JP2000315117A - 電圧調整のための力率補正制御器と電源制御器作動方法 - Google Patents
電圧調整のための力率補正制御器と電源制御器作動方法Info
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、改善された力率補正モード及び
低電力待機作動モードを有する低コスト、低ノイズの高
効率性能を有する電源を提供する。 【解決手段】 デュアルモード変換器は、ゼロ電圧ス
イッチングモードでは可変周波数自動整流型制御器（va
riable-frequency, natually-commutated controller）
で、また固定オフタイムモードでは固定オフタイム制御
器で動作する。変換器は四つの機能要素を含む。基準及
びバイアス要素は多様な信号状態を決定する基準電圧及
びバイアスを発生する。タイミング要素はデュアル動作
モードの実行に使用される固定オフタイム信号及び電圧
ランプ信号を発生する。異常事態要素は、変換器出力を
停止して制御器を再起動させる事態を検出する。モード
検索及びパルス幅変調要素は他の機能要素からの信号入
力に基づいて変換器の動作モードを決定し、それにより
出力を変調する。第1モードでは、制御器は可変周波数
で動作して主電力を供給する。待機モードでは、制御器
は固定周波数で動作して５Ｗ未満の低電力を供給する。
低電力待機作動モードを有する低コスト、低ノイズの高
効率性能を有する電源を提供する。 【解決手段】 デュアルモード変換器は、ゼロ電圧ス
イッチングモードでは可変周波数自動整流型制御器（va
riable-frequency, natually-commutated controller）
で、また固定オフタイムモードでは固定オフタイム制御
器で動作する。変換器は四つの機能要素を含む。基準及
びバイアス要素は多様な信号状態を決定する基準電圧及
びバイアスを発生する。タイミング要素はデュアル動作
モードの実行に使用される固定オフタイム信号及び電圧
ランプ信号を発生する。異常事態要素は、変換器出力を
停止して制御器を再起動させる事態を検出する。モード
検索及びパルス幅変調要素は他の機能要素からの信号入
力に基づいて変換器の動作モードを決定し、それにより
出力を変調する。第1モードでは、制御器は可変周波数
で動作して主電力を供給する。待機モードでは、制御器
は固定周波数で動作して５Ｗ未満の低電力を供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子装置用の電源
供給に関連し、詳細にはスイッチング電力変換器用の制
御器に関する。
供給に関連し、詳細にはスイッチング電力変換器用の制
御器に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明の出願は1999年3月26日付で出願
された米国特許仮出願番号第60/126,525号に基づく優先
権を主張するものである。調整電源(regulated power s
upply)はバッテリ充電器、携帯電話、コンピュータ、コ
ンピュータ用モニター、テレビ、オーディオ機器、ビデ
オカメラを含む殆ど全ての電子装置に用いられている。
DC電源から動作する一典型的な電源であるDC/DC変換器
は、中間処理として交流を発生し、負荷に直流を供給す
る。線形の変圧器に基づく電源のようなスイッチDC変換
器(switched CD converter)は、調整出力を供給して、
入力回路を出力回路から分離する。しかしながら、線形
の電源とは違って、スイッチDC変換器内の変圧器は数メ
ガヘルツのような遥かに高い周波数で動作する。このよ
うに作動することにより、変換器の入力と出力とを完全
に分離する一方、変圧器とキャパシタとを含む小さい値
の素子(small value components)を使用することが可能
である。
された米国特許仮出願番号第60/126,525号に基づく優先
権を主張するものである。調整電源(regulated power s
upply)はバッテリ充電器、携帯電話、コンピュータ、コ
ンピュータ用モニター、テレビ、オーディオ機器、ビデ
オカメラを含む殆ど全ての電子装置に用いられている。
DC電源から動作する一典型的な電源であるDC/DC変換器
は、中間処理として交流を発生し、負荷に直流を供給す
る。線形の変圧器に基づく電源のようなスイッチDC変換
器(switched CD converter)は、調整出力を供給して、
入力回路を出力回路から分離する。しかしながら、線形
の電源とは違って、スイッチDC変換器内の変圧器は数メ
ガヘルツのような遥かに高い周波数で動作する。このよ
うに作動することにより、変換器の入力と出力とを完全
に分離する一方、変圧器とキャパシタとを含む小さい値
の素子(small value components)を使用することが可能
である。
【０００３】スイッチDC変換器は電子及びコンピュータ
分野で幅広く使用されているが、スイッチングの際に放
射損失(radiated losses)及びRFノイズを起こすと知ら
れている。例えば、ハードスイッチングトポロジー(har
d-switching topology)では、スイッチングにより変換
器のスイッチを流れる電流或いは変換器スイッチにかか
る電圧に急激な変化が生じ、信号放出の形態のスイッチ
ング損失をもたらす。このスイッチング遷移は高周波成
分を含むスペクトルを有し、放射放出として現れ、変換
器周辺領域にノイズを起こす。このようなノイズはビデ
オ信号などと干渉を起こすことがあるため、伝送された
信号をさらに処理し、フィルタリングしてより有用なノ
イズの無い形態にしなければならない。
分野で幅広く使用されているが、スイッチングの際に放
射損失(radiated losses)及びRFノイズを起こすと知ら
れている。例えば、ハードスイッチングトポロジー(har
d-switching topology)では、スイッチングにより変換
器のスイッチを流れる電流或いは変換器スイッチにかか
る電圧に急激な変化が生じ、信号放出の形態のスイッチ
ング損失をもたらす。このスイッチング遷移は高周波成
分を含むスペクトルを有し、放射放出として現れ、変換
器周辺領域にノイズを起こす。このようなノイズはビデ
オ信号などと干渉を起こすことがあるため、伝送された
信号をさらに処理し、フィルタリングしてより有用なノ
イズの無い形態にしなければならない。
【０００４】ソフトスイッチング変換器(soft switchin
g converter)は、ハードスイッチ損失及び連関するノイ
ズ関連問題を低減するための公知の変換器トポロジー
（converter topology）である。典型的なソフトスイッ
チング変換器は、共振器を用いてスイッチング中に電力
スイッチの電流や電圧を「0」にする。これにより、ス
イッチング電流及び/或いは電圧における急激な変化に
より生じるスイッチング遷移と放射放出とを大幅に低減
する。
g converter)は、ハードスイッチ損失及び連関するノイ
ズ関連問題を低減するための公知の変換器トポロジー
（converter topology）である。典型的なソフトスイッ
チング変換器は、共振器を用いてスイッチング中に電力
スイッチの電流や電圧を「0」にする。これにより、ス
イッチング電流及び/或いは電圧における急激な変化に
より生じるスイッチング遷移と放射放出とを大幅に低減
する。
【０００５】しかしながら、ソフトスイッチング変換器
もまた、最適の効率性を達成できない。例えば、ディス
プレイ装置において調整電源は典型的には多様なモード
で動作する。主モードでは、ディスプレイモニターの全
ての部品に電力が供給され、画面全体が全て黒から全て
白に画像を表示するのに総計で50Wから100Wを消費す
る。待機モードでは、電源、マイクロプロセッサ、遠隔
制御回路などの最小限のディスプレイ部品に電力が供給
される。待機モードは、典型的には5W未満を消費する一
定の負荷特性を有する。主モードと待機モードとの中間
にある中間モードである中断モードでは、ディスプレイ
モニター部品の一部が活性状態にある。中断モードで
は、ディスプレイ装置により約10W〜20Wが消費される。
もまた、最適の効率性を達成できない。例えば、ディス
プレイ装置において調整電源は典型的には多様なモード
で動作する。主モードでは、ディスプレイモニターの全
ての部品に電力が供給され、画面全体が全て黒から全て
白に画像を表示するのに総計で50Wから100Wを消費す
る。待機モードでは、電源、マイクロプロセッサ、遠隔
制御回路などの最小限のディスプレイ部品に電力が供給
される。待機モードは、典型的には5W未満を消費する一
定の負荷特性を有する。主モードと待機モードとの中間
にある中間モードである中断モードでは、ディスプレイ
モニター部品の一部が活性状態にある。中断モードで
は、ディスプレイ装置により約10W〜20Wが消費される。
【０００６】20W未満の低電力で動作するためには、少
ない量の電力を負荷に供給しなければならないため、典
型的なソフトスイッチング電源はスイッチング周波数を
低減する。このような方法により低電力で動作すると、
ゼロ電圧スイッチング検出ユニットに誤まったフィード
バックがなされ、このような電源のスイッチで容認でき
ない電力損失が起こる。また、典型的なソフトスイッチ
ング電源は、低電力動作モードにおける供給可能な電力
の範囲に容認できない制約を受ける。
ない量の電力を負荷に供給しなければならないため、典
型的なソフトスイッチング電源はスイッチング周波数を
低減する。このような方法により低電力で動作すると、
ゼロ電圧スイッチング検出ユニットに誤まったフィード
バックがなされ、このような電源のスイッチで容認でき
ない電力損失が起こる。また、典型的なソフトスイッチ
ング電源は、低電力動作モードにおける供給可能な電力
の範囲に容認できない制約を受ける。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、改善された力率補正モード及び低電力待機作動
モードを有する低コスト、低ノイズの高効率性能を有す
る電源を提供することにある。この性能を達成するため
に本発明による変換器は、可変周波数の自動整流型制御
器(variable frequency, naturally commutated contro
ller)或いは固定オフタイム制御器(fixed off-time con
troller)として動作する。主モードでは、変換器は主電
力を供給する可変周波数制御器として動作する。待機モ
ードでは、変換器は固定オフタイム制御器として動作し
５W未満の低電力を供給する。
目的は、改善された力率補正モード及び低電力待機作動
モードを有する低コスト、低ノイズの高効率性能を有す
る電源を提供することにある。この性能を達成するため
に本発明による変換器は、可変周波数の自動整流型制御
器(variable frequency, naturally commutated contro
ller)或いは固定オフタイム制御器(fixed off-time con
troller)として動作する。主モードでは、変換器は主電
力を供給する可変周波数制御器として動作する。待機モ
ードでは、変換器は固定オフタイム制御器として動作し
５W未満の低電力を供給する。
【０００８】本発明のデュアルモード変換器(変換器の
動作の制御に関連するa/k/a「制御器」)は、4個の主要要
素を含む。基準及びバイアス要素(reference-and-biase
s element)は、制御器に使用される基準電圧及びバイア
ス電圧を多様な信号の状態を決定するために生成する。
モード検出及びパルス幅変調要素(mode-detection-and-
pulse-width-modulation element)は多様な信号状態か
ら変換器が固定オフタイムモードで動作するか、或いは
ゼロ電圧スイッチング(zero-voltage-switching：ZVS)
モードで動作するかどうかを決定する。タイミング回路
は固定オフタイミング信号及び電圧ランプ信号(voltage
-ramp signal)を生成し、これらの信号は制御器がデュ
アルモード動作を生成するために使用される。異常事態
要素(catastrophic-event-element)は、異常な事態が発
生すると変換器の出力を遮断し、制御器を再起動する。
動作の制御に関連するa/k/a「制御器」)は、4個の主要要
素を含む。基準及びバイアス要素(reference-and-biase
s element)は、制御器に使用される基準電圧及びバイア
ス電圧を多様な信号の状態を決定するために生成する。
モード検出及びパルス幅変調要素(mode-detection-and-
pulse-width-modulation element)は多様な信号状態か
ら変換器が固定オフタイムモードで動作するか、或いは
ゼロ電圧スイッチング(zero-voltage-switching：ZVS)
モードで動作するかどうかを決定する。タイミング回路
は固定オフタイミング信号及び電圧ランプ信号(voltage
-ramp signal)を生成し、これらの信号は制御器がデュ
アルモード動作を生成するために使用される。異常事態
要素(catastrophic-event-element)は、異常な事態が発
生すると変換器の出力を遮断し、制御器を再起動する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、電圧調整のための力率補正制御
器であって、基準閾電圧及びバイアスを提供する基準及
びバイアス発生器と、固定オフタイム遅延を起こす遅延
タイマと、電圧ランプ信号を発生するランプタイマと、
前記遅延タイマ或いは前記ランプタイマに基づいて前記
電圧を変調するかどうかを前記基準閾電圧及びバイアス
から決定して前記電圧を変調させるモード検出器及び変
調器とを含む電圧調整のための力率補正制御器が提供さ
れる。
めに、本発明によれば、電圧調整のための力率補正制御
器であって、基準閾電圧及びバイアスを提供する基準及
びバイアス発生器と、固定オフタイム遅延を起こす遅延
タイマと、電圧ランプ信号を発生するランプタイマと、
前記遅延タイマ或いは前記ランプタイマに基づいて前記
電圧を変調するかどうかを前記基準閾電圧及びバイアス
から決定して前記電圧を変調させるモード検出器及び変
調器とを含む電圧調整のための力率補正制御器が提供さ
れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例につ
いて図面を参照しながらより詳しく説明する。
いて図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００１１】本発明により電源制御器は高効率、低ノイ
ズ及び厳密に調整された出力を提供する。本発明は疑似
共振、ゼロ電圧スイッチング(quasi-resonant, zero vo
ltage switching：QR-ZVS)フライバック(flyback)トポ
ロジーを用いて具現された電源の力率性能を改善する。
本発明による電源は、テレビ、コンピュータモニター、
パソコン、携帯電話、通信装備、オーディオ機器、レー
ダー及びその他の類似装備を含む広い範囲の電子装置と
ともに使用することに適している。
ズ及び厳密に調整された出力を提供する。本発明は疑似
共振、ゼロ電圧スイッチング(quasi-resonant, zero vo
ltage switching：QR-ZVS)フライバック(flyback)トポ
ロジーを用いて具現された電源の力率性能を改善する。
本発明による電源は、テレビ、コンピュータモニター、
パソコン、携帯電話、通信装備、オーディオ機器、レー
ダー及びその他の類似装備を含む広い範囲の電子装置と
ともに使用することに適している。
【００１２】TVやコンピュータモニターのような市販さ
れているディスプレイ装置用の電源は2つの基本動作モ
ードを有する。主モードでは、増幅器及び処理回路など
の多様な回路要素に電力が多様なDC出力電圧として供給
される。主モードでの負荷は、非常に動的であり、出力
電圧変動に敏感である。したがって、ディスプレイ装置
が適切に作動するためには、優れた電力線及び負荷調整
が要求される。第2の動作モードは、待機モードとして
知られている。待機モードでは、典型的には５Ｗ未満で
ある非常に少ない量の電力が消費される。このモードに
おいて電源は、マイクロ制御器(microcontroller)と、
大部分のテレビに含まれている遠隔制御回路のなどの他
の「常時オン(always on)」回路とに電力を供給する。
れているディスプレイ装置用の電源は2つの基本動作モ
ードを有する。主モードでは、増幅器及び処理回路など
の多様な回路要素に電力が多様なDC出力電圧として供給
される。主モードでの負荷は、非常に動的であり、出力
電圧変動に敏感である。したがって、ディスプレイ装置
が適切に作動するためには、優れた電力線及び負荷調整
が要求される。第2の動作モードは、待機モードとして
知られている。待機モードでは、典型的には５Ｗ未満で
ある非常に少ない量の電力が消費される。このモードに
おいて電源は、マイクロ制御器(microcontroller)と、
大部分のテレビに含まれている遠隔制御回路のなどの他
の「常時オン(always on)」回路とに電力を供給する。
【００１３】本発明は疑似共振、ゼロ電圧スイッチング
(QR-ZVS)トポロジーを用いるスイッチング変換器(例え
ば、電源)の制御を提供する。制御器は信号処理及び制
御回路を含み、可変周波数及び固定周波数スイッチング
型モード変換器で動作する。制御器により提供される可
変周波数動作(例えば、ゼロ電圧スイッチング)と電圧モ
ード制御動作の組合せは、力率補正方法論を具現する。
このように具現された2重モード変換器は、制御の範囲
が拡張して現代の電子装置に典型的に加わる広い範囲の
負荷を受容する。可変周波数動作は、主モードで主電力
供給時に使用され、固定オフタイム動作は、待機モード
で電力伝達を供給することに使用される。変換器または
異常な回路動作を検出して防止する負荷回路を含む。
(QR-ZVS)トポロジーを用いるスイッチング変換器(例え
ば、電源)の制御を提供する。制御器は信号処理及び制
御回路を含み、可変周波数及び固定周波数スイッチング
型モード変換器で動作する。制御器により提供される可
変周波数動作(例えば、ゼロ電圧スイッチング)と電圧モ
ード制御動作の組合せは、力率補正方法論を具現する。
このように具現された2重モード変換器は、制御の範囲
が拡張して現代の電子装置に典型的に加わる広い範囲の
負荷を受容する。可変周波数動作は、主モードで主電力
供給時に使用され、固定オフタイム動作は、待機モード
で電力伝達を供給することに使用される。変換器または
異常な回路動作を検出して防止する負荷回路を含む。
【００１４】PFC制御器状態図 図1は本発明による力率補正(power factor correctin
g：PFC)制御器に対する多様な回路状態及び動作モード
を示す状態図100である。これらの状態及び動作モード
は、電力オフ(power-off)状態122、低電圧ロックアウト
(under-voltage-lock-out：UVLO)状態124、固定オフタ
イム(fixed-off-time)動作モード126、遅延防止(inhibi
t-delay)状態128、ゼロ電圧スイッチング(zero-voltage
-switching：ZVS)動作モード130を含む。図1で、矢印は
次に説明するように制御器がある状態の動作モードから
他の状態の動作モードへ遷移する事象及びその対応状態
を表す。
g：PFC)制御器に対する多様な回路状態及び動作モード
を示す状態図100である。これらの状態及び動作モード
は、電力オフ(power-off)状態122、低電圧ロックアウト
(under-voltage-lock-out：UVLO)状態124、固定オフタ
イム(fixed-off-time)動作モード126、遅延防止(inhibi
t-delay)状態128、ゼロ電圧スイッチング(zero-voltage
-switching：ZVS)動作モード130を含む。図1で、矢印は
次に説明するように制御器がある状態の動作モードから
他の状態の動作モードへ遷移する事象及びその対応状態
を表す。
【００１５】最初、制御器は電力オフ状態122にある。
スイッチが閉じられる（矢印132）と、制御器は電力オ
フ状態122ではなくなり動作を開始する。スイッチが閉
じられると(例えば、変換器も電圧源への接続)、電力が
制御器に供給され、制御器はUVLO状態124になる。UVLO
状態124では、基準電圧及びバイアスが設定される。UVL
O状態124は、実質的に制御器回路が制御を開始する前に
安定した状態となるようにするための待ち時間である。
スイッチが閉じられる（矢印132）と、制御器は電力オ
フ状態122ではなくなり動作を開始する。スイッチが閉
じられると(例えば、変換器も電圧源への接続)、電力が
制御器に供給され、制御器はUVLO状態124になる。UVLO
状態124では、基準電圧及びバイアスが設定される。UVL
O状態124は、実質的に制御器回路が制御を開始する前に
安定した状態となるようにするための待ち時間である。
【００１６】制御器に電力を供給する入力電圧が閾値(V
CC>VCC_MIN)より大きく、他の基準電圧及びバイアスが
安定すると(矢印134)、制御器はUVLO状態124から固定オ
フタイム動作モード126に遷移する。固定オフタイムモ
ードで、制御器は制御器出力端に電力を供給し始める。
固定オフタイムモードは、2つの事象のいずれかが発生
するまで維持される。第1番目の事象で、過電流(over-c
urrent：OC)状態が検出されると(矢印136)、制御器は固
定オフタイムモード126から遅延防止状態128になる。第
2番目の事象で、制御器がゼロ電圧スイッチング状態(ZV
S検索)及び過電圧(over-voltage：OV)状態不在を検出す
ると(矢印138)、制御器は固定オフタイムモード126から
ZVS動作モード130に遷移する。
CC>VCC_MIN)より大きく、他の基準電圧及びバイアスが
安定すると(矢印134)、制御器はUVLO状態124から固定オ
フタイム動作モード126に遷移する。固定オフタイムモ
ードで、制御器は制御器出力端に電力を供給し始める。
固定オフタイムモードは、2つの事象のいずれかが発生
するまで維持される。第1番目の事象で、過電流(over-c
urrent：OC)状態が検出されると(矢印136)、制御器は固
定オフタイムモード126から遅延防止状態128になる。第
2番目の事象で、制御器がゼロ電圧スイッチング状態(ZV
S検索)及び過電圧(over-voltage：OV)状態不在を検出す
ると(矢印138)、制御器は固定オフタイムモード126から
ZVS動作モード130に遷移する。
【００１７】遅延防止状態128は異常事態(catastrophic
recovery)状態であり、制御器が固定オフタイムモード
126或いはZVSモード130で動作中に過電流状態が検出(矢
印136、140)されるとその状態になる。一般的に過電流
状態は電源或いは電源のいずれかの負荷内の短絡回路を
表す。過電流状態の発生は、第1次側のスイッチング電
流を検知することにより検出され、制御器を遅延防止状
態に入るようにして制御器が電力伝達をしないようにす
る。制御器の入力電圧が閾電圧以下に下がると((VCC>V
CC_MIN(矢印144))、制御器は遅延防止状態128でUVLO状
態124になる。
recovery)状態であり、制御器が固定オフタイムモード
126或いはZVSモード130で動作中に過電流状態が検出(矢
印136、140)されるとその状態になる。一般的に過電流
状態は電源或いは電源のいずれかの負荷内の短絡回路を
表す。過電流状態の発生は、第1次側のスイッチング電
流を検知することにより検出され、制御器を遅延防止状
態に入るようにして制御器が電力伝達をしないようにす
る。制御器の入力電圧が閾電圧以下に下がると((VCC>V
CC_MIN(矢印144))、制御器は遅延防止状態128でUVLO状
態124になる。
【００１８】ZVSモード130において、制御器は可変周波
数の自動整流型変換器として作動する。ZVSモードは典
型的には、高いスイッチング周波数(即ち、>30kHz)で動
作し、出力負荷に最大電力(full power)を供給する。ZV
Sモードは三つの事象のいずれかが発生するまで維持さ
れる。第1番目の事象で、過電流状態が検出されると(矢
印140)、制御器はZVSモード130から遅延防止状態128に
入る。第2番目の事象で、過電圧状態が検出されたり、
ゼロ電圧スイッチング状態がこれ以上検出されなかった
り(Vzvs>Vzvs_REF)、制御器を固定オフタイム動作モー
ドになるようにする電圧入力信号が検出されると(中断
信号が検出されると)(矢印142)、制御器はZVS動作モー
ド130から固定オフタイム動作モード126に再び入る。制
御器はまた、スイッチが開くと(矢印146)、ZVSモードか
ら電力オフ状態122に再び入る。
数の自動整流型変換器として作動する。ZVSモードは典
型的には、高いスイッチング周波数(即ち、>30kHz)で動
作し、出力負荷に最大電力(full power)を供給する。ZV
Sモードは三つの事象のいずれかが発生するまで維持さ
れる。第1番目の事象で、過電流状態が検出されると(矢
印140)、制御器はZVSモード130から遅延防止状態128に
入る。第2番目の事象で、過電圧状態が検出されたり、
ゼロ電圧スイッチング状態がこれ以上検出されなかった
り(Vzvs>Vzvs_REF)、制御器を固定オフタイム動作モー
ドになるようにする電圧入力信号が検出されると(中断
信号が検出されると)(矢印142)、制御器はZVS動作モー
ド130から固定オフタイム動作モード126に再び入る。制
御器はまた、スイッチが開くと(矢印146)、ZVSモードか
ら電力オフ状態122に再び入る。
【００１９】固定オフタイムモード126は、待機モード
の電力を供給することに用いられ、典型的には低電力で
動作する。ZVS動作モードは、主モードの主電力を供給
する。電力オフ状態122では、本発明の変換器に電力が
供給されない(即ち、変換器を電源から切断する)。
の電力を供給することに用いられ、典型的には低電力で
動作する。ZVS動作モードは、主モードの主電力を供給
する。電力オフ状態122では、本発明の変換器に電力が
供給されない(即ち、変換器を電源から切断する)。
【００２０】PFC制御器機能図 図2は本発明による制御器の機能ブロック図200を示して
いる。このような電圧モード制御及び可変周波数作動を
提供する本発明による力率補正変換器は四つの機能的な
要素により具現できる。基準電圧及びバイアス(VREF-&-
Biases)要素220は内部基準電圧及びバイアス202を発生
し、これらを制御器に用いて多様な外部信号204の状態
を決定する。モード検出及びパルス幅変調(mode-detect
ion-and-pulse-width-modulation：MD-&-PWM)要素206
は、電圧出力信号234を供給するために制御器が固定オ
フタイムモードで動作するかZVSモードで動作するかを
外部信号204及び内部基準202から決定する。タイミング
回路260は、固定オフタイム信号及び電圧ランプ信号208
を生成し、これらの信号を制御器が利用してデュアルモ
ード動作を生成する。固定オフタイムモードでは、変換
器の出力はオフタイム信号の発振周波数に応じて変調さ
れる。ZVSモードでは、変換器の出力は、変換器に蓄え
られたエネルギーがいつ全て負荷に放電されたかを示す
信号によって変調される。異常事態要素290は外部信号2
04及び内部基準202を検知し、異常事態を検出すると、
制御器出力を無効にし、制御器を再起動する。
いる。このような電圧モード制御及び可変周波数作動を
提供する本発明による力率補正変換器は四つの機能的な
要素により具現できる。基準電圧及びバイアス(VREF-&-
Biases)要素220は内部基準電圧及びバイアス202を発生
し、これらを制御器に用いて多様な外部信号204の状態
を決定する。モード検出及びパルス幅変調(mode-detect
ion-and-pulse-width-modulation：MD-&-PWM)要素206
は、電圧出力信号234を供給するために制御器が固定オ
フタイムモードで動作するかZVSモードで動作するかを
外部信号204及び内部基準202から決定する。タイミング
回路260は、固定オフタイム信号及び電圧ランプ信号208
を生成し、これらの信号を制御器が利用してデュアルモ
ード動作を生成する。固定オフタイムモードでは、変換
器の出力はオフタイム信号の発振周波数に応じて変調さ
れる。ZVSモードでは、変換器の出力は、変換器に蓄え
られたエネルギーがいつ全て負荷に放電されたかを示す
信号によって変調される。異常事態要素290は外部信号2
04及び内部基準202を検知し、異常事態を検出すると、
制御器出力を無効にし、制御器を再起動する。
【００２１】力率は見かけ電力に対する実際電力の尺度
である。正弦波回路では、力率は電圧と同一の位相を有
し、平均電力に寄与する部分の電流を表す尺度である。
典型的なスイッチング電源のような伝統的な無効負荷で
は、ブリッジ整流器はキャパシタに電力を供給し、特に
部分負荷である場合、循環ライン電圧がキャパシタ電圧
より大きい時に入力電圧のピークで電流が流れるように
する。整流器を流す電流は、電圧と位相が一致するが、
非正弦波であるため、力率は１に近くない。本発明の変
換器は、入力端の基本周波数でエネルギーの蓄積が殆ど
ないように整流器回路のフィルタキャパシタ値を低減す
ることにより、力率補正を達成する。付加的な力率補正
(即ち、増大された力率)は、電源に対する入力電圧に比
例してスイッチング電流を変調することによりなされ
る。入力電圧が整流された正弦波であり一定負荷である
と仮定すると、説明した整流回路は正弦波であり、入力
電圧の周波数で入力電圧と同位相のスイッチング電流を
発生させる。
である。正弦波回路では、力率は電圧と同一の位相を有
し、平均電力に寄与する部分の電流を表す尺度である。
典型的なスイッチング電源のような伝統的な無効負荷で
は、ブリッジ整流器はキャパシタに電力を供給し、特に
部分負荷である場合、循環ライン電圧がキャパシタ電圧
より大きい時に入力電圧のピークで電流が流れるように
する。整流器を流す電流は、電圧と位相が一致するが、
非正弦波であるため、力率は１に近くない。本発明の変
換器は、入力端の基本周波数でエネルギーの蓄積が殆ど
ないように整流器回路のフィルタキャパシタ値を低減す
ることにより、力率補正を達成する。付加的な力率補正
(即ち、増大された力率)は、電源に対する入力電圧に比
例してスイッチング電流を変調することによりなされ
る。入力電圧が整流された正弦波であり一定負荷である
と仮定すると、説明した整流回路は正弦波であり、入力
電圧の周波数で入力電圧と同位相のスイッチング電流を
発生させる。
【００２２】しかしながら、典型的には、電源の負荷は
時間によって変化する。したがって、変化する負荷を満
たし、電圧と電流を同位相になるようにするため、本発
明の変換器はパルス幅変調を用いる。パルス幅変調は、
固定周波数で負荷に一定電力を提供するために、電圧に
対して逆に電流を変化させて変化する負荷に対応する。
本発明の変換器のZVSモードは、このように変化する負
荷に対応する。
時間によって変化する。したがって、変化する負荷を満
たし、電圧と電流を同位相になるようにするため、本発
明の変換器はパルス幅変調を用いる。パルス幅変調は、
固定周波数で負荷に一定電力を提供するために、電圧に
対して逆に電流を変化させて変化する負荷に対応する。
本発明の変換器のZVSモードは、このように変化する負
荷に対応する。
【００２３】本発明の変換器は、図1の状態図で説明し
た電圧モード制御と可変周波数変調によって力率補正を
提供する自己転流方法スイッチングとを組合わせる。電
圧モード制御により可変周波数動作がなされる入力電圧
のサンプリングが可能になる。負荷により出力の周波数
を変化させ、入力ライン周波数より小さい周波数に制御
ループの帯域幅を制限することにより、サンプル入力の
１サイクルにわたって、一定デューティサイクルが提供
され得る。ゼロ電圧スイッチングは可変周波数動作を具
現し、出力電圧を一定レベルに維持する。
た電圧モード制御と可変周波数変調によって力率補正を
提供する自己転流方法スイッチングとを組合わせる。電
圧モード制御により可変周波数動作がなされる入力電圧
のサンプリングが可能になる。負荷により出力の周波数
を変化させ、入力ライン周波数より小さい周波数に制御
ループの帯域幅を制限することにより、サンプル入力の
１サイクルにわたって、一定デューティサイクルが提供
され得る。ゼロ電圧スイッチングは可変周波数動作を具
現し、出力電圧を一定レベルに維持する。
【００２４】PFC制御器アーキテクチャ 図3は図1の状態図を具現する本発明による例示的な制御
器300を概略的に示している。当業者であれば、図3の概
略図は一例であることは自明である。本発明の機能的な
要素を具現し、多様な部品、多様な部品値、多様な電圧
及び基準電圧を有する回路を本発明の原理を逸脱せずに
使用することができる。
器300を概略的に示している。当業者であれば、図3の概
略図は一例であることは自明である。本発明の機能的な
要素を具現し、多様な部品、多様な部品値、多様な電圧
及び基準電圧を有する回路を本発明の原理を逸脱せずに
使用することができる。
【００２５】制御器300は四つの主な機能的な要素を有
する。基準電圧及びバイアス（Vref-&-Biases）要素220
は、温度安定性基準電圧VREF222と信号との比較のため
の他の基準電圧を発生する回路と、低電圧ロックアウト
信号UVLO224を発生させることに使用されるヒステリシ
ス(built-in hysteresis)を有する比較器を含む。基準
電圧及びバイアス要素220により発生する基準電圧は電
圧過電流基準VOC226及びゼロ電圧スイッチング基準電圧
VZVSREF228を含む。UVLO信号は、基準電圧及びバイアス
が安定するまで変換器の動作を禁止する内部リセット信
号である。UVLO信号224は制御器から発生する電圧232と
ともにANDゲート230に入力され、出力信号234が電力の
供給に必要な電力スイッチ(図示せず)の動作を防止する
ことができる。出力信号は、増幅器233により調節され
る。出力信号234は、半導体電力スイッチの作動に使用
される低インピーダンス、高速電圧出力である。スイッ
チ(図示せず)が閉じると、制御器への電力入力であるV
CC236が基準電圧及びバイアス要素220に供給される。
する。基準電圧及びバイアス（Vref-&-Biases）要素220
は、温度安定性基準電圧VREF222と信号との比較のため
の他の基準電圧を発生する回路と、低電圧ロックアウト
信号UVLO224を発生させることに使用されるヒステリシ
ス(built-in hysteresis)を有する比較器を含む。基準
電圧及びバイアス要素220により発生する基準電圧は電
圧過電流基準VOC226及びゼロ電圧スイッチング基準電圧
VZVSREF228を含む。UVLO信号は、基準電圧及びバイアス
が安定するまで変換器の動作を禁止する内部リセット信
号である。UVLO信号224は制御器から発生する電圧232と
ともにANDゲート230に入力され、出力信号234が電力の
供給に必要な電力スイッチ(図示せず)の動作を防止する
ことができる。出力信号は、増幅器233により調節され
る。出力信号234は、半導体電力スイッチの作動に使用
される低インピーダンス、高速電圧出力である。スイッ
チ(図示せず)が閉じると、制御器への電力入力であるV
CC236が基準電圧及びバイアス要素220に供給される。
【００２６】回路の第2番目の主な要素はモード検出及
びパルス幅変調MD-&-PWM回路である。MD-&-PWM回路は、
誤差増幅器238、高速比較器244、SRフリップフロップ25
8、2つのORゲート255、257、三つの入力ANDゲート254を
含む。回路のこの部分は変換器制御の核心である。誤差
増幅器238は、帰還電圧VFB240を内部発生基準電圧VRE F2
22と比較する。VFB電圧検知信号240は、誤差増幅器238
の反転入力端に接続されており、調整される第2次電圧
を表す。誤差増幅器238により生成された誤差信号COMP2
42は、高速比較器244により出力信号234に同期した電圧
ランプ信号246と比較される電圧レベルを設定する。誤
差信号のレベルは、相異した振幅で電圧ランプ信号をイ
ンターセクト(intersecting)し、それにより出力信号23
4のパルス幅を変調する。オフタイムが固定している
間、出力パルス幅が変化して可変周波数出力が得られ
る。誤差増幅器の出力COMP242は、さらに誤差増幅器に
帰還して、制御ループの周波数応答を調節する。
びパルス幅変調MD-&-PWM回路である。MD-&-PWM回路は、
誤差増幅器238、高速比較器244、SRフリップフロップ25
8、2つのORゲート255、257、三つの入力ANDゲート254を
含む。回路のこの部分は変換器制御の核心である。誤差
増幅器238は、帰還電圧VFB240を内部発生基準電圧VRE F2
22と比較する。VFB電圧検知信号240は、誤差増幅器238
の反転入力端に接続されており、調整される第2次電圧
を表す。誤差増幅器238により生成された誤差信号COMP2
42は、高速比較器244により出力信号234に同期した電圧
ランプ信号246と比較される電圧レベルを設定する。誤
差信号のレベルは、相異した振幅で電圧ランプ信号をイ
ンターセクト(intersecting)し、それにより出力信号23
4のパルス幅を変調する。オフタイムが固定している
間、出力パルス幅が変化して可変周波数出力が得られ
る。誤差増幅器の出力COMP242は、さらに誤差増幅器に
帰還して、制御ループの周波数応答を調節する。
【００２７】MD-&-PWM機能要素中の高速比較器244の出
力パルス幅変化によって、制御器負荷に供給される電力
が変化する。中断信号248、VZVS信号250、VOVP252信
号、オフタイムタイミング回路256の出力信号は、比較
器の出力が変調される周波数を決定する。中断信号248
は制御器が固定オフタイム動作モードに入るようにする
電圧入力信号である。VZVS250は可変周波数動作モード
を生成することに使用される電圧検知信号である。VZVS
信号は、変圧器に蓄えられたエネルギーが負荷で完全に
放電されたことを表す共振発振から得られる。VOVP252
は第2次電圧の過電圧状態を表すことに使用される電圧
検知信号である。誤差増幅器251はVZVS250及びVOVP252
を基準電圧及びバイアス機能要素220により提供される
ゼロ電圧スイッチング基準電圧VZVSREF228と安定基準電
圧VREF222に各々比較する。このような誤差増幅器比較
出力は、中断信号248とともに三つの入力ANDゲート254
の入力に供給される。三つの入力ANDゲート254及び固定
オフタイム回路256の出力は、第1のORゲート255を通っ
てSRフリップフロップ258のセット入力端に供給され、
制御器の動作モードを決定する。
力パルス幅変化によって、制御器負荷に供給される電力
が変化する。中断信号248、VZVS信号250、VOVP252信
号、オフタイムタイミング回路256の出力信号は、比較
器の出力が変調される周波数を決定する。中断信号248
は制御器が固定オフタイム動作モードに入るようにする
電圧入力信号である。VZVS250は可変周波数動作モード
を生成することに使用される電圧検知信号である。VZVS
信号は、変圧器に蓄えられたエネルギーが負荷で完全に
放電されたことを表す共振発振から得られる。VOVP252
は第2次電圧の過電圧状態を表すことに使用される電圧
検知信号である。誤差増幅器251はVZVS250及びVOVP252
を基準電圧及びバイアス機能要素220により提供される
ゼロ電圧スイッチング基準電圧VZVSREF228と安定基準電
圧VREF222に各々比較する。このような誤差増幅器比較
出力は、中断信号248とともに三つの入力ANDゲート254
の入力に供給される。三つの入力ANDゲート254及び固定
オフタイム回路256の出力は、第1のORゲート255を通っ
てSRフリップフロップ258のセット入力端に供給され、
制御器の動作モードを決定する。
【００２８】もし中断信号248が「低」、またはVOVP252
が内部基準電圧VREF222を超えると、変調周波数はオフ
タイムタイミング回路256の発振周波数により定められ
る。この条件が固定オフタイム動作モードを表す。もし
中断信号248が「高」であり、VOVP252がVREF222より小
さいと、変調周波数は入力信号VZVS250により決定され
る。この条件がZVS動作モードを表す。VZVS250はフライ
バックトポロジーから作られる信号であり、変圧器に蓄
えられたエネルギーがすべて第2次負荷で放電されたこ
とを表すことに使用される。適切な回路動作のために、
VZVSの周波数はオフタイムタイミング回路のプログラム
された周波数より遥かに高くなければならない。変換器
作動中、電力は出力パルス幅を変化することにより変調
する。入力電圧や出力電圧が変化するか、または変化す
ることによりオフタイムが変調する。入力電圧や出力電
圧が固定されると、パルス幅の変化は出力の周波数を変
化させる。
が内部基準電圧VREF222を超えると、変調周波数はオフ
タイムタイミング回路256の発振周波数により定められ
る。この条件が固定オフタイム動作モードを表す。もし
中断信号248が「高」であり、VOVP252がVREF222より小
さいと、変調周波数は入力信号VZVS250により決定され
る。この条件がZVS動作モードを表す。VZVS250はフライ
バックトポロジーから作られる信号であり、変圧器に蓄
えられたエネルギーがすべて第2次負荷で放電されたこ
とを表すことに使用される。適切な回路動作のために、
VZVSの周波数はオフタイムタイミング回路のプログラム
された周波数より遥かに高くなければならない。変換器
作動中、電力は出力パルス幅を変化することにより変調
する。入力電圧や出力電圧が変化するか、または変化す
ることによりオフタイムが変調する。入力電圧や出力電
圧が固定されると、パルス幅の変化は出力の周波数を変
化させる。
【００２９】制御器の第3番目の主要機能要素260は、2
つのプログラマブルタイミング回路256、262より構成さ
れている。第の1タイミング回路である固定オフタイム
回路256を用いて、固定オフタイムモードに対する待機
モードで電力を供給する固定オフタイム信号を生成す
る。固定オフタイム回路は、電流ミラー264、ランプ発
生器266、比較器268を含む。固定オフタイムプログラミ
ングは、外部抵抗性負荷及び容量性負荷よりなる。TOFF
CSET270 は、容量性負荷により生成された電流出力であ
る。この容量性負荷で発生した電圧は、固定オフタイム
動作モードで制御器に対してオフタイムを設定する。T
OFFCSET270は、抵抗性負荷により生成された電圧出力で
ある。この抵抗性負荷を流す電流は、オフタイムタイミ
ング回路に対する充電電流をプログラムする。
つのプログラマブルタイミング回路256、262より構成さ
れている。第の1タイミング回路である固定オフタイム
回路256を用いて、固定オフタイムモードに対する待機
モードで電力を供給する固定オフタイム信号を生成す
る。固定オフタイム回路は、電流ミラー264、ランプ発
生器266、比較器268を含む。固定オフタイムプログラミ
ングは、外部抵抗性負荷及び容量性負荷よりなる。TOFF
CSET270 は、容量性負荷により生成された電流出力であ
る。この容量性負荷で発生した電圧は、固定オフタイム
動作モードで制御器に対してオフタイムを設定する。T
OFFCSET270は、抵抗性負荷により生成された電圧出力で
ある。この抵抗性負荷を流す電流は、オフタイムタイミ
ング回路に対する充電電流をプログラムする。
【００３０】第2のタイミング回路262は、制御器がパル
ス幅変調機能を実行するために使用される電圧ランプ信
号を発生させる。このランプ発生器タイミング回路262
は、電流ミラー274、ランプ発生器276、トランジスタス
イッチ287及び固定電圧比較器278を含む。2つの時間
は、2つの外部抵抗282、284及び外部キャパシタ286でプ
ログラムすることができる。TONCSET286は、容量性負荷
により生成された電流出力である。この容量性負荷で発
生した電圧は、MD-&-PWM機能要素に供給される電圧ラン
プ信号を生成する。TONLowSet286は、抵抗性負荷により
生成された電圧出力である。この抵抗性負荷を流れる電
流を用いて、MD-&-PWM機能要素により使用される電圧ラ
ンプ信号を作ることに必要な電流をプログラムする。T
ONHighSet284は、抵抗性負荷により生成された電流出力
である。この抵抗性負荷を流れる電流は、パルス幅変調
を行うことに使用される電圧ランプ充電回路を修正する
ことに使用される。
ス幅変調機能を実行するために使用される電圧ランプ信
号を発生させる。このランプ発生器タイミング回路262
は、電流ミラー274、ランプ発生器276、トランジスタス
イッチ287及び固定電圧比較器278を含む。2つの時間
は、2つの外部抵抗282、284及び外部キャパシタ286でプ
ログラムすることができる。TONCSET286は、容量性負荷
により生成された電流出力である。この容量性負荷で発
生した電圧は、MD-&-PWM機能要素に供給される電圧ラン
プ信号を生成する。TONLowSet286は、抵抗性負荷により
生成された電圧出力である。この抵抗性負荷を流れる電
流を用いて、MD-&-PWM機能要素により使用される電圧ラ
ンプ信号を作ることに必要な電流をプログラムする。T
ONHighSet284は、抵抗性負荷により生成された電流出力
である。この抵抗性負荷を流れる電流は、パルス幅変調
を行うことに使用される電圧ランプ充電回路を修正する
ことに使用される。
【００３１】ライン288は、さらにパルス幅変調のため
に電圧ランプ充電回路を変えることに使用されるトラン
ジスタスイッチ287を活性化させる高いライン状態を表
すことに使用される電圧検知信号である。各タイミング
回路の電流ミラーには、制御器への定格入力VCC236及び
内部発生温度−安定基準電圧VREF222が供給される。
に電圧ランプ充電回路を変えることに使用されるトラン
ジスタスイッチ287を活性化させる高いライン状態を表
すことに使用される電圧検知信号である。各タイミング
回路の電流ミラーには、制御器への定格入力VCC236及び
内部発生温度−安定基準電圧VREF222が供給される。
【００３２】制御器の第4番目の機能要素290は、過電圧
及び過電流状態などの異常事態の機能を処理する。この
異常検出要素290は、制御器の出力を遮断するかどうか
を決定する簡単な電圧比較をして制御器を再起動する。
例えば、過電流電圧検知入力電圧VOCP292と内部発生電
圧過電流基準VOC226とを比較して主スイッチ電流の過電
流状態を示す。異常検出要素290の出力は、MD-&-PWM機
能要素の第2のORゲート257を通ってSRフリップフロップ
258の再設定入力端に供給される。過電流状態或いは他
の異常な事態が検出されると、制御器は出力電力を供給
しない。
及び過電流状態などの異常事態の機能を処理する。この
異常検出要素290は、制御器の出力を遮断するかどうか
を決定する簡単な電圧比較をして制御器を再起動する。
例えば、過電流電圧検知入力電圧VOCP292と内部発生電
圧過電流基準VOC226とを比較して主スイッチ電流の過電
流状態を示す。異常検出要素290の出力は、MD-&-PWM機
能要素の第2のORゲート257を通ってSRフリップフロップ
258の再設定入力端に供給される。過電流状態或いは他
の異常な事態が検出されると、制御器は出力電力を供給
しない。
【００３３】上記において、本発明の好適な実施の形態
について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱すること
なく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱すること
なく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００３４】
【発明の効果】従って、本発明による変換器は可変周波
数自然転流型制御器或いは固定オフタイム制御器(fixed
off-time controller)で動作する。本発明による電源
は、改善された力率補正及び低電力待機作動モードを有
する低コスト、低ノイズの高効率性能を提供する。
数自然転流型制御器或いは固定オフタイム制御器(fixed
off-time controller)で動作する。本発明による電源
は、改善された力率補正及び低電力待機作動モードを有
する低コスト、低ノイズの高効率性能を提供する。
【図１】本発明による力率補正制御器の状態図である。
【図２】本発明による力率補正制御器の機能ブロック図
である。
である。
【図３】図1の状態図の機能を具現する本発明による例
示的な制御器の概略図である。
示的な制御器の概略図である。
１２２ 電力オフ状態 １２４ 低電圧ロックアウト状態 １２６ 固定オフタイムモード １２８ 遅延防止状態 １３０ ゼロ電圧スイッチングモード ２０６ モード検出及びパルス幅変調要素 ２２０ 基準電圧及びバイアス要素 ２６０ タイミング回路 ２９０ 異常事態の要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ティモシー・アレン・プレッチャー アメリカ合衆国ニュージャージー州08543 −5300・プリンストン・シーエヌ 5300 (72)発明者 ロバート・アマンティー アメリカ合衆国ニュージャージー州08543 −5300・プリンストン・シーエヌ 5300 (72)発明者 梁 敏成 大韓民国ソウル特別市麻浦区阿▲けん▼洞 686番地 大宇電子株式会社内 (72)発明者 金 憲圭 大韓民国ソウル特別市麻浦区阿▲けん▼洞 686番地 大宇電子株式会社内 (72)発明者 周 宰弘 大韓民国ソウル特別市麻浦区阿▲けん▼洞 686番地 大宇電子株式会社内 (72)発明者 金 福萬 大韓民国ソウル特別市麻浦区阿▲けん▼洞 686番地 大宇電子株式会社内
Claims (12)
- 【請求項１】 電圧調整のための力率補正制御器であ
って、 基準閾電圧及びバイアスを供給する基準及びバイアス発
生器と、 固定オフタイム遅延を発生する遅延タイマと、 電圧ランプ信号を生成するランプタイマと、 前記遅延タイマ或いは前記ランプタイマに基づいて前記
電圧を調整するかどうかを前記基準閾電圧及びバイアス
から決定する及び前記電圧を調整するモード検出器及び
変調器とを含む電圧調整のための力率補正制御器。 - 【請求項２】 閾条件に応じて前記モード検出器及び
変調器の作動を停止する異常検出器をさらに含む請求項
1に記載の電圧調整のための力率補正制御器。 - 【請求項３】 前記基準及びバイアス発生器が、 温度安定基準電圧を発生する発生器と、 低電圧ロックアウト信号を発生する内蔵ヒステリシス(b
uilt-in hysteresis)を有する比較器とを含むことを特
徴とする請求項1に記載の電圧調整のための力率補正制
御器。 - 【請求項４】 前記基準及びバイアス発生器が、基準
電圧及び再設定信号を発生することを特徴とする請求項
1に記載の電圧調整のための力率補正制御器。 - 【請求項５】 前記モード検出器及び変調器が、 調整される前記電圧を表す誤差信号を生成する誤差増幅
器と、 前記誤差信号を前記電圧ランプ信号と比較してあるパル
ス幅を有する出力を生成する比較器と、 前記比較器の前記出力パルス幅を変化して前記制御器に
より供給される電力を変化させる手段とを含むことを特
徴とする請求項1に記載の電圧調整のための力率補正制
御器。 - 【請求項６】 前記遅延タイマが、 前記ランプタイマに対する充電電流をプログラムする遅
延タイミング抵抗性負荷と、 前記力率補正制御器に対するオフタイムをプログラムす
る遅延タイミング容量性負荷とを含むことを特徴とする
請求項1に記載の電圧調整のための力率補正制御器。 - 【請求項７】 前記ランプタイマが、 前記ランプタイマの前記電圧ランプ信号に対する充電電
流をプログラムする第1ランプタイミング抵抗性負荷
と、 前記ランプタイマに対する前記電圧ランプ信号をプログ
ラムするランプタイミング容量性負荷と、 前記ランプタイマの前記電圧ランプ信号に対する修正さ
れた充電電流をプログラムする第2ランプタイミング抵
抗性負荷と、 閾条件を検出すると、前記修正された充電電流を使用す
るように前記ランプタイミング手段を修正するトランジ
スタスイッチとを含むことを特徴とする請求項1に記載
の電圧調整のための力率補正制御器。 - 【請求項８】 電源制御器を作動させる方法であっ
て、 前記制御器に基準電圧及びバイアスを供給する段階と、 前記基準電圧及びバイアスが供給され始めると、固定オ
フタイム動作モードで前記制御器が動作する段階と、 ゼロ電圧スイッチング状態及び過電圧不在の状態に応じ
て、前記制御器を前記固定オフタイム動作モードの動作
からゼロ電圧スイッチング動作モードの動作にスイッチ
する段階と、 過電圧状態信号、固定オフタイム動作モード信号、ゼロ
電圧スイッチング状態の不在を表す信号よりなるクルー
プから選択された一つの信号に応じて、前記ゼロ電圧ス
イッチング動作モードで動作する前記制御器を前記固定
オフタイム動作モードで動作するようにスイッチする段
階と、 過電流状態に応じて、前記基準電圧及びバイアスが供給
されず、電力が供給されない停止状態で前記制御器を動
作する段階と、 前記停止状態中に入力電圧が閾電圧以下に下がることに
応じて、前記基準電圧及びバイアスを前記制御器に再び
供給する段階とを含むことを特徴とする電源制御器作動
方法。 - 【請求項９】 前記制御器に基準電圧及びバイアスを
供給する前記段階は、 温度安定基準電圧を供給する段階と、 電圧バイアス信号を供給する段階と、 低電圧ロックアウト信号(under-voltage-lock-out sign
al)を発生する段階とを含むことを特徴とする請求項8に
記載の電源制御器作動方法。 - 【請求項１０】 前記固定オフタイム動作モードで前
記制御器を動作する前記段階が、 オフタイム回路の発振周波数により決定される周波数に
応じて出力のパルス幅を変調する段階を含むことを特徴
とする請求項8に記載の電源制御器作動方法。 - 【請求項１１】 ゼロ電圧スイッチング動作モードで
前記制御器を動作する前記段階が、 変圧器に蓄えられた全てのエネルギーが負荷で放電され
たことを表す共振発振により決定される周波数に応じて
出力のパルス幅を変調する段階を含むことを特徴とする
請求項8に記載の電源制御器作動方法。 - 【請求項１２】 力率補正を行う電源から電力を供給
する制御器の作動方法であって、 帰還信号及び基準電圧信号から誤差信号を生成する段階
と、 前記誤差信号を電圧ランプ信号と比較して所定の周波数
に出力を変調する段階とを含み、 過電圧状態信号及び固定オフタイムモード信号よりなる
グループから選択された一つの信号が検出されると、前
記変調周波数がオフタイム回路の発振周波数により決定
され、 前記過電圧状態信号及び前記固定オフタイムモード信号
が検出されないと、前記変調周波数が変圧器の全てのエ
ネルギーが負荷で放電されたことを示す共振発振により
決定される電力供給制御器作動方法。
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| US09/515879 | 2000-02-29 | ||
| US09/515,879 US6172492B1 (en) | 1999-03-26 | 2000-02-29 | Fixed off time and zero voltage switching dual mode power factor correcting converter |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP (1) | JP4763114B2 (ja) |
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