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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Schaltung zum Verbessern eines Leistungsfaktors und ein Ladegerät für Fahrzeuge, das die Schaltung einsetzt.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Verschmutzungsfreie und umweltfreundliche Fahrzeuge sind in der letzten Zeit hervorgetreten. Solch ein umweltfreundliches Fahrzeug wurde hauptsächlich unter Verwendung eines Wechselrichters zum Laden einer Batterie mit einer hohen Spannung beladen. Der Wechselrichter benötigt eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (PFC), die dazu gedacht ist, eine Spannung zu erhöhen und einen Leistungsfaktor zu verbessern.
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Die PFC-Schaltung benötigt eine hohe Nennspannung und eine hohe Kapazität und folglich wurde ein elektrolytischer Kondensator, der am vorteilhaftesten bezüglich einer Kapselung zum Zeitpunkt der Gestaltung ist, verwendet.
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Der elektrolytische Kondensator kann eine hohe Nennspannung und eine hohe Kapazität erfüllen, während der elektrolytische Kondensator klein ist. Jedoch weist der elektrolytische Kondensator eine flüssige dielektrische Substanz auf und folglich ist ein Abbauen einer Zuverlässigkeit aufgrund von Strombelastung (Stromspitzen) als ein beträchtliches Problem aufgetreten.
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Zum Beispiel verdampft ein Elektrolyt, wenn der elektrolytische Kondensator einem hohen restwelligen Strom ausgesetzt ist. Als ein Ergebnis kann der dielektrische Kondensator nicht korrekt arbeiten, was zu einer Verringerung der Kapazität des Kondensators führt.
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Ferner verwendet der oben beschriebene Wandler eine Hochspannungswechselspannung (AC) als eine Leistungsquelle und führt mit Hochfrequenzschalten durch. Folglich ist der Wechselrichter deutlich empfindlich bezüglich elektromagnetischer Kompatibilität (EMC).
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Wenn Gegenmaßnahmen für EMC nicht sichergestellt werden können, kann die Vermarktbarkeit eines ganzen Fahrzeugs zusätzlich zu dem Wechselrichter als eine einzelne Einheit herabgesetzt sein. Zusätzlich kann ein Risiko, dass ein Fahrzeug Regulierungsvorgaben nicht erfüllt, auftreten.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Entsprechend ist die vorliegende Offenbarung auf eine Leistungsfaktorverbesserungsschaltung, um eine Stromlast zu reduzieren, und ein Ladegerät für Fahrzeuge gerichtet, das die gleiche einsetzt, die im Wesentlichen ein oder mehr Probleme aufgrund von Beschränkungen und Nachteilen des Stands der Technik umgeht.
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Zusätzlich ist ein anderes Ziel der vorliegenden Offenbarung eine Leistungsfaktorverbesserungsschaltung zum Verbessern einer EMC-Leistung und ein Ladegerät für Fahrzeuge, das die gleiche einsetzt, bereitzustellen.
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Um diese Ziele und andere Vorteile zu erreichen und in Übereinstimmung mit dem Zweck der Offenbarung, wie hier ausgeführt und breit beschrieben, beinhaltet eine Leistungsfaktorverbesserungsschaltung ein Eingangsende und ein Ausgangsende, das mit dem Eingangsende verbunden ist, um einen Leistungsfaktor durch das Eingangsende zu verbessern, wobei das Ausgangsende nicht-elektrolytische Kondensatoren beinhaltet, die an beiden Seiten eines elektrolytischen Kondensators zum Ausgeben ausgebildet sind, und erste Induktivitäten, die zwischen den jeweiligen nicht-elektrolytischen Kondensatoren und dem elektrolytischen Kondensator ausgebildet sind.
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Das Eingangsende kann eine Eingangsleistungsquelle, eine zweite Induktivität, eine Diode und eine Isolationsschicht-Feldeffekttransistorschaltung (IGFET), die aneinander in Serie und parallel verbunden sind, beinhalten.
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Jeder der nicht-elektrolytischen Kondensatoren kann einem Filmkondensator oder einem Keramikkondensator entsprechen.
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Die ersten Induktionen können an beiden Seiten des elektrolytischen Kondensators gekoppelt sein.
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Die nicht-elektrolytischen Kondensatoren können an die ersten Induktivitäten parallel verbunden werden.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Ladegerät für Fahrzeuge zum Laden einer Hochspannungsbatterie eine Leistungsfaktorverbesserungsschaltung, die ein Eingangsende und ein Ausgangsende beinhaltet, das mit dem Eingangsende verbunden ist, um einen Leistungsfaktor durch das Eingangsende zu verbessern, und einen Gleichspannungswandler (DC-DC), der mit dem Ausgangsende verbunden ist, um eine erste Gleichspannung, die eine sinusähnliche Wellenausgabe von der Leistungsfaktorverbesserungsschaltung beinhaltet, zu einer Wechselspannung umzuformen und die Wechselspannung zu einer zweiten Gleichspannung zu wandeln.
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Das Ausgangsende kann nicht-elektrolytische Kondensatoren, die an beiden Seiten eines elektrolytischen Kondensators zum Ausgeben ausgebildet sind, und erste Induktivitäten beinhalten, die zwischen den jeweiligen nicht-elektrolytischen Kondensatoren und elektrolytischen Kondensator ausgebildet sind.
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Das Eingangsende kann eine Eingangsleistungsquelle, eine zweite Induktivität, eine Diode und eine IGFET-Schaltung beinhalten, die aneinander in Serie und parallel verbunden sind.
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Jeder der nicht-elektrolytischen Kondensatoren kann einem Filmkondensator einem Keramikkondensator entsprechen.
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Die ersten Kondensatoren können mit beiden Seiten des elektrolytischen Kondensators gekoppelt sein.
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Der DC-DC Wandler kann einem Boost-Wandler entsprechen.
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Die nicht-elektrolytischen Kondensatoren können mit den ersten Induktivitäten parallel verbunden sein.
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Es sollte verstanden werden, dass beide vorgenannte generelle Beschreibung und die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung beispielhaft und erklärend sind und dazu gedacht sind, weitere Erklärungen der Erfindung wie beansprucht bereitzustellen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die begleitenden Figuren, die beinhaltet sind, um ein tieferes Verstehen der Erfindung zu ermöglichen, und in dieser Anmeldung aufgenommen sind und einen Teil dieser Anmeldung darstellen, stellen beispielhafte Ausführungsformen (EN) der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, das Prinzip der Erfindung zu erklären.
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1 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel einer Leistungsfaktorverbesserungsschaltung darstellt;
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2 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel eines Ladegeräts für Fahrzeuge darstellt;
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3 ist ein Schaltplan, der eine konventionelle Leistungsfaktorverbesserungsschaltung im Vergleich mit den Leistungsfaktorverbesserungsschaltungen von 1 und 2 darstellt; und
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4 ist ein Schaltplan, der eine Leistungsfaktorverbesserungsschaltung im Vergleich mit den Leistungsfaktorverbesserungsschaltungen von 1 und 2 darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird detailliert zu Formen der vorliegenden Offenbarung Bezug genommen, deren Beispiele in den begleitenden Figuren dargestellt sind. Wo möglich werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um zu gleichen oder ähnlichen Teilen Bezug zu nehmen und eine wiederholte Beschreibung davon wird ausgelassen.
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Begriffe, die in den folgenden Ausführungsformen beschrieben werden, werden lediglich verwendet, um eine bestimmte Ausführungsform zu beschreiben und es existiert keine Intention, die Erfindung darauf zu beschränken.
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Zum Beispiel wird das Suffix „Ende“, das in der vorliegenden Beschreibung offenbart ist, im Folgenden angewendet oder kombiniert um ein Schreiben der Beschreibung zu vereinfachen und das Suffix „Ende“ hat keine unterscheidbare Bedeutung oder Funktion.
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Zusätzlich können die Begriffe, die Ordinale wie erstes oder zweites beinhalten, die in Formen der folgenden Offenbarung beschrieben sind, verwendet werden, um verschieden Komponenten zu beschreiben. Jedoch sind die Komponenten nicht durch die Begriffe beschränkt. Die Begriffe werden verwendet, um eine Komponente von einer anderen Komponente zu unterscheiden.
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Ferner kann verstanden werden, dass ein Singularausdruck, der in der Beschreibung von verschiedenen Formen der Offenbarung und Ansprüche verwendet wird, einen Pluralausdruck beinhaltet, außer der Ausdruck weist eine klar andere Bedeutung in dem Kontext auf.
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Darüber hinaus sollte verstanden werden, dass ein Begriff „und/oder“, der in Formen der Offenbarung im Folgenden offenbart ist, verschieden und alle möglichen Kombinationen von einem oder mehreren Merkmalen unter aufgelisteten einschlägigen Details beinhaltet.
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Zusätzlich sollten die Begriffe „beinhaltet“, „ausbilden“ usw., die in Formen der Offenbarung beschrieben sind, nicht interpretiert werden, dass andere Elemente ausgeschlossen werden, sondern ferner weitere Elemente beinhalten, da die entsprechenden Elemente inhärent sein können außer sie sind anders beschrieben.
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<Beispiel einer Leistungsfaktorverbesserungsschaltung>
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1 stellt ein Beispiel einer Leistungsfaktorverbesserungsschaltung 100 dar.
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In 1 beinhaltet die Leistungsfaktorverbesserungsschaltung 100 ein Eingangsende 110 und ein Ausgangsende 120, um einen Leistungsfaktor zu verbessern.
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Das Eingangsende 110 kann einen Eingangsstrom oder eine Eingangsspannung steuern, sodass ein Spitzenwert des Eingangsstroms der Eingangsspannung folgt.
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Zu diesem Zweck beinhaltet das Eingangsende 110 eine Leistungsquelle 111, eine Induktivität 112, die mit der Leistungsquelle 111 verbunden ist, eine erste Diode 113, die parallel zwischen der Leistungsquelle 111 und der Induktivität 112 verbunden ist, eine zweite Diode 114, die mit der Induktivität 112 verbunden ist, und eine Isolierschicht-Feldeffekttransistor-(IGFET)-Schaltung 115, die parallel zwischen der Induktivität 112 und der zweiten Diode 114 verbunden ist.
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Das Ausgangsende 120 kann mit dem Eingangsende 110 verbunden sein, um eine sinusförmige Welle durch Folgen einer Eingangsspannung des Eingangsendes 110 zu generieren, wodurch ein Leistungsfaktor verbessert wird und eine harmonische Regulierung bewältigt wird.
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Aus diesem Grund kann ein elektrolytischer Kondensator 121 das Ausgangsende zum Ausgeben ausbilden und nicht-elektrolytische Kondensatoren 122 und 122 sind an beiden Seiten des elektrolytischen Kondensators 121 verbunden.
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Im Allgemeinen weist der elektrolytische Kondensator 121 eine flüssige dielektrische Substanz auf, die allgemein bekannt ist, und folglich kann ein Abnehmen der Zuverlässigkeit aufgrund von Strombelastung (Stromwelligkeit) auftreten.
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Diesbezüglich, um ein Abnehmen der Zuverlässigkeit aufgrund einer Strombelastung zu verhindern, können die nicht-elektrolytischen Kondensatoren 122 und 122 mit beiden Seiten des elektrolytischen Kondensators 121 verbunden sein und erste Induktivitäten 123 und 123 können zwischen den jeweiligen nicht-elektrolytischen Kondensatoren 122 und 122 und dem elektrolytischen Kondensator 121 ausgebildet sein.
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In diesem Fall sind der nicht-elektrolytische Kondensator 122 und die erste Induktivität 123 an einer linken Seite bezüglich des elektrolytischen Kondensators 121 ausgebildet.
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Eine Verbindungsbeziehung dazwischen in der Schaltung ist wie folgt. Der linke nicht-elektrolytische Kondensator 122 kann parallel mit dem Eingangsende 110 verbunden sein, die linke erste Induktivität 123 kann parallel mit dem linken nicht-elektrolytischen Kondensator 122 verbunden sein und die linke erste Induktivität 123 kann parallel zu dem elektrolytischen Kondensator 121 zur Ausgabe verbunden sein.
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Wenn der elektrolytische Kondensator 122 und die erste Induktivität 123 an der linken Seite bezüglich des elektrolytischen Kondensators 121 wie oben beschrieben ausgebildet sind, können der Kondensator und die Induktivität als ein CL-Filter des Ausgabeendes 120 der PFC-Schaltung fungieren. Der CL-Filter kann eine Strombelastung (Stromwelligkeit) aufgrund des elektrolytischen Kondensators 121 wie oben beschrieben reduzieren.
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Hier kann der linke nicht-elektrolytische Kondensator 122 als ein Filmkondensator oder ein Keramikkondensator hergestellt sein und die erste Induktivität 123, die zwischen dem linken nicht-elektrolytischen Kondensator 122 und dem elektrolytischen Kondensator 121 ausgebildet ist, kann einen Kopplungsaufbau aufweisen.
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Die linke erste Induktivität 123 weist einen Kopplungsaufbau auf, um ein EMC-Problem zu verbessern.
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Zum Beispiel, wenn die eine erste Induktivität 123 zwischen dem linken nicht-elektrolytischen Kondensator 122 und dem elektrolytischen Kondensator 121 ausgebildet ist, kann ein Phasenunterschied aufgrund eines Rauschens zwischen hohen Spannungen, die von dem Eingangsende 110 generiert werden, auftreten und ein Hochspannungsgleichtaktrauschen aufgrund des Phasenunterschieds kann an den Ausgabeenden 120 überbleiben, was ein massives EMC-Problem verursacht.
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Aus diesem Grund ist die gekoppelte erste Induktivität 123 zwischen dem linken nicht-elektrolytischen Kondensator 122 und dem elektrolytischen Kondensator 121 ausgebildet, um das oben beschriebene EMC-Problem zu verhindern.
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Die erste Induktivität 123 und der nicht-elektrolytische Kondensator 122 können an einer rechten Seite bezüglich des elektrolytischen Kondensators 121 zum Ausgeben ausgebildet sein.
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Eine Verbindungsbeziehung dazwischen in der Schaltung ist wie folgt. Die erste rechte Induktivität 123 kann parallel zu dem elektrolytischen Kondensator 121 verbunden sein und der rechte nicht-elektrolytische Kondensator 122 kann parallel mit der rechten ersten Induktivität 123 verbunden sein.
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Wenn die erste Induktivität 123 und der nicht-elektrolytische Kondensator 122 an der linken Seite bezüglich des elektrolytischen Kondensators 121 wie oben beschrieben ausgebildet sind, können die Induktivität und der Kondensator als ein LC-Filter für das Ausgabeende 120 PFC-Schaltung fungieren. Der LC-Filter kann eine Eingangsstromwelligkeit eines Gleichstromwandlers(DC)-DC, der an den Ausgangsenden 120 verbunden ist, reduzieren und kann folglich berücksichtigt werden, die Strombelastung (Stromwelligkeit) aufgrund des elektrolytischen Kondensators 121, der oben beschrieben ist, zu reduzieren.
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Hier kann der rechte nicht-elektrolytische Kondensator 122 als ein Filmkondensator oder ein Keramikkondensator hergestellt sein und die erste Induktivität 123, die zwischen dem elektrolytischen Kondensator 121 und dem rechten nicht-elektrolytischen Kondensator 122 ausgebildet ist, kann einen Kopplungsaufbau aufweisen.
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Die rechte erste Induktivität 123 weist den Kopplungsaufbau auf, um ein EMC-Problem zu verbessern.
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Zum Beispiel, wenn die eine erste Induktivität 123 zwischen dem rechten nicht-elektrolytischen Kondensator 122 und dem elektrolytischen Kondensator 121 ausgebildet ist kann ein Phasenunterschied aufgrund eines Rauschens zwischen hohen Spannungen, die zwischen den Eingangsenden 110 generiert werden auftreten und ein Hochspannungsgleichtaktrauschen aufgrund des Phasenunterschieds kann an den Ausgangsenden 120 überbleiben, um ein massives EMC-Problem zu verursachen.
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Aus diesem Grund ist die erste Induktivität 123 zwischen dem rechten nicht elektrolytischen Kondensator 122 und dem elektrolytischen Kondensator 121 ausgebildet, um das oben beschriebene EMC-Problem zu verhindern.
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Es ist von der obigen Beschreibung zu verstehen, dass die gekoppelten ersten Induktivitäten 123 und 123 an den beiden Enden des elektrolytischen Kondensators 121 angewendet werden, wodurch eine Induktivität zwischen (+)/(–) einer Hochspannungsverbindung, die von dem Eingangsende 110 generiert wird, ausbalanciert wird, um das Hochspannungsgleichtaktrauschen zu reduzieren. In dieser Weise ist es möglich die EMC-Leistung in der Leistungsfaktorverbesserungsschaltung 100 zu verbessern.
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<Beispiel eines Ladegeräts>
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2 stellt ein Beispiel eines Ladegeräts für ein Fahrzeug 200 dar.
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Mit Bezug zu 2 beinhaltet das Ladegerät für Fahrzeuge 200 entsprechend der Ausführungsform eine Leistungsfaktorverbesserungsschaltung und einen DC-DC Wandler 230, um eine Hochspannungsbatterie zu laden, und die Leistungsfaktorverbesserungsschaltung beinhaltet ein Eingangsende 210 und ein Ausgangsende 220.
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Das Eingangsende 210 kann einen Eingangsstrom oder eine Eingangsspannung steuern, sodass ein Spitzenwert des Eingangsstroms der Eingangsspannung folgt.
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Zu diesem Zweck beinhaltet das Eingangsende 210 eine Leistungsquelle 211, eine Induktivität 212, die mit der Leistungsquelle 211 verbunden ist, eine erste Diode 213, die parallel zwischen der Leistungsquelle 211 und der Induktivität 212 verbunden ist, eine zweite Diode 214, die mit der Induktivität 212 verbunden ist, und eine Isolierschicht-Feldeffekttransistor-(IGFET)-Schaltung 215, die parallel zwischen der Induktivität 212 und der zweiten Diode 214 geschaltet ist.
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Das Ausgangsende 220 kann mit dem Eingangsende 210 verbunden sein, um eine sinusförmige Welle durch Folgen einer Eingangsspannung des Eingangsendes 210 zu generieren, wodurch ein Leistungsfaktor verbessert wird und eine harmonische Regulierung bewältigt wird.
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Aus diesem Grund kann ein elektrolytischer Kondensator 221 das Ausgangsende 220 zum Ausgeben ausbilden und nicht-elektrolytische Kondensatoren 222 und 222 sind mit beiden Seiten des elektrolytischen Kondensators 221 verbunden.
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Im Allgemeinen weist der elektrolytische Kondensator 221 eine flüssige dielektrische Substanz auf, die allgemein bekannt ist, und folglich kann ein Abnehmen der Zuverlässigkeit aufgrund von Strombelastung (Stromwelligkeit) auftreten.
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Diesbezüglich, um ein Abnehmen der Zuverlässigkeit aufgrund einer Strombelastung zu verhindern, können die nicht-elektrolytischen Kondensatoren 222 und 222 an beiden Seiten des elektrolytischen Kondensators 221 verbunden sein und erste Induktivitäten 223 und 223 können zwischen den jeweiligen nicht-elektrolytischen Kondensatoren 222 und 222 und dem elektrolytischen Kondensator 221 ausgebildet sein.
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In diesem Fall sind der nicht-elektrolytische Kondensator 222 und die erste Induktivität 223 an einer linken Seite bezüglich des elektrolytischen Kondensators 221 ausgebildet.
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Eine Verbindungsbeziehung dazwischen in der Schaltung ist wie folgt. Der linke nicht-elektrolytische Kondensator 222 kann parallel mit dem Eingangsende 210 verbunden sein, die linke erste Induktivität 223 kann parallel mit dem linken nicht-elektrolytischen Kondensator 222 verbunden sein und die linke erste Induktivität 223 kann parallel zu dem elektrolytischen Kondensator 221 zum Ausgeben verbunden sein.
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Wenn der elektrolytische Kondensator 222 und die erste Induktivität 223 an der linken Seite bezüglich des elektrolytischen Kondensators 221 wie oben beschrieben ausgebildet sind, können der Kondensator und die Induktivität als ein CL-Filter des Ausgabeendes 220 der PFC-Schaltung fungieren. Der CL-Filter kann eine Strombelastung (Stromwelligkeit) aufgrund des elektrolytischen Kondensators 221 wie oben beschrieben reduzieren.
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Hier kann der linke nicht-elektrolytische Kondensator 222 als ein Filmkondensator oder ein Keramikkondensator hergestellt sein und die erste Induktivität 223, die zwischen dem linken nicht-elektrolytischen Kondensator 222 und dem elektrolytischen Kondensator 221 ausgebildet ist, kann einen Kopplungsaufbau aufweisen.
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Die linke erste Induktivität 223 weist einen Kopplungsaufbau auf, um ein EMC-Problem zu verbessern.
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Zum Beispiel, wenn die eine erste Induktivität 223 zwischen dem linken nicht-elektrolytischen Kondensator 222 und dem elektrolytischen Kondensator 221 ausgebildet ist, kann ein Phasenunterschied aufgrund eines Rauschens zwischen hohen Spannungen, die von dem Eingangsende 210 generiert werden, auftreten und ein Hochspannungsgleichtaktrauschen kann aufgrund des Phasenunterschieds an dem Ausgabeende 220 überbleiben, was ein massives EMC-Problem verursacht.
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Aus diesem Grund ist die gekoppelte erste Induktivität 223 zwischen dem linken nicht-elektrolytischen Kondensator 222 und dem elektrolytischen Kondensator 221 ausgebildet, um das oben beschriebene EMC-Problem zu verhindern.
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Die erste Induktivität 223 und der nicht-elektrolytische Kondensator 222 können an einer rechten Seite bezüglich des elektrolytischen Kondensators 221 zum Ausgeben ausgebildet sein.
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Eine Verbindungsbeziehung dazwischen ist in der Schaltung wie folgt. Die erste rechte Induktivität 223 kann parallel zu dem elektrolytischen Kondensator 221 verbunden sein und der rechte nicht-elektrolytische Kondensator 222 kann parallel mit der rechten ersten Induktivität 223 verbunden sein.
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Wenn die erste Induktivität 223 und der nicht-elektrolytische Kondensator 222 an der linken Seite bezüglich des elektrolytischen Kondensators 221 wie oben beschrieben ausgebildet sind, können die Induktivität und der Kondensator als ein LC-Filter für das Ausgangsende 220 der PFC-Schaltung fungieren. Der LC-Filter kann eine Eingangsstromwelligkeit eines Gleichstromwandlers(DC)-DC, der an dem Ausgangsende 220 verbunden ist, reduzieren, und folglich berücksichtigt werden, die Strombelastung (Stromwelligkeit) aufgrund des elektrolytischen Kondensators 221, der oben beschrieben ist, zu reduzieren.
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Hier kann der rechte nicht-elektrolytische Kondensator 222 als ein Filmkondensator oder ein Keramikkondensator hergestellt sein und die erste Induktivität 223, die zwischen dem elektrolytischen Kondensator 221 und dem rechten nicht-elektrolytischen Kondensator 222 ausgebildet ist, kann einen Kopplungsaufbau aufweisen.
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Die rechte erste Induktivität 223 weist den Kopplungsaufbau auf, um ein EMC-Problem zu verbessern.
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Zum Beispiel, wenn die eine erste Induktivität 223 zwischen dem rechten nicht-elektrolytischen Kondensator 222 und dem elektrolytischen Kondensator 221 ausgebildet ist, kann ein Phasenunterschied aufgrund eines Rauschens zwischen hohen Spannungen, die zwischen dem Eingangsende 210 generiert werden, auftreten und ein Hochspannungsgleichtaktrauschen aufgrund des Phasenunterschieds kann an den Ausgangsenden 220 überbleiben, was ein massives EMC-Problem verursacht.
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Aus diesem Grund ist die erste Induktivität 223 zwischen dem rechten nicht elektrolytischen Kondensator 222 und dem elektrolytischen Kondensator 221 ausgebildet, um das oben beschriebene EMC-Problem zu verhindern.
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Es ist von der obigen Beschreibung zu verstehen, dass die gekoppelten ersten Induktivitäten 223 und 223 an den beiden Enden des elektrolytischen Kondensators 221 angewendet werden, wodurch eine Induktivität zwischen (+)/(–) einer Hochspannungsverbindung, die von dem Eingangsende 210 generiert wird, ausbalanciert wird, um das Hochspannungsgleichtaktrauschen zu reduzieren. In dieser Weise ist es möglich, die EMC-Leistung in der Leistungsfaktorverbesserungsschaltung 100 zu verbessern.
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Als ein darstellendes Beispiel ist der DC-DC Wandler 230 mit dem Ausgangsende 220 verbunden, um eine erste Gleichspannung, die eine sinusförmige Welle beinhaltet, die von der Leistungsfaktorverbesserungsschaltung ausgegeben wird, in eine Wechselspannung umzuformen und die geformte Wechselspannung in eine zweite Gleichspannung zu wandeln.
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Der DC-DC Wandler 230 entspricht vorzugsweise einem Boost-Wandler.
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Zum Beispiel kann der Boost-Wandler vier IGFET Schaltungen 231, die parallel zu dem Ausgangsende 220 verbunden sind, ein Paar Induktivitäten 232, die parallel zwischen oberen und unteren IGFET Schaltungen der IGFET Schaltungen 231 verbunden sind, vier Dioden 233, die parallel mit den Induktivitäten 232 verbunden sind, eine Induktivität 236, die mit Ausgangsenden der vier Dioden 233 verbunden ist, und zwei elektrolytische Kondensatoren 235 beinhalten, von denen jeder ein Ende an Eingangsenden der vier Dioden 233 und das andere Ende an der Induktivität 236 verbunden aufweist.
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Jedoch ist die Beschränkung nicht auf die oben beschriebene Schaltungskonfiguration des Boost-Wandlers beschränkt. Ferner, wenn ein Wandler, der nicht dem Boost-Wandler entspricht, verwendet wird, um einen Leistungsfaktor zu verbessern und eine Spannung zu erhöhen, kann der Wandler in einer DC-DC Wandler Kategorie in der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet sein.
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<Vergleichendes Beispiel>
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3 ist ein Schaltplan, der eine konventionelle Leistungsfaktorverbesserungsschaltung im Vergleich mit der Leistungsfaktorverbesserungsschaltung von 1 und 2 darstellt, und 4 ist ein Schaltplan, der eine Leistungsfaktorverbesserungsschaltung im Vergleich mit der Leistungsfaktorverbesserungsschaltung aus 1 und 2 darstellt.
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Mit Bezug zu 3 beinhaltet die konventionelle Leistungsfaktorverbesserungsschaltung ein Eingangsende, das dieselbe Konfiguration wie das der Eingangsenden 110 und 210, die mit Bezug zu 1 und 2 beschrieben sind, aufweist. Jedoch beinhaltet die konventionelle Leistungsfaktorverbesserungsschaltung nur einen elektrolytischen Kondensator 10 an einem Ausgangsende 10A im Gegensatz zu den Ausgangsenden 120 und 220 von 1 und 2.
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Wenn nur ein elektrolytischer Kondensator 10 in den Ausgangsenden 10A beinhaltet ist, kann eine Wahrscheinlichkeit eines Zuverlässigkeitsverlusts eines Ladegeräts und Auftreten eines EMC-Problems signifikant ansteigen aufgrund von nicht ausreichenden Gegenmaßnahmen zum Verbessern der EMC und verringern einer Strombelastung eines FPC elektrolytischen Ausgabekondensators.
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Ein Ausgangsende 20A der Leistungsfaktorverbesserungsschaltung, die in 4 dargestellt ist, beinhaltet einen elektrolytischen Kondensator 121 zur Ausgabe und nicht-elektrolytische Kondensatoren 122 und 122, die an beiden Seiten des elektrolytischen Kondensators 121, wie mit Bezug zu 1 und 2 beschrieben, verbunden sind. Im Gegensatz zu den gekoppelten ersten Induktivitäten 123 und 223 von 1 und 2 kann eine Induktivität 20 zwischen dem elektrolytischen Kondensator 121 und jedem der nicht-elektrolytischen Kondensatoren ausgebildet sein.
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In diesem Fall wurde herausgefunden, dass ein Phasenunterschied eines Rauschens zwischen (+)/(–) einer Hochspannungsverbindung aufgrund der einen Induktivität 20 generiert wurde und ein Gleichtaktrauschen aufgrund des Phasenunterschiedes generiert wurde, was ein massives EMC-Problem verursacht.
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Diesbezüglich kann die Leistungsfaktorverbesserungsschaltung, die in 1 und 2 implementiert ist, eine Stromwelligkeit (Strombelastung) reduzieren und das EMC-Problem im Vergleich zu 3 und 4, die oben beschrieben sind, lösen.
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Wie im vorherigen beschrieben, können die vorliegenden Ausführungsformen vorteilhafte Effekte wie folgt erzielen, wenn diese mit dem Stand der Technik verglichen werden.
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Zuerst reduzieren die vorliegenden Ausführungsformen eine Stromwelligkeit (Strombelastung) an einem PFC-Ausgabeende durch eine CL-Schaltung, die an der linken Seite mit Bezug zu einem elektrolytischen Kondensator ausgebildet ist, und reduziert eine Eingangsstromwelligkeit (Eingangsstrombelastung) eines DC-DC Wandlers durch eine LC-Schaltung, die an einer rechten Seite ausgebildet ist.
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Zweitens reduzieren Formen der vorliegenden Offenbarung ein Hochspannungsgleichtaktrauschen, was eine EMC-Leistung verbessert, da eine Induktivität an einem Hochspannungs-DC-Verbinder durch gekoppelte Induktivitäten ausgeglichen werden kann.
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Drittens können Formen der vorliegenden Offenbarung eine Größe eines Ladegeräts optimieren und ein Gewicht des Ladegeräts reduzieren (Verbesserung der Masse), da eine elektrostatische Kapazität eines PFC-Ausgabekondensators optimiert ist.
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Viertens können Formen der vorliegenden Offenbarung eine Größe eines Ladegeräts optimieren und ein Gewicht des Ladegeräts (Verbesserung der Masse) reduzieren, da ein Eingabe-/Ausgabe-EMC-Filter in seiner Größe reduziert ist.
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Fünftens können Formen der vorliegenden Offenbarung Herstellungskosten reduzieren, da ein hochpreisiger elektrolytischer Kondensator zum Ausgeben und ein Eingangs-/Ausgangs-EMC-Filter eines Ladegeräts in ihrer Größe reduziert sind und aufgrund eines geringpreisigen Filters angewendet werden können.
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Formen der vorliegenden Offenbarung wurden mit Bezug zu den angehängten Figuren beschrieben. Jedoch wird der Fachmann anerkennen, dass die vorliegende Erfindung in anderen spezifischen Weisen ausgeführt werden kann, als die, die hier ausgeführt sind, ohne von der Idee und der essentiellen Charakteristik der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die obigen Ausführungsformen sind daher in allen Aspekten als darstellend und nicht einschränkend auszulegen.
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Die vorliegende Offenbarung ist anwendbar bei einem elektrischen Fahrzeug (EV), einem hybridelektrischen Fahrzeug (HEV), ein Plug-in-elektrischen Fahrzeug (PHEV), einem brennstoffzellenelektrischen Fahrzeug (FCEV) und einem batterieelektrischen Fahrzeug (BEV).
