(目標波形電圧Vr)を生成する演算部102Bとを備えていることである。
・Vr=k1・Vel・Vis
と表わされ、軽負荷時(Vel≦Er2)において、
・Vr=k1・Vel・k2・(Er2−Ve1)…(Vy>Vllのとき)
・Vr=0 …(Vy≦Vllのとき)
と表わされる。ここで、Vy=Vllとすると、
Vis=(k2/k1)・((Er2/Ve1)−1)
と表せる。
次に、本発明の第3実施形態に係る力率改善コンバータについて説明する。図6は本発明の第3実施形態に係る力率改善コンバータが適用されたスイッチング電源装置の概略構成例を示す回路図である。本実施形態において第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付し説明を省略する。本実施形態の力率改善コンバータ4Cが第1実施形態と異なる点は、図6に示すように、軽負荷検出回路45Cが、供給電力として負荷5を流れる出力電流Ioを検出するよう構成されていることである。具体的には、軽負荷検出回路45Cは、出力電流Ioを電圧値(出力検出電圧Vc3)として検出する検出抵抗55と、検出抵抗55によって検出された出力検出電圧Vc3を増幅して増幅電圧Vcoを出力する増幅部(増幅回路)56と、増幅電圧Vcoと第2基準電圧Er2とに基づいて軽負荷検出信号Vllを演算する演算部105Cとを備えている。
2 入力フィルタ
3 全波整流回路(整流器)
4,4B,4C 昇圧コンバータ(力率改善コンバータ)
5 負荷
40 インダクタ
41 スイッチ
42 ダイオード(整流回路要素)
43 出力コンデンサ(蓄電回路要素)
44 電流検出回路
44a,55 検出抵抗
45,45C 軽負荷検出回路
46,46B 目標波形生成回路
47 駆動信号生成回路
51,52,53,54 抵抗
100 第1基準電源
101 誤差増幅器
102,102B 演算部
103,103B 乗算部
104 第2基準電源
105,105C 演算部
106 インバータ
107 誤差増幅器
108 発振回路
109 比較器
Claims (7)
- 交流電源から入力される交流電圧を入力直流電圧に整流する整流器と、
一端が前記整流器の正出力端に接続され、前記入力直流電圧が印加されるインダクタと、
前記インダクタの他端に整流回路要素を介して接続され、蓄電により負荷へ出力する出力直流電圧を生成する蓄電回路要素と、
主端子の一方が前記インダクタの他端に接続され、主端子の他方が前記整流器の負出力端に接続され、前記インダクタと前記負出力端とを接続することにより前記インダクタにエネルギーを蓄積し、前記インダクタと前記負出力端との接続を遮断することにより前記蓄電回路要素を充電するようにスイッチングするスイッチと、
前記負荷への供給電力が所定値以下である場合に、当該供給電力に応じたレベルの軽負荷検出信号を生成する軽負荷検出回路と、
前記入力直流電圧に基づいて前記インダクタに流れるインダクタ電流の目標波形を生成する目標波形生成回路と、
前記インダクタ電流が目標波形に追従するように前記スイッチを駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、を備え、
前記目標波形生成回路は、軽負荷検出信号が軽負荷であることを示す場合に、前記目標波形の振幅がゼロレベルとなる期間(以下、ゼロレベル期間)を有し、かつ前記軽負荷検出信号のレベルに応じて前記ゼロレベル期間が調整された目標波形を生成するように構成された、力率改善コンバータ。 - 前記目標波形生成回路は、前記出力直流電圧に基づいて、当該出力直流電圧が所定の電圧値となるような前記目標波形を生成するよう構成されている、請求項1に記載の力率改善コンバータ。
- 前記軽負荷検出回路は、前記供給電力に基づく電圧が所定の基準電圧以下となった場合に前記基準電圧から前記供給電力に基づく電圧を差し引いた第1差電圧に比例する電圧を前記軽負荷検出信号として出力するよう構成され、
前記目標波形生成回路は、前記入力直流電圧に基づく電圧が前記軽負荷検出信号の電圧値以下である場合に前記目標波形の振幅がゼロレベルとなるように前記目標波形を生成するよう構成されている、請求項1に記載の力率改善コンバータ。 - 前記軽負荷検出回路は、前記供給電力として前記出力直流電圧を検出するよう構成されている、請求項1に記載の力率改善コンバータ。
- 前記軽負荷検出回路は、前記供給電力として前記負荷を流れる出力電流を検出するよう構成されている、請求項1に記載の力率改善コンバータ。
- 前記軽負荷検出回路は、前記目標波形生成回路に入力される前記出力直流電圧に基づく電圧を所定の基準電圧と比較し、当該出力直流電圧に基づく電圧が前記基準電圧以下となった場合に前記基準電圧から前記出力直流電圧に基づく電圧を差し引いた差電力に比例する電圧を前記軽負荷検出信号として出力するよう構成され、
前記目標波形生成回路は、前記入力直流電圧に基づく電圧が前記軽負荷検出信号の電圧値以下である場合にゼロレベルを出力し、前記入力直流電圧に基づく電圧が前記軽負荷検出信号の電圧値より大きい場合に前記入力直流電圧に基づく電圧から前記軽負荷検出信号の電圧値を差し引いた第2差電圧を出力する演算部と、
前記演算部から出力された電圧と前記出力直流電圧に基づく電圧とを乗算して前記目標波形を生成する乗算部とを備えている、請求項2に記載の力率改善コンバータ。 - 前記軽負荷検出回路は、前記目標波形生成回路に入力される前記出力直流電圧に基づく電圧を所定の基準電圧と比較し、当該出力直流電圧に基づく電圧が前記基準電圧以下となった場合に前記基準電圧から前記出力直流電圧に基づく電圧を差し引いた差電力に比例する電圧を前記軽負荷検出信号として出力するよう構成され、
前記目標波形生成回路は、前記入力直流電圧に基づく電圧と前記出力直流電圧に基づく電圧とを乗算した乗算電圧を生成する乗算部と、
前記乗算電圧が前記軽負荷検出信号の電圧値以下である場合にゼロレベルを出力し、前記乗算電圧が前記軽負荷検出信号より大きい場合に前記乗算電圧から前記軽負荷検出信号の電圧値を差し引いて前記目標波形を生成する演算部とを備えている、請求項2に記載の力率改善コンバータ。
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