CN103354972B - 功率因数改善电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种功率因数改善电路，能够降低在启动时、输入突变时、负载突变时等过冲保护开启时产生的变压器的噪声。通过输出电压控制部，电容器的两端电压被恒定控制在第一电压值，当输出电容器的两端电压达到了比第一电压值大的第二电压值时，通过过电压检测部，第二电压值被检测出。另外，通过电流制限部，在流过开关元件的开关电流的值被检测出的同时，开关电流的限制值被确定。然后，开关电流被限制在限制值，当通过过电压检测部，第二电压值被检测出时，通过限制值变更部，为了使得开关电流值降低，让电流制限部变更限制值。

Description

功率因数改善电路
技术领域
本发明涉及一种功率因数改善电路，特别是涉及一种应对启动时、输入突变时、负载突变时等的输出电压过冲(overshoot)的对策，应对升压用的电感元件等的噪声的对策，以及能够实现装置的小型化和低成本化的功率因数改善电路。
背景技术
以往，用于功率因数改善的开关(switching)电源将交流输入电压用二极管整流桥(bridgediode)进行整流，并使用升压型开关电源用电容器(condenser)使得整流输出电压变得平滑。上述二极管整流桥的整流输出是通过升压型开关电源用扼流圈(chokecoil)、升压型开关电源用开关半导体开关、升压型开关电源用整流二极管、以及功率因数改善控制电路，输入电流为正弦波状，并进行升压动作，平滑用电解电容器两端电压的输出被控制为输出电压设定用电阻设定的输出电压。因此，通常在升压型开关电源中，为了避免响应工频而进行反馈(feedback)控制，因此对于输入的突变和负载的突变，容易产生输出响应的延迟，容易产生输出电压的过冲。
因此，在专利文献1所述的从前技术中，如图9所示，提出了一种直流电源电路，具有：对商用交流电源进行整流使其平滑的整流手段(图9的D10)；升压用的电感(inductance)元件(图9的L10)；使流过电感的电流中断或连续的开关手段(图9的Q10)；对开关手段的输出进行整流使其变得平滑从而获得直流输出电压的直流电压生成手段(图9的C20)；基于电感元件的励磁电压和所述输出来对开关手段的开关频率进行可变控制，使得至少该直流电源电路的输出稳定的开关控制手段(图9的输出电压控制部、振荡控制部、驱动器(driver))；检测与商用交流电源相对应的电压水平(level)，在这个电压水平被设定为比预定阈值更高时使上述开关手段的开关动作停止的开关动作停止手段(图9的过电压检测部、过电流检测部)。根据这个直流电源电路，当商用交流电源的电压水平在预定以上时，有源滤波器(activefilter)中的开关手段的开关动作被停止。这样，即使在例如商用交流电源为高电压低负载这样的条件下，也能够避免电感元件中的过剩电压的上升。
但是，在专利文献1所述的从前技术中，在直流电源电路的输入端投入了商用交流电源而起动时，如图10(图11是将图10的时间图的时间轴拓宽的时间图)所示，有可能出现输出电压骤然上升、振荡和停止不断反复的间歇性的振荡动作，一旦这时的反复振荡和停止的周期进入可听区域，就有可能产生升压用的电感元件等的噪声。这种现象特别是在当输入电压比输出电压高时容易变得明显。
对此，在专利文献2所述的从前技术中，提出了一种升压斩波(chopper)型功率因数改善电源装置，包括：整流器，将输入交流电压进行整流从而获得脉动电压；第一开关元件，将所述脉动电压外加到电感从而使得用于储存磁能的电流流过；第二开关元件，使得与所述磁能相对应的电流流过；平滑电容器，使得来自该第二开关的电流变得平滑从而获得输出直流电压；以及开关元件控制器，控制所述第一开关元件的断开和导通，并且在该升压斩波型功率因数改善电源装置中，在将所述输出直流电压大小设定为预定值的同时，改善功率因数。在这个升压斩波型功率因数改善电源装置中，当所述脉动电压的大小比预定阈值更大时，产生过电压检测信号，并基于所述过电压检测信号，将所述输出直流电压的大小调整为比所述预定值更大。
因此，根据这个升压斩波型功率因数改善电源装置，整流器对输入交流电压进行整流从而获得脉动电压；第一开关元件将该脉动电压外加到电感从而使得用于储存磁能的电流流过；第二开关元件使得与磁能相对应的电流流过。平滑电容器使得来自该第二开关的电流变得平滑从而获得输出直流电压；开关元件控制器控制第一开关元件的断开和导通。并且，在将输出直流电压设定为预定值的同时，改善功率因数。进一步，当脉动电压的峰值比预定阈值更大时产生过电压检测信号，并基于这个过电压检测信号，将输出直流电压的值调整为比预定值更大。这样，就能够防止电感中电流间歇性地流过。因此，在专利文献2中所公开的升压斩波型功率因数改善电源装置中，防止了在专利文献1的直流电源电路中产生的升压用的电感元件等的噪声。
但是，在专利文献2所公开的升压斩波型功率因数改善电源装置中，由于当脉动电压的峰值比预定阈值更大时产生过电压检测信号，并基于这个过电压检测信号，将输出直流电压的值调整为比预定值更大，因此考虑到在一定期间内输出电压会变大，于是在设计时就需要考虑到周边零部件的耐压。所以，在专利文献2的升压斩波型功率因数改善电源装置中，产生了装置的小型化、低成本化困难的问题。
如上，在上述的从前技术中，很难提供一种满足能够应对输出电压的过冲，能够应对升压用的电感元件等的噪声，并实现装置的小型化和低成本化这些所有条件的功率因数改善电路。
专利文献
【专利文献1】日本特许公开平成11-332220号公报
【专利文献2】日本特许公开2007-28864号公报
发明内容
因此，本发明是鉴于上述课题而进行的，涉及一种功率因数改善电路，其目的尤其在于提供一种功率因数改善电路，能够降低在启动时、输入突变时、负载突变时等过冲保护开启时产生的变压器(transformer)的噪声。
本发明为了解决上述课题提出了以下内容。另外，为了便于理解，对本发明的实施方式给予相应的符号来进行说明，但本发明不限于此。
(1)本发明提出了一种功率因数改善电路，包括：对商用输入电源进行整流的输入二极管(例如相当于图1中的D1)；一端与所述输入二极管相连接的扼流圈(例如相当于图1中的L1)；阳极(anode)端与所述扼流圈的另一端相连接的输出二极管(例如相当于图1中的D2)；正极端与所述输出二极管的阴极(cathode)端相连接的输出电容器(例如相当于图1中的C4)；被连接在所述输出二极管的阳极端和所述扼流圈的另一端的连接点与所述输出电容器的负极端之间的开关元件(例如相当于图1中的Q1)；以及控制所述开关元件的导通和断开的控制电路(例如相当于图1中的控制电路10)，所述功率因数改善电路将所述商用电源的电压升压，通过所述输出电容器输出直流电压，从而对负载端供电，其特征在于：其中，所述控制电路具有：输出电压控制部(例如相当于图2中的输出电压控制部300)，将所述输出电容器的两端电压定电压控制在第一电压值；过电压检测部(例如相当于图2中的过电压检测部400)，当所述输出电容器的两端电压达到了比所述第一电压值大的第二电压值时，检测出所述第二电压值，从而生成第一过电压检测信号；电流限制部(例如相当于图2中的电流限制部500)，在检测流过所述开关元件的开关电流的值的同时，确定所述开关电流的大小的限制值，将所述开关电流的值限制在所述限制值；以及限制值变更部(例如相当于图2中的限制值变更部600)，当所述过电压检测部检测出所述第二电压值时，基于所述第一过电压检测信号，为了使得所述开关电流的大小降低，而让所述电流限制部变更所述限制值。
根据这个发明，通过输出电压控制部，输出电容器的两端电压恒定电压控制在第一电压值，当输出电容器的两端电压达到了比第一电压值大的第二电压值时，通过过电压检测部，第二电压值被检测出。另外，通过电流限制部，在流过开关元件的开关电流的值被检测出的同时，开关电流的限制值被确定。然后，开关电流被限制在限制值，当通过过电压检测部，第二电压值被检测出时，通过限制值变更部，为了使得开关电流的值下降，让电流限制部变更限制值。
(2)本发明提出了一种功率因数改善电路，在(1)的功率因数改善电路中，在所述过电压检测部检测出所述第二电压值后，当所述过电压检测部检测出所述输出电容器的两端电压超过所述第二电压值时，为了与当所述过电压检测部检测出所述第二电压值时相比，进一步降低所述开关电流的值，所述限制值变更部让所述电流限制部变更所述限制值。
根据这个发明，在所述过电压检测部检测出所述第二电压值后，当检测出所述输出电容器的两端电压超过所述第二电压值时，为了与当过电压检测部检测出第二电压值时相比，进一步降低开关电流的值，让电流限制部变更所述限制值。
(3)本发明提出了一种功率因数改善电路，在(2)的功率因数改善电路中，所述电流限制部由负端子与相当于第一电压值的基准电源相连接、输出端与控制所述开关元件振荡的振荡控制部相连接的比较器(例如相当于图3的COMP501)构成，把相当于所述开关电流的值的电流水平信号与从所述限制值变更部输出的让所述电流限制部变更所述限制值的限制值变更信号相叠加的信号提供给正端子。
根据这个发明，电流限制部由负端子与相当于第一电压值的基准电源相连接、输出端与控制开关元件振荡的振荡控制部相连接的比较器构成，把相当于开关电流的值的电流水平信号与从限制值变更部输出的让电流限制部变更限制值的限制值变更信号相叠加的信号提供给正端子。
(4)本发明提出了一种功率因数改善电路，在(1)至(3)的功率因数改善电路中，所述控制电路包括使所述开关元件的开关动作保持停止的振荡停止保持部(例如相当于图6的振荡控制部210)，当所述输出电容器的两端电压达到了比所述第二电压值更大的第三电压值时，所述过电压检测部检测出所述第三电压值，从而生成第二过电压检测信号，所述振荡停止保持部基于所述第二过电压检测信号，使得所述开关元件的开关保持停止。
根据这个发明，当输出电容器的两端电压达到了比第二电压值更大的第三电压值时，控制电路通过过电压检测部检测出第三电压值，并控制振荡停止保持部使其让开关元件的开关保持停止。
(5)本发明提出了一种功率因数改善电路，在(1)至(3)的功率因数改善电路中，所述控制电路包括限制值变更结束传达部(例如相当于图8中的限制值变更结束传达部700)，在所述限制值变更部让所述电流限制部从变更所述限制值后的状态返回变更前的状态的时间点(timing)，所述限制值变更结束传达部将表示所述限制值的变更结束的限制值变更结束信号传达给所述负载端。
根据这个发明，在限制值变更部让电流限制部从变更限制值后的状态返回变更前的状态的时间点，控制电路将表示限制值的变更结束的限制值变更结束信号传达给负载端。
发明效果
根据权利要求1所述的发明，通过输出电压控制部，出力电容器的两端电压恒定电压控制在第一电压值，当输出电容器的两端电压达到了比第一电压值大的第二电压值时，通过过电压检测部上述第二电压值被检测出。另外，通过电流限制部，流过开关元件的开关电流的值被检测出的同时，开关电流大小的限制值被确定，开关电流的值被限制在上述限制值。然后，当通过过电压检测部，第二电压值被检测时，通过限制值变更部，为了使得开关电流的大小降低，而让电流限制部变更限制值。因此，即使是在升压型开关电源的输出电压容易过冲的条件下，在输出电压的过冲时，也可以获得能够比较简单地使开关电流的大小下降的效果。其结果是，可以获得输出电压的上升被抑制，并且能够防止变压器的噪声的效果。另外，由于不需要复杂的控制电路，因此，还可以获得能够提供一种实现装置的小型化和低成本化的升压型开关电源的效果。
根据权利要求2所述的发明，即使是在升压型开关电源的输出电压容易过冲的条件下，在输出电压过冲时，也能够比较简单地使开关电流的大小下降。其结果是，可以获得输出电压的上升被抑制，并且能够防止变压器的噪声的效果。另外，特别是在自激式电源中，虽然在低负载的条件下会产生可听频率带的间歇振荡动作，但由于与当过电压检测部检测出第二电压值时相比，进一步使得开关电流的值下降，因此，在这种情况下也可以获得能够降低变压器的噪声的效果。另外，在自激式电源中，虽然在低负载的条件下也有不是间歇动作而是连续振荡动作的情况，但是当然同样具有能够降低变压器的噪声的效果。
根据权利要求3所述的发明，电流限制部由负端子与相当于第一电压值的基准电源相连接、输出端与控制开关元件振荡的振荡控制部相连接的比较器构成，把相当于开关电流的值的电流水平信号和从限制值变更部输出的让电流限制部变更限制值的限制值变更信号相叠加的信号提供给正端子。所以，以向由通常的比较器构成的过电流检测电路的正端子发送限制值变更部的输出信号这样的简易形态，通过等效性地变更阈值，就可以具有能够变更限制值的效果。
根据权利要求4所述的发明，当输出电容器的两端电压达到了比第二电压值更大的第三电压值时，过电压检测部检测出第三电压值，并且控制振荡控制部使其让开关元件的开关保持停止，因此即使是在输出电压过冲而上升到第三电压值的情况下，也可以具有能够使得功率因数改善电路确切且容易地停止这样的效果。
根据权利要求5所述的发明，在限制值变更部让电流限制部从变更限制值后的状态返回变更前的状态的时间点，控制电路将表示限制值的变更结束的限制值变更结束信号传达给负载端。所以，由于负载端被传达了开关电流的电流限制水平被限制在上述限制值的信息，因此，例如当在本发明涉及的功率因数改善电路的输出端连接了其他电路时，只要基于限制值变更结束信息来控制该电路的动作，即使是在功率因数改善电路的输出电压没有被稳定地恒定电压控制在上述第一电压值的条件下，也可以具有能够禁止该电路的动作的效果。
附图说明
图1是显示本发明的实施例涉及的功率因数改善电路的电路结构的图；
图2是使用在实施例一涉及的功率因数改善电路中的控制电路的电路框图；
图3是实施例一涉及的控制电路中的过电压检测部、电流限制部及限制值变更部的周边电路结构图；
图4是显示将实施例一涉及的功率因数改善电路在低负载启动时的包含实际的开关电流波形的时间图的时间轴拓宽显示的图；
图5是实施例一涉及的功率因数改善电路在低负载启动时的包含平均开关电流波形的动作时间图；
图6是实施例二涉及的控制电路中的过电压检测部、电流限制部及限制值变更部的周边电路框图；
图7是实施例二涉及的控制电路中的过电压检测部、电流限制部及限制值变更部的周边电路结构图；
图8是实施例三涉及的控制电路中的过电压检测部、电流限制部及限制值变更部的周边电路框图；
图9是显示从前的实施方式涉及的功率因数改善电路的电路结构的图；
图10是从前的实施方式涉及的功率因数改善电路在低负载启动时的动作时间图；以及
图11是将图10的时间图的时间轴拓宽的时间图。
具体实施方式
下面基于附图对本发明的实施方式进行说明。
另外，本实施方式中的构成要素可以适当地替换为现有的构成要素等，另外，也可以具有与其他现有的构成要素相组合等的各种变化。因此，不应以本实施方式的描述来对权利要求书所记载的发明的内容进行限定。
以下，使用图1到图8来对本发明涉及的功率因数改善电路进行详细的说明。另外，本实施方式涉及的功率因数改善电路例如外加了100V(有效值)的交流电，从输出端子VOUT和端子GND之间，例如输出具有300V的输出直流电压的直流电，并将其提供给负载。
功率因数改善电路的电路结构
使用图1对本实施方式涉及的功率因数改善电路的电路结构进行说明。
本实施方式涉及的功率因数改善电路，如图1所示，由以下部件所构成：商用电源VIN，提供交流电；整流电路20，由四个二极管被桥接从而将交流电压进行全波整流的桥式整流电路D1和使得桥式整流电路D1的输出变得平滑的整流电容器C1组成；扼流圈L1；开关元件Q1；电阻R1、R2、R3、R4；电容器C2、C3、C4；控制电路10；以及二极管D2。
提供交流电的商用电源VIN与桥式整流电路D1的输入端相连接。桥式整流电路D1的输出端与平滑电容器C1的一端和扼流圈L1的一端相连接。另外，平滑电容器C1的另一端被接地。另外，扼流圈L1具有储存、放出磁能的功能。
扼流圈L1的另一端与开关元件Q1的源极(source)和二极管D2的阳极相连接。开关元件Q1的栅极(gate)与控制电路10的VGP端子相连接，通过从这个VGP端子提供的驱动信号来工作。开关元件Q1的漏极与电阻R1和R2的一端相连接，电阻R2的另一端与电容器C2的一端和控制电路10的CSP端子相连接，通过电阻R2，向控制电路10提供电流水平信号。另外，电阻R1和电容器C2的另一端都被接地。
二极管D2的阴极与输出端子VOUT相连接。另外，输出端子VOUT和地面之间设有通过电阻R3和R4形成的分压电路以及输出电容器C4。另外，形成分压电路的电阻R3与R4的连接点与控制电路10的FBP端子相连接，从分压电路向控制电路10提供输出电压水平信号。进一步，控制电路10的FBP端子和地面之间设有电容器C3。
实施例一
使用图2到图5对本发明的实施例一进行说明。另外，在本实施例中，当输出电压超过第二电压值时，将开关电流抑制在OCP(过电流检测)时的电流值以下。
控制电路内部的构成模块
使用图2对本实施例涉及的控制电路内部的模块进行说明。
如图2所示，本实施例涉及的控制电路10由驱动部100、振荡控制部200、输出电压控制部300、过电压检测部400、电流限制部500、及限制值变更部600所构成。
在这里，输出电压控制部300从FBP端子被输入与输出电容器C4的两端电压相对应的输出电压水平信号，并基于输入的输出电压水平信号，通过向振荡控制部200发送输出电压控制信号，来进行恒定电压控制从而使得输出电压的值达到第一电压值。
在稳定状态下，振荡控制部200根据从输出电压控制部300输入的输出电压控制信号，生成用于控制振荡的触发(trigger)信号并提供给驱动部100。驱动部100根据从振荡控制部200输入的触发信号，生成驱动信号，并通过VGP端子，向开关元件Q1的栅极提供驱动信号。
另一方面，过电压检测部400从FBP端子被输入与输出电容器C4的两端电压相对应的输出电压水平信号，当输入的输出电压水平信号达到了比第一电压值大的第二电压值时，检测出第二电压值，生成过电压检测信号，并向限制值变更部600提供过电压检测信号。
当过电压检测部400检测出第二电压值时，为了使得电流值下降，限制值变更部600对电流限制部500输出变更限制值的限制值变更信号。电流限制部500基于将输入的电流水平信号与限制值变更信号相叠加的电压值和基准电压值，确定电流的限制值，并将电流值限制在限制值。
控制电路内部的主要构成要素的电路结构
使用图3对本实施例涉及的控制电路内部的主要构成要素的电路结构进行说明。本实施例涉及的控制电路10内部的主要构成要素(过电压检测部400、电流限制部500、限制值变更部600)的电路结构如图3所示。
具体是，过电压检测部400由比较器COMP401和相当于第二电压值的第二电压源Vovp构成。比较器COMP401的负输入端子与控制电路10的FBP端子相连接，被输入输出电压水平信号。比较器COMP401的正输入端子与第二电压源Vovp相连接。另外，当比较器COMP401的输出端子的输出电压为过电压状态时，生成Low电平(低电平)的过电压检测信号并向限制值变更部600输出。
限制值变更部600由电阻R601、R602、R603、及晶体管(transistor)Q601构成。电阻R602的一端与过电压检测部400中的比较器COMP401的输出端子相连接。电阻R602的另一端与晶体管Q601的基极(base)和电阻R601的一端相连接。电阻R601的另一端与电源和晶体管Q601的发射极相连接。电阻R603的一端与晶体管Q601的集电极(collector)相连接，电阻R603的另一端与电流限制部500相连接。于是，当从过电压检测部400中的比较器COMP401的输出端子输出Low电平的信号时，晶体管Q601变为导通状态，向电流限制部500输出High电平(高电平)的信号。另外，向电流限制部500输出的High电平的信号电平被通过电阻R603设定。
电流限制部500由比较器COMP501和基准电压源Vocp构成。比较器COMP501的负输入端子与基准电压源Vocp相连接。比较器COMP501的正输入端子与控制电路的CSP端子和限制值变更部600的输出端子相连接。
当输出电压不在过电压状态时，电流限制部500将从CSP端子提供的电流水平信号和基准电压源Vocp的值进行比较，当电流水平信号的值比基准电压源Vocp的值大时，将High电平的电流限制信号向振荡控制部200输出从而使得振荡停止。
另一方面，当输出电压为过电压状态时，电流限制部500通过比较将从CSP端子提供的电流水平信号与从限制值变更部600的输出端提供的限制值变更信号相叠加的信号电平和基准电压源Vocp的值，等效性地降低阈值，当输出电压超过第二电压值时，通过将COMP501的输出信号向振荡控制部200输出，振荡控制部200控制使得开关电流下降。
即，如图3到图5所示，当输出电压超过第二电压值时，过电压检测部400生成Low电平的过电压检测信号，并向限制值变更部600输出。当从过电压检测部400中的比较器COMP401的输出端子输出Low电平的信号时，限制值变更部600中的晶体管Q601变为导通状态，向电流限制部500输出通过电阻R603设定的High电平的信号。
于是，电流限制部500中的COMP501的正输入端子被输入由限制值变更部600中的电阻R603设定的电流水平信号与限制值变更信号相叠加的信号。另一方面，COMP501的负输入端子与固定的基准电压源Vocp相连接。因此阈值等效性地降低。通过阈值的降低，当电流限制部500将电流限制信号向振荡控制部200输出时，停止振荡，所以电流减小、电流水平信号的电平下降。
于是，COMP501的正输入端子的信号的电平下降，当变得比基准电压源Vocp的值更低时，停止向振荡控制部200提供电流限制信号。这样，当振荡控制部200开始振荡时，电流增加、电流水平信号的电平上升。这样，COMP501的正输入端子的信号电平上升，当超过基准电压源Vocp的值时，向振荡控制部200提供电流限制信号。以上的动作到输出电压降到比第二电压值低为止一直持续。
另外，由于其结构为等效性地降低阈值，因此当限制值变更信号在High电平时，如图4所示，开关电流的波形为倾斜度相同、波高值低的波形。另外，由于其结构为降低阈值，因此当振荡开始时就马上变为振荡停止的状态，所以开关电流波形的频率比通常更短。图5是当限制值变更信号为High电平时将开关电流用平均电流表示的图，但是，如在此显示的那样，可知即使当限制值变更信号为High电平时，振荡也不会完全停止，并且电流水平被抑制为较低。
因此，根据本实施例，通过输出电压控制部，出力电容器的两端电压恒定电压控制在第一电压值，当输出电容器的两端电压达到了比第一电压值大的第二电压值时，通过过电压检测部，上述第二电压值被检测出。另外，通过电流限制部，流过开关元件的开关电流的值被检测出的同时，开关电流的大小的限制值被确定，开关电流值被限制在上述限制值。然后，当通过过电压检测部，第二电压值被检测出时，通过限制值变更部，为了使得开关电流值降低，而让电流限制部变更限制值。因此，即使是在升压型开关电源的输出电压容易过冲的条件下，当输出电压过冲时，通过设定电阻R603，也能够比较简单地降低开关电流的大小。另外，当输出电压过冲时，为了使得输出电压在第三电压值以下而设定开关电流的大小。其结果是，输出电压的上升被抑制，并且能够防止变压器的噪声。另外，由于不需要复杂的控制电路，因此，具有能够提供一种实现装置的小型化和低成本化的升压型开关电源。
另外，即使是在升压型开关电源的输出电压容易过冲的条件下，当输出电压过冲时，也能通过设定电阻R603，比较简单地进一步降低开关电流的大小。其个结果是，输出电压的上升被进一步抑制，并且能够进一步防止变压器的噪声。另外，在功率因数改善电路1例如是自激式电源的情况下，虽然在低负载的条件下也会出现可听周波带的间歇振荡动作，但由于与当过电压检测部400检测出第二电压值时使开关电流的值下降时相比，进一步使开关电流的值下降，因此，这时也能够降低变压器的噪声。另外，在功率因数改善电路1为自激式电源的情况下，虽然在低负载的条件下也会有非间歇振荡动作而是连续动作的情况，但是当然这时也能够降低变压器的噪声。
实施例二
使用图6和图7对本发明的实施例二进行说明。另外，当检测出比第二电压值大的第三电压值时，本实施例的过电压检测部控制开关元件的开关使其保持停止。
控制电路中的结构模块
使用图6对本实施例涉及的控制电路内部的结构模块进行说明。
如图6所示，本实施例涉及的控制电路10由驱动部100、振荡控制部210、输出电压控制部300、过电压检测部410、电流限制部500、以及限制值变更部600所构成。另外，对于给予了与实施例一相同的符号的构成要素，由于其具有相同的功能，因此省略其详细说明。
过电压检测部410从FBP端子被输入与输出电容器C4的两端电压相对应的输出电压水平信号，检测出输入的输出电压水平信号为比第一电压值大的第二电压值，而生成第一过电压检测信号，其功能在于不仅具有向限制值变更部600提供过电压检测信号，并且检测出比第二电压值更大的第三电压值，而生成第二过电压检测信号，并提供给振荡控制部210。
当振荡控制部210被输入第二过电压检测信号时，进行使得振荡停止的控制。
控制电路内部的主要构成要素的电路结构
使用图7对本实施例涉及的控制电路内部的主要构成要素的电路结构进行说明。本实施例涉及的控制电路10内部的主要构成要素(过电压检出部410、电流限制部500、限制值变更部600)的电路结构如图7所示。另外，对于给予了与实施例一相同的符号的构成要素，由于其具有相同的功能，因此省略其详细说明。
过电压检测部410由第一电路模块和第二电路模块所构成，第一电路模块由比较器COMP401和相当于第二电压值的第三电压源Vovp1所构成，第二电路模块由比较器COMP402和相当于第三电压值的第四电压源Vovp2所构成。
在这里，第二电路模块中的比较器COMP402的负输入端子与控制电路10的FBP端子相连接，被输入输出电压水平信号。比较器COMP402的正输入端子与第四电压源Vovp2相连接。另外，当输出电压比第三电压值更大时，比较器COMP402的输出端子生成Low电平的第二过电压检测信号，并向振荡控制部210输出。
因此，根据本实施例，当输出电容器的两端电压达到了比第二电压值更大的第三电值时，过电压检测部检测出第三电压值，对振荡控制部进行控制使其让开关元件的开关保持停止，因此即使当输出电压过冲从而上升到第三电压值时，也能够切实且容易地使功率因数改善电路停止。
实施例三
使用图5和图8对本发明的实施例三进行说明。另外，在本实施例中，在限制值变更部使得电流限制部从变更限制值后的状态返回变更前的状态的时间点，将表示限制值的变更结束的限制值变更结束信号传达给负载端。
控制电路块内部的结构模块
使用图8对本实施例涉及的控制电路内部的结构模块进行说明。
本实施例涉及的控制电路10，如图8所示，由驱动部100、振荡控制部210、输出电压控制部300、过电压检测部410、电流限制部500、限制值变更部600、及限制值变更结束传达部700构成。另外，对于给予了与实施例二相同的构成要素，由于其具有相同的功能，因此省略其详细说明。
在限制值变更部600让电流限制500部从变更限制值后的状态返回变更前的状态的时间点，限制值变更结束传达部700将表示限制值的变更结束的限制值变更结束信号传达给负载端。
具体是，如图5所示，例如，检测出限制值变更信号的下降边缘，生成使得从High电平迁移到Low电平的限制值变更结束检测信号，并传达给负载端。
因此，根据本实施例，在限制值变更部让电流限制部从变更限制值后的状态返回变更前的状态的时间点，限制值变更结束传达部将表示限制值的变化结束的限制值变更结束信号传达给负载端。因此，对于负载端，开关电流的电流限制水平被限制在上述限制值的信息被传达，所以，例如当在本发明涉及的功率因数改善电路的输出端连接有其他电路时，只要基于限制值变更结束信息控制该电路的动作，即使在功率因数改善电路的输出电压没有被稳定地恒定电压控制在上述第一电压值的条件下，也能够禁止该电路的动作。
以上，参照附图对此发明的实施方式进行了详细的说明，但其具体的结构不限于此实施方式，也包括不脱离这个发明的主旨的范围的的其他设计。
符号说明
1：功率因数改善电路
10：控制部
20：整流电路
30：输出电压设定电路
100：驱动部
200：振荡控制部
210：振荡控制部
300：输出电压控制部
400：过电压检测部
410：过电压检测部
500：电流限制部
600：限制值变更部
700：限制值变更结束传达部
C1：电容器
C2：电容器
C3：电容器
C4：电容器
COMP401：比较器
COMP402：比较器
COMP501：比较器
D1：桥式整流电路
D2：二极管
L1：扼流圈
Q1：开关元件
Q601：晶体管
R1：电阻
R2：电阻
R3：电阻
R4：电阻
R601：电阻
R602：电阻
R603：电阻
VIN：商用电源
Vocp：基准电压源
Vovp：第二电压源
Vovp1：第三电压源
Vovp2：第四电压源

Claims (8)

1.一种功率因数改善电路，包括：对商用输入电源进行整流的输入二极管；一端与所述输入二极管相连接的扼流圈；阳极端与所述扼流圈的另一端相连接的输出二极管；正极端与所述输出二极管的阴极端相连接的输出电容器；被连接在所述输出二极管的阳极端和所述扼流圈的另一端的连接点与所述输出电容器的负极端之间的开关元件；以及控制所述开关元件的导通和断开的控制电路，所述功率因数改善电路将所述商用电源的电压升压，通过所述输出电容器输出直流电压，从而对负载端供电，其特征在于：
其中，所述控制电路具有：
输出电压控制部，将所述输出电容器的两端电压定电压控制在第一电压值；
过电压检测部，当所述输出电容器的两端电压达到了比所述第一电压值大的第二电压值时，检测出所述第二电压值，从而生成第一过电压检测信号；
电流限制部，在检测流过所述开关元件的开关电流的值的同时，确定所述开关电流的大小的限制值，将所述开关电流的值限制在所述限制值；以及
限制值变更部，当所述过电压检测部检测出所述第二电压值时，基于所述第一过电压检测信号，为了使得所述开关电流的大小降低，而对所述电流限制部输出使所述限制值变更的限制值变更信号，
所述电流限制部根据相当于所述开关电流的值的电流水平信号和所述限制值变更信号相叠加得到的电压值以及一个基准电源的基准电压值对所述限制值进行变更。
2.根据权利要求1所述的功率因数改善电路，其特征在于：
其中，在所述过电压检测部检测出所述第二电压值后，当所述过电压检测部检测出所述输出电容器的两端电压超过所述第二电压值时，为了与当所述过电压检测部检测出所述第二电压值时相比，进一步降低所述开关电流的值，所述限制值变更部让所述电流限制部变更所述限制值。
3.根据权利要求2所述的功率因数改善电路，其特征在于：
其中，所述电流限制部由负端子与相当于第一电压值的所述基准电源相连接、输出端与控制所述开关元件振荡的振荡控制部相连接的比较器构成，把所述电流水平信号和所述限制值变更信号相叠加的所述信号提供给正端子。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的功率因数改善电路，其特征在于：
其中，所述控制电路包括使所述开关元件的开关动作保持停止的振荡停止保持部，
当所述输出电容器的两端电压达到了比所述第二电压值更大的第三电压值时，所述过电压检测部检测出所述第三电压值，从而生成第二过电压检测信号，
所述振荡停止保持部基于所述第二过电压检测信号，使得所述开关元件的开关保持停止。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的功率因数改善电路，其特征在于：
其中，所述控制电路包括限制值变更结束传达部，在所述限制值变更部让所述电流限制部从变更所述限制值后的状态返回变更前的状态的时间点，所述限制值变更结束传达部将表示所述限制值的变更结束的限制值变更结束信号传达给所述负载端。
6.一种功率因数改善电路，包括：对商用输入电源进行整流的输入二极管；一端与所述输入二极管相连接的扼流圈；阳极端与所述扼流圈的另一端相连接的输出二极管；正极端与所述输出二极管的阴极端相连接的输出电容器；被连接在所述输出二极管的阳极端和所述扼流圈的另一端的连接点与所述输出电容器的负极端之间的开关元件；以及控制所述开关元件的导通和断开的控制电路，所述功率因数改善电路将所述商用电源的电压升压，通过所述输出电容器输出直流电压，从而对负载端供电，其特征在于：
其中，所述控制电路具有：
输出电压控制部，将所述输出电容器的两端电压定电压控制在第一电压值；
过电压检测部，当所述输出电容器的两端电压达到了比所述第一电压值大的第二电压值时，检测出所述第二电压值，从而生成第一过电压检测信号；
电流限制部，在检测流过所述开关元件的开关电流的值的同时，确定所述开关电流的大小的限制值，将所述开关电流的值限制在所述限制值；以及
限制值变更部，当所述过电压检测部检测出所述第二电压值时，基于所述第一过电压检测信号，为了使得所述开关电流的大小降低，而让所述电流限制部变更所述限制值，
其中，在所述过电压检测部检测出所述第二电压值后，当所述过电压检测部检测出所述输出电容器的两端电压超过所述第二电压值时，为了与当所述过电压检测部检测出所述第二电压值时相比，进一步降低所述开关电流的值，所述限制值变更部让所述电流限制部变更所述限制值，
所述电流限制部由负端子与相当于第一电压值的基准电源相连接、输出端与控制所述开关元件振荡的振荡控制部相连接的比较器构成，把相当于所述开关电流的值的电流水平信号和从所述限制值变更部输出的让所述电流限制部变更所述限制值的限制值变更信号相叠加的信号提供给正端子。
7.一种功率因数改善电路，包括：对商用输入电源进行整流的输入二极管；一端与所述输入二极管相连接的扼流圈；阳极端与所述扼流圈的另一端相连接的输出二极管；正极端与所述输出二极管的阴极端相连接的输出电容器；被连接在所述输出二极管的阳极端和所述扼流圈的另一端的连接点与所述输出电容器的负极端之间的开关元件；以及控制所述开关元件的导通和断开的控制电路，所述功率因数改善电路将所述商用电源的电压升压，通过所述输出电容器输出直流电压，从而对负载端供电，其特征在于：
其中，所述控制电路具有：
输出电压控制部，将所述输出电容器的两端电压定电压控制在第一电压值；
过电压检测部，当所述输出电容器的两端电压达到了比所述第一电压值大的第二电压值时，检测出所述第二电压值，从而生成第一过电压检测信号；
电流限制部，在检测流过所述开关元件的开关电流的值的同时，确定所述开关电流的大小的限制值，将所述开关电流的值限制在所述限制值；以及
限制值变更部，当所述过电压检测部检测出所述第二电压值时，基于所述第一过电压检测信号，为了使得所述开关电流的大小降低，而让所述电流限制部变更所述限制值，
其中，所述电流限制部由负端子与相当于第一电压值的基准电源相连接、输出端与控制所述开关元件振荡的振荡控制部相连接的比较器构成，把相当于所述开关电流的值的电流水平信号和从所述限制值变更部输出的让所述电流限制部变更所述限制值的限制值变更信号相叠加的信号提供给正端子。
8.一种功率因数改善电路，包括：对商用输入电源进行整流的输入二极管；一端与所述输入二极管相连接的扼流圈；阳极端与所述扼流圈的另一端相连接的输出二极管；正极端与所述输出二极管的阴极端相连接的输出电容器；被连接在所述输出二极管的阳极端和所述扼流圈的另一端的连接点与所述输出电容器的负极端之间的开关元件；以及控制所述开关元件的导通和断开的控制电路，所述功率因数改善电路将所述商用电源的电压升压，通过所述输出电容器输出直流电压，从而对负载端供电，其特征在于：
其中，所述控制电路具有：
输出电压控制部，将所述输出电容器的两端电压定电压控制在第一电压值；
过电压检测部，当所述输出电容器的两端电压达到了比所述第一电压值大的第二电压值时，检测出所述第二电压值，从而生成第一过电压检测信号；
电流限制部，在检测流过所述开关元件的开关电流的值的同时，确定所述开关电流的大小的限制值，将所述开关电流的值限制在所述限制值；以及
限制值变更部，当所述过电压检测部检测出所述第二电压值时，基于所述第一过电压检测信号，为了使得所述开关电流的大小降低，而让所述电流限制部变更所述限制值，
其中，所述控制电路包括限制值变更结束传达部，在所述限制值变更部让所述电流限制部从变更所述限制值后的状态返回变更前的状态的时间点，所述限制值变更结束传达部将表示所述限制值的变更结束的限制值变更结束信号传达给所述负载端。
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