JP2001286130A - Power-factor improving circuit - Google Patents

Power-factor improving circuit

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JP2001286130A
JP2001286130A JP2000099612A JP2000099612A JP2001286130A JP 2001286130 A JP2001286130 A JP 2001286130A JP 2000099612 A JP2000099612 A JP 2000099612A JP 2000099612 A JP2000099612 A JP 2000099612A JP 2001286130 A JP2001286130 A JP 2001286130A
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JP
Japan
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switching element
diode
inductance
main switching
power factor
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JP2000099612A
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Japanese (ja)
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Masaki Kiyokawa
正貴 清川
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TDK Lambda Corp
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TDK Lambda Corp
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To cut down the cross loss in a main switching element and to enhance efficiency as well as to materialize downsizing of a circuit. SOLUTION: A closed circuit is composed of a MOS FET 5, an inductance 13 for resonance and a MOS FET 18 that is an auxiliary element. By way of turning the MOS FET 18 on, a capacitance 11 connected to both ends of the MOS FET 5, i.e., between the drain and sources, and the inductance 13 for resonance are resonated. The circuit is so configured as to turn the MOS FET 5 on in this resonance. Hereby, no current flows into the MOS FET 5 and the cross loss at a turn-on time of the MOS FET 5 is eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置などの力
率を改善するためのいわゆる昇圧コンバータ型の力率改
善回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called boost converter type power factor improving circuit for improving a power factor of a power supply device or the like.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】近年、電源装置などか
ら発生する高調波を抑制するために、アクティブ高調波
フィルタと称する昇圧コンバータ型の力率改善回路が組
み込まれるようになっている。図14はこうした力率改
善回路の一例を示すもので、同図において1,2は入力
端子であり、ここには商用電源からの交流入力電圧を全
波整流して入力電圧Vinを供給する例えばブリッジダイ
オードなどの全波整流部3が接続される。入力端子1,
2の両端間には、インダクタンス4と主スイッチング素
子であるMOS型FET5の直列回路が接続され、MO
S型FET5の両端間すなわちドレイン−ソース間に、
ダイオード6と平滑用コンデンサ7の直列回路が接続さ
れる。そして、平滑用コンデンサ7の両端間には、一定
の出力電圧Voutを取り出すための出力端子8,9が接
続される。
In recent years, a boost converter type power factor improving circuit called an active harmonic filter has been incorporated in order to suppress harmonics generated from a power supply device or the like. FIG. 14 shows an example of such a power factor improving circuit. In FIG. 14, reference numerals 1 and 2 denote input terminals, which supply an input voltage Vin by full-wave rectifying an AC input voltage from a commercial power supply. A full-wave rectifier 3 such as a bridge diode is connected. Input terminal 1,
2, a series circuit of an inductance 4 and a MOSFET 5 serving as a main switching element is connected between
Between both ends of the S-type FET 5, that is, between the drain and the source,
A series circuit of a diode 6 and a smoothing capacitor 7 is connected. Output terminals 8 and 9 for extracting a constant output voltage Vout are connected between both ends of the smoothing capacitor 7.

【0003】上記構成の力率改善回路では、MOS型F
ET5がオンすると、入力端子1,2間の入力電圧Vin
がインダクタンス4に印加され、このインダクタンス4
を流れるインダクタ電流が傾斜上昇するのに伴なって、
インダクタンス4にエネルギーが蓄えられる。これに対
して、MOS型FET5がオフすると、前記入力電圧V
inによるエネルギーと共に、インダクタンス4に蓄えら
れたエネルギーがダイオード6より出力側の平滑用コン
デンサ7に送り出され、インダクタンス4を流れるイン
ダクタ電流は傾斜下降し、かつ入力電圧Vinよりも高い
出力電圧Voutが出力端子8,9の両端間から取り出さ
れる。このとき、インダクタンス4を流れるインダクタ
電流が入力電圧Vinの脈動に比例した全波整流波形とな
るように、MOS型FET5をスイッチング制御すれ
ば、出力端子8,9間に接続される例えば電源装置が商
用電源に対して純抵抗負荷と等価になり、力率の向上を
図ることが可能になる。
In the power factor correction circuit having the above configuration, a MOS type F
When ET5 turns on, the input voltage Vin between input terminals 1 and 2
Is applied to the inductance 4 and this inductance 4
As the inductor current flowing through
Energy is stored in the inductance 4. On the other hand, when the MOS FET 5 is turned off, the input voltage V
The energy stored in the inductance 4 is sent out from the diode 6 to the smoothing capacitor 7 on the output side together with the energy due to the in, the inductor current flowing through the inductance 4 is sloping down, and the output voltage Vout higher than the input voltage Vin is output. It is taken out from between both ends of the terminals 8 and 9. At this time, if the switching of the MOS FET 5 is controlled so that the inductor current flowing through the inductance 4 has a full-wave rectified waveform proportional to the pulsation of the input voltage Vin, for example, a power supply device connected between the output terminals 8 and 9 can be provided. This becomes equivalent to a pure resistance load for the commercial power supply, and the power factor can be improved.

【0004】ところで、上記従来の力率改善回路では、
MOS型FET5をスイッチングする際に、直流バイア
スされた電流Iが存在するために、ターンオフ時および
ターンオン時におけるクロスロスが大きい。すなわち、
図15に示すように,MOS型FET5のオフ期間に
は、MOS型FET5のドレイン−ソース間に電圧VDS
が発生し、MOS型FET5のオン期間には、MOS型
FET5のドレイン−ソース間に電流IDが流れるが、
MOS型FET5がオフからオンに切り換わった直後、
およびオンからオフに切り換わった直後は、これらの電
流IDと電圧VDSが交差した状態となり、これがMOS
型FET5の損失(クロスロス)となる。こうした問題
は、力率改善回路全体の効率の低下を招くと共に、MO
S型FET5の発熱の増大に伴なって放熱面積を大きく
取らざるを得ず、回路を小型化させることが困難になっ
ていた。
By the way, in the above-mentioned conventional power factor improving circuit,
When the MOS FET 5 is switched, the cross-loss at the time of turn-off and at the time of turn-on is large due to the presence of the DC-biased current I. That is,
As shown in FIG. 15, during the off period of the MOSFET 5, the voltage VDS is applied between the drain and the source of the MOSFET 5.
Occurs, and a current ID flows between the drain and the source of the MOSFET 5 during the ON period of the MOSFET 5,
Immediately after the MOSFET 5 switches from off to on,
Immediately after switching from on to off, the current ID and the voltage VDS cross each other, and this
It becomes the loss (cross loss) of the type FET5. These problems lead to a reduction in the efficiency of the entire power factor correction circuit,
With an increase in the heat generated by the S-type FET 5, a large heat radiation area has to be taken, which makes it difficult to reduce the size of the circuit.

【0005】そこで、本発明は上記問題点を解決して、
主スイッチング素子のクロスロスを低減して、効率の向
上並びに回路の小型化を実現できる力率改善回路を提供
することをその目的とする。
Therefore, the present invention solves the above problems,
It is an object of the present invention to provide a power factor improving circuit capable of reducing the cross loss of a main switching element, improving the efficiency and reducing the size of the circuit.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の力率
改善回路は、前記目的を達成するために、全波整流部に
主スイッチング素子とインダクタンスとの直列回路を接
続し、前記主スイッチング素子の両端間に第1のダイオ
ードと平滑用コンデンサとの直列回路を接続し、前記イ
ンダクタンスを流れるインダクタ電流が前記全波整流部
からの入力電圧に比例した全波整流波形となるように、
前記主スイッチング素子をスイッチング制御する力率改
善回路において、前記主スイッチング素子と共振用イン
ダクタンスと補助スイッチング素子とによる閉回路を形
成し、前記補助スイッチング素子をオンすることによ
り、前記主スイッチング素子の両端間に接続したキャパ
シタンスと前記共振用インダクタンスとを共振させ、こ
の共振中に前記主スイッチング素子をオンするように構
成している。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power factor improving circuit, comprising: a full-wave rectifier connected to a series circuit of a main switching element and an inductance; A series circuit of a first diode and a smoothing capacitor is connected between both ends of the switching element, so that an inductor current flowing through the inductance has a full-wave rectified waveform proportional to an input voltage from the full-wave rectifier.
In the power factor correction circuit that controls the switching of the main switching element, a closed circuit is formed by the main switching element, the resonance inductance, and the auxiliary switching element, and by turning on the auxiliary switching element, both ends of the main switching element The resonance capacitor is configured to resonate the capacitance connected therebetween and the resonance inductance, and the main switching element is turned on during the resonance.

【0007】この場合、主スイッチング素子をスイッチ
ング制御することにより、インダクタンスを流れるイン
ダクタ電流が全波整流部からの入力電圧に比例した全波
整流波形に比例し、力率の改善が図られる。また、主ス
イッチング素子および補助スイッチング素子がいずれも
オフの状態から、補助スイッチング素子を先ずオンする
と、キャパシタンスと共振用インダクタンスが共振し
て、キャパシタンスから共振用インダクタンスを経てキ
ャパシタンスに戻る共振電流が発生するので、この共振
中に主スイッチング素子をオンすれば、主スイッチング
素子そのものに流れ込む電流はなく、主スイッチング素
子のターンオン時におけるクロスロスがなくなる。これ
により、力率改善回路としての効率が向上し、主スイッ
チング素子の発熱が少なくなる分、回路の小型化が容易
に実現できる。
In this case, by controlling the switching of the main switching element, the inductor current flowing through the inductance is proportional to the full-wave rectified waveform that is proportional to the input voltage from the full-wave rectifier, thereby improving the power factor. When the auxiliary switching element is first turned on from a state where both the main switching element and the auxiliary switching element are off, the capacitance and the resonance inductance resonate, and a resonance current is returned from the capacitance to the capacitance via the resonance inductance. Therefore, if the main switching element is turned on during this resonance, no current flows into the main switching element itself, and there is no cross loss when the main switching element is turned on. As a result, the efficiency of the power factor improving circuit is improved, and the heat generation of the main switching element is reduced, so that the circuit can be easily downsized.

【0008】本発明の請求項2の力率改善回路は、請求
項1に記載した構成に加えて、前記主スイッチング素子
の両端間電圧が0Vになったときに、該主スイッチング
素子をオンするように構成したものである。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration described in the first aspect, when the voltage between both ends of the main switching element becomes 0 V, the main switching element is turned on. It is configured as follows.

【0009】補助スイッチング素子がオンした後、共振
用インダクタンスとの共振によりキャパシタンスが完全
に放電すると、前記主スイッチング素子の両端間電圧が
0Vになる。この時点では主スイッチング素子への電流
の流れ込みはなく、ここで主スイッチング素子をオンす
れば、確実に主スイッチング素子のクロスロスを低減で
きる。
When the capacitance is completely discharged by resonance with the resonance inductance after the auxiliary switching element is turned on, the voltage across the main switching element becomes 0V. At this time, no current flows into the main switching element, and if the main switching element is turned on, the cross loss of the main switching element can be reliably reduced.

【0010】本発明の請求項3の力率改善回路は、請求
項1または2に記載した構成に加えて、前記キャパシタ
ンスが前記主スイッチング素子に寄生する出力容量であ
ることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the capacitance is an output capacitance parasitic to the main switching element.

【0011】このようにすれば、主スイッチング素子の
両端間に外付けの容量性素子を接続する必要がなく、部
品実装数を低減できる。
With this configuration, there is no need to connect an external capacitive element between both ends of the main switching element, and the number of components mounted can be reduced.

【0012】本発明の請求項4の力率改善回路は、請求
項1〜3のいずれか一つに記載した構成に加えて、前記
インダクタンスの一端と、前記主スイッチング素子およ
び前記第1のダイオードの接続点との間に、前記共振用
インダクタンスが挿入接続される。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration described in any one of the first to third aspects, one end of the inductance, the main switching element and the first diode are provided. And the resonance inductance is inserted and connected to the connection point (1).

【0013】この場合、主スイッチング素子および補助
スイッチング素子がいずれもオフの状態から、補助スイ
ッチング素子をオンした瞬間に、共振用インダクタンス
に誘導起電力が生じ、この共振用インダクタンスに蓄え
られたエネルギーが出力側の平滑用コンデンサに送り出
される。
In this case, when the main switching element and the auxiliary switching element are both turned off and the auxiliary switching element is turned on, an induced electromotive force is generated in the resonance inductance, and the energy stored in the resonance inductance is generated. It is sent to the smoothing capacitor on the output side.

【0014】本発明の請求項5の力率改善回路は、請求
項4に記載した構成に加えて、前記インダクタンスの一
端と、前記主スイッチング素子および前記第1のダイオ
ードの接続点との間に、第2のダイオードと電圧クラン
プ用コンデンサとの直列回路を接続したものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration described in the fourth aspect, the power factor improving circuit further comprises a circuit provided between one end of the inductance and a connection point between the main switching element and the first diode. , A series circuit of a second diode and a capacitor for voltage clamping.

【0015】補助スイッチング素子がオンからオフの状
態に移行したとき、インダクタンスおよび共振用インダ
クタンスに蓄えられたエネルギーによって、補助スイッ
チング素子の両端間電圧が上昇しようとする。しかし、
これらのエネルギーは第2のダイオードを経由して電圧
クランプ用コンデンサに蓄えられ、補助スイッチング素
子の両端間電圧の跳ね上がりが防止される。よって、補
助スイッチング素子のターンオフ時における損失も低減
する。
When the auxiliary switching element shifts from the on state to the off state, the voltage between both ends of the auxiliary switching element tends to increase due to the energy stored in the inductance and the resonance inductance. But,
These energies are stored in the voltage clamping capacitor via the second diode, thereby preventing the voltage across the auxiliary switching element from jumping up. Therefore, the loss at the time of turning off the auxiliary switching element is also reduced.

【0016】本発明の請求項6の力率改善回路は、請求
項5に記載した構成に加えて、前記第2のダイオードが
同一特性のものを複数直列接続して構成されることを特
徴とする。
A power factor improving circuit according to claim 6 of the present invention is characterized in that, in addition to the configuration described in claim 5, the second diode is configured by connecting a plurality of diodes having the same characteristic in series. I do.

【0017】これにより、第2のダイオードのリカバリ
ータイムを速めて、逆電流の流れを抑えることができ
る。
Thus, the recovery time of the second diode can be shortened and the flow of the reverse current can be suppressed.

【0018】本発明の請求項7の力率改善回路は、請求
項5または6に記載した構成に加えて、前記第2のダイ
オードおよび前記電圧クランプ用コンデンサの接続点
と、前記第1のダイオードおよび前記平滑用コンデンサ
の接続点との間に、第3のダイオードを接続したもので
ある。
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the configuration described in the fifth or sixth aspect, a connection point between the second diode and the capacitor for voltage clamping and the first diode are provided. And a third diode connected between the connection point of the smoothing capacitor.

【0019】この場合、補助スイッチング素子をオフし
たときに、電圧クランプ用コンデンサの充電電圧が、平
滑用コンデンサの充電電圧から第3のダイオードの順方
向電圧降下を足した値よりも大きくなると、この電圧ク
ランプ用コンデンサの充電電圧をクランプしたまま、イ
ンダクタンスおよび共振用インダクタンスのエネルギー
を平滑コンデンサに無駄なく送り出すことができる。
In this case, when the auxiliary switching element is turned off and the charging voltage of the voltage clamping capacitor becomes larger than the value obtained by adding the forward voltage drop of the third diode to the charging voltage of the smoothing capacitor, The energy of the inductance and the resonance inductance can be sent to the smoothing capacitor without waste while the charging voltage of the voltage clamping capacitor is clamped.

【0020】[0020]

【発明の実施形態】以下、添付図面に基づき、本発明に
おける力率改善回路の一実施例を説明する。なお、従来
例と同一箇所には同一符号を付し、その共通する部分の
説明は重複するため省略する。回路の全体構成をあらわ
した図1において、昇圧コンバータとしての基本的な構
成は従来例と同一であり、全波整流された直流入力電圧
Vingaが印加される入力端子1,2の両端間に、インダ
クタンス4と主スイッチング素子であるMOS型FET
5の直列回路が接続され、MOS型FET5の両端間す
なわちドレイン−ソース間に、第1のダイオードである
ダイオード6と平滑用コンデンサ7の直列回路が接続さ
れ、さらにこの平滑用コンデンサ7の両端間に、出力電
圧Voutを取り出すための出力端子8,9を接続して構
成される。なお、前記MOS型FET5のドレイン−ソ
ース間に接続されるキャパシタンス11は、このMOS型
FET5に寄生する出力容量である。また、同じMOS
型FET5のドレインソース間に接続されるダイオード
12は、MOS型FET5に存在する内蔵ダイオードであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a power factor improving circuit according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The same parts as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the description of the common parts will be omitted because they are duplicated. In FIG. 1 showing the overall configuration of the circuit, the basic configuration as a boost converter is the same as that of the conventional example, and is applied between both ends of input terminals 1 and 2 to which a full-wave rectified DC input voltage Vinga is applied. Inductance 4 and MOS-type FET as main switching element
5, a series circuit of a diode 6 as a first diode and a smoothing capacitor 7 is connected between both ends of the MOS FET 5, that is, between the drain and the source. And output terminals 8 and 9 for extracting the output voltage Vout. The capacitance 11 connected between the drain and the source of the MOSFET 5 is an output capacitance that is parasitic on the MOSFET 5. Also, the same MOS
Diode connected between the drain and source of FET5
Reference numeral 12 denotes a built-in diode existing in the MOSFET 5.

【0021】本実施例では、上記昇圧コンバータの回路
構成に加えて、入力端子1に接続していないインダクタ
ンス4の一端と、MOS型FET5およびダイオード6
の接続点との間に挿入接続した共振用インダクタンス13
と、この共振用インダクタンス13の両端間に接続される
第2のダイオードとしてのダイオード14,15と電圧クラ
ンプ用コンデンサ16との直列回路と、インダクタンス4
とインダクタ13との接続点に一端を接続し、MOS型F
ET5のソースと平滑用コンデンサ7との接続点に他端
を接続したダイオード17と補助スイッチング素子である
MOS型FET18との直列回路と、前記ダイオード15と
電圧クランプ用コンデンサ16との接続点にアノードを接
続し、ダイオード6と平滑用コンデンサ7の接続点にカ
ソードを接続したダイオード19と、動作を安定化させる
ために、ダイオード17のアノードに一端を接続し、MO
S型FET5のソースと平滑用コンデンサ7との接続点
に他端を接続したダイオード20と抵抗21との直列回路と
を備えている。そして、MOS型FET18のドレイン−
ソース間には、前記MOS型FET5と同様に、出力容
量に相当するキャパシタンス22と、内蔵ダイオードに相
当するダイオード23が接続される。
In the present embodiment, in addition to the circuit configuration of the boost converter, one end of the inductance 4 not connected to the input terminal 1, the MOS FET 5 and the diode 6
Resonance inductance 13 inserted between the
A series circuit of diodes 14 and 15 as second diodes connected between both ends of the resonance inductance 13 and a voltage clamping capacitor 16;
One end is connected to the connection point between
A series circuit of a diode 17 having the other end connected to the connection point of the source of the ET 5 and the smoothing capacitor 7 and a MOSFET 18 as an auxiliary switching element, and an anode connected to the connection point of the diode 15 and the voltage clamping capacitor 16 And one end is connected to the anode of the diode 17 to stabilize the operation, and one end is connected to the diode 19 in which the cathode is connected to the connection point of the diode 6 and the smoothing capacitor 7.
A series circuit of a diode 20 and a resistor 21 having the other end connected to a connection point between the source of the S-type FET 5 and the smoothing capacitor 7 is provided. The drain of the MOS FET 18
Between the sources, a capacitance 22 corresponding to the output capacitance and a diode 23 corresponding to the built-in diode are connected as in the case of the MOS FET 5.

【0022】次に、図2〜図13の各図を参照しなが
ら、上記構成についてその作用を説明する。先ず、MO
S型FET5,18がいずれもオフの場合、入力端子1,
2間に印加される入力電圧Vinによって、図2に示すよ
うに、入力端子1→インダクタンス4→共振用インダク
タンス13→ダイオード6→平滑用コンデンサ7→入力端
子2の経路で電流I1が流れる。ここで、主スイッチン
グ素子であるMOS型FET5がオフ状態のまま、補助
スイッチング素子であるMOS型FET18がオンする
と、入力端子1,2間に印加される入力電圧Vinによっ
て、図3に示すように、入力端子1→インダクタンス4
→ダイオード17→MOS型FET18→入力端子2の経路
で電流I2が流れ、インダクタンス4にエネルギーが蓄
えられる。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. First, MO
When the S-type FETs 5 and 18 are both off, the input terminals 1 and
Due to the input voltage Vin applied between the two, as shown in FIG. 2, a current I1 flows through the path of the input terminal 1, the inductance 4, the resonance inductance 13, the diode 6, the smoothing capacitor 7, and the input terminal 2. Here, when the MOS-type FET 18 as the auxiliary switching element is turned on while the MOS-type FET 5 as the main switching element is turned off, the input voltage Vin applied between the input terminals 1 and 2 as shown in FIG. , Input terminal 1 → inductance 4
The current I2 flows through the path from the diode 17 to the MOS FET 18 and the input terminal 2, and energy is stored in the inductance 4.

【0023】一方、共振用インダクタンス13はそれまで
図2に示す電流I1によりエネルギーが蓄えられている
ので、MOS型FET5がオフの状態で、MOS型FE
T18がオンした瞬間に、図4に示す向きの誘導起電力V
3が共振用インダクタンス13に発生する。これにより、
共振用インダクタンス13のエネルギーが全て放出するま
で、共振用インダクタンス13→ダイオード6→平滑用コ
ンデンサ7→入力端子2の経路で、共振用インダクタン
ス13の慣性電流I3が流れる。その後、共振用インダク
タンス13に発生した誘導起電力V3によるエネルギーが
なくなると、図5に示すように、共振用インダクタンス
13はMOS型FET5の出力容量であるキャパシタンス
11と共振して、キャパシタンス11→共振用インダクタン
ス13→ダイオード17→MOS型FET18→キャパシタン
ス11により形成される閉回路で共振電流I4が流れる。
On the other hand, since the resonance inductance 13 has stored energy by the current I1 shown in FIG. 2, the MOS type FET 5 is turned off and the MOS type FE is turned off.
At the moment when T18 is turned on, the induced electromotive force V in the direction shown in FIG.
3 occurs in the resonance inductance 13. This allows
Until all the energy of the resonance inductance 13 is released, the inertia current I3 of the resonance inductance 13 flows through the path of the resonance inductance 13 → the diode 6 → the smoothing capacitor 7 → the input terminal 2. Thereafter, when the energy due to the induced electromotive force V3 generated in the resonance inductance 13 disappears, as shown in FIG.
13 is the capacitance which is the output capacitance of the MOSFET 5
Resonating with 11, a resonance current I4 flows in a closed circuit formed by capacitance 11 → resonance inductance 13 → diode 17 → MOS type FET 18 → capacitance 11.

【0024】このときの、MOS型FET5側から見た
共振用インダクタンス13を流れる電流の変化を図6に示
す。この図6において、MOS型FET5がオフの状態
で、MOS型FET18がオンすると、共振用インダクタ
ンス13に蓄えられていたエネルギーが入力側に戻され、
慣性電流I3も傾斜減少する(期間t1)。その後、共
振用インダクタンス13に蓄えられていたエネルギーが全
て放出すると、今度は逆向きの共振電流I4が略正弦波
状に増加する(期間t2)。本実施例では、図5に示す
共振用インダクタンス13とMOS型FET5との接続点
Aの電圧が0V、すなわち前記共振電流I4が略最大と
なるタイミングBで、MOS型FET5がオンする制御
シーケンスとなっている。これはいずれも図示しない
が、MOS型FET5の両端間電圧(ドレイン−ソース
間電圧VDS)を検出する電圧検出回路と、この電圧検出
回路によりMOS型FET5の両端間電圧が0Vになっ
たことを検出すると、MOS型FET5をオンさせる制
御回路とにより実現する。
FIG. 6 shows a change in the current flowing through the resonance inductance 13 as viewed from the MOS FET 5 at this time. In FIG. 6, when the MOSFET 18 is turned on while the MOSFET 5 is off, the energy stored in the resonance inductance 13 is returned to the input side.
The inertia current I3 also decreases in slope (period t1). After that, when all the energy stored in the resonance inductance 13 is released, the resonance current I4 in the opposite direction increases in a substantially sinusoidal manner (period t2). In this embodiment, a control sequence in which the voltage at the connection point A between the resonance inductance 13 and the MOSFET 5 shown in FIG. 5 is 0 V, that is, at the timing B when the resonance current I4 becomes substantially maximum, Has become. Although not shown, a voltage detection circuit for detecting a voltage between both ends of the MOS FET 5 (a voltage VDS between the drain and the source) and a signal that the voltage between both ends of the MOS FET 5 has become 0 V by this voltage detection circuit. The detection is realized by a control circuit that turns on the MOSFET 5.

【0025】このMOS型FET5がオンした時の、M
OS型FET5のドレイン−ソース間電圧VDSとドレイ
ン電流IDを図7に示す。なお、この図7において、B
はMOS型FET5がオンするタイミングである。この
図7からも明らかなように、MOS型FET5がオンし
て、MOS型FET5のドレイン−ソース間電圧VDSが
0Vに降下するまでの間、共振用インダクタンス13とキ
ャパシタンス11とによる共振電流I4によって、MOS
型FET5に流れ込む電流はゼロとなり、このMOS型
FET5のターンオン時における損失(クロスロス)は
なくなる。
When the MOS FET 5 is turned on, M
FIG. 7 shows the drain-source voltage VDS and the drain current ID of the OS-type FET 5. In FIG. 7, B
Is the timing at which the MOS FET 5 is turned on. As is apparent from FIG. 7, the resonance current I4 generated by the resonance inductance 13 and the capacitance 11 until the MOSFET 5 turns on and the drain-source voltage VDS of the MOSFET 5 drops to 0V. , MOS
The current flowing into the FET 5 becomes zero, and the loss (cross loss) when the MOS FET 5 is turned on disappears.

【0026】その後、MOS型FET5がオンすると、
別のMOS型FET18はターンオフし、図8に示すよう
に、入力端子1→インダクタンス4→ダイオード14→ダ
イオード15→電圧クランプ用コンデンサ16→MOS型F
ET5→入力端子2の経路で電流I5が流れると共に、
共振用インダクタンス13の特性により、共振用インダク
タンス13→ダイオード14→ダイオード15→電圧クランプ
用コンデンサ16→共振用インダクタンス13により形成さ
れる閉回路でも電流I6が流れ、電圧クランプ用コンデ
ンサ16が充電される。そして、この電圧クランプ用コン
デンサ16の両端間の充電電圧が、平滑用コンデンサ7の
充電電圧からダイオード19の順方向電圧降下VFを足し
た値よりも大きくなると、電圧クランプ用コンデンサ16
の両端間電圧ひいてはMOS型FET18のドレイン−ソ
ース間がクランプされる。このとき、図9に示すように
電圧クランプ用コンデンサ16を流れる電流I5,I6は
いずれも遮断され、これに代わってダイオード19が導通
状態となり、入力端子1→インダクタンス4→ダイオー
ド14→ダイオード15→ダイオード19→平滑用コンデンサ
7→入力端子2の経路で電流I7が流れる。また、図1
0に示すように、電流I7が流れるのと同時に、共振用
インダクタンス13に蓄えられたエネルギーにより、共振
用インダクタンス13→ダイオード14→ダイオード15→ダ
イオード19→平滑用コンデンサ7→ダイオード12→イン
ダクタンス13の経路で別の電流I8が流れ、これらの電
流I7,I8によりインダクタンス4および共振用イン
ダクタンス13のエネルギーが、出力側の平滑用コンデン
サ7に無駄なく送り出される。
Thereafter, when the MOSFET 5 is turned on,
Another MOS type FET 18 is turned off, and as shown in FIG. 8, the input terminal 1 → inductance 4 → diode 14 → diode 15 → voltage clamping capacitor 16 → MOS type F
The current I5 flows through the path from ET5 to the input terminal 2, and
Due to the characteristics of the resonance inductance 13, the current I6 flows even in a closed circuit formed by the resonance inductance 13 → the diode 14 → the diode 15 → the voltage clamping capacitor 16 → the resonance inductance 13, and the voltage clamping capacitor 16 is charged. . When the charging voltage between both ends of the voltage clamping capacitor 16 becomes larger than the value obtained by adding the forward voltage drop VF of the diode 19 to the charging voltage of the smoothing capacitor 7, the voltage clamping capacitor 16
And the drain-source of the MOS FET 18 is clamped. At this time, as shown in FIG. 9, the currents I5 and I6 flowing through the voltage clamping capacitor 16 are both cut off, and the diode 19 is turned on instead, and the input terminal 1 → inductance 4 → diode 14 → diode 15 → A current I7 flows through a path from the diode 19 to the smoothing capacitor 7 to the input terminal 2. FIG.
As indicated by 0, at the same time as the current I7 flows, the energy stored in the resonance inductance 13 causes the resonance inductance 13 → diode 14 → diode 15 → diode 19 → smoothing capacitor 7 → diode 12 → inductance 13 Another current I8 flows through the path, and due to these currents I7 and I8, the energy of the inductance 4 and the resonance inductance 13 is sent to the output-side smoothing capacitor 7 without waste.

【0027】つまり、MOS型FET18がオフすると、
インダクタンス4や共振用インダクタンス13のエネルギ
ーによりMOS型FET18のドレイン−ソース間電圧が
上昇しようとするが、このMOS型FET18のドレイン
−ソース間電圧を電圧クランプ用コンデンサ16によりク
ランプすることで、MOS型FET18のオフ時における
電圧の跳ね上がりを防止し、ひいてはMOS型FET18
のターンオフ時の損失を低減している。また特に本実施
例では、第2のダイオードとして、特性の同じ2つのダ
イオード14,15を直列接続することで、ダイオード14,
15のリカバリータイムを速めて、逆電流の流れを抑える
ようにしている。
That is, when the MOS FET 18 is turned off,
The voltage between the drain and the source of the MOS FET 18 tends to increase due to the energy of the inductance 4 and the resonance inductance 13. By clamping the drain-source voltage of the MOS FET 18 by the voltage clamping capacitor 16, This prevents the voltage from jumping up when the FET 18 is turned off.
At the time of turn-off. In this embodiment, two diodes 14 and 15 having the same characteristics are connected in series as the second diode.
The 15 recovery time has been accelerated to suppress the reverse current flow.

【0028】その後、共振用インダクタンス13のエネル
ギーがなくなると、図11に示すように、共振用インダ
クタンス13→MOS型FET5→入力端子2の経路で電
流I9が流れ、共振用インダクタンス13にエネルギーが
蓄えられると共に、前記インダクタンス4に蓄えられた
エネルギーにより、引き続き前記電流I7が流れる。そ
して、この電流I7が流れなくなると、図12に示すよ
うに、入力端子1,2間に印加される入力電圧Vinによ
って、入力端子1→インダクタンス4→共振用インダク
タンス13→MOS型FET5→入力端子2の経路で電流
I10が流れ、インダクタンス4および共振用インダクタ
ンス13にエネルギーが蓄えられる。
Thereafter, when the energy of the resonance inductance 13 runs out, as shown in FIG. 11, a current I9 flows through the path of the resonance inductance 13 → the MOS type FET 5 → the input terminal 2, and the energy is stored in the resonance inductance 13. At the same time, the current I7 continues to flow due to the energy stored in the inductance 4. When the current I7 stops flowing, as shown in FIG. 12, the input voltage Vin applied between the input terminals 1 and 2 causes the input terminal 1 → the inductance 4 → the resonance inductance 13 → the MOS type FET 5 → the input terminal. The current I10 flows through the path 2 and energy is stored in the inductance 4 and the resonance inductance 13.

【0029】MOS型FET5はその後ターンオフし、
MOS型FET5,18がいずれもオフになって、図2の
状態に戻る。その時に、電圧クランプ用コンデンサ16に
蓄えられていた電荷は、インダクタンス4および共振用
インダクタンス13の誘導起電力によりMOS型FET5
のドレイン電圧が上昇することで、ダイオード19→平滑
用コンデンサ7→入力端子2へと移動し放電する。これ
と同時に、キャパシタンス11は充電される。そして、
こうした一連の動作が繰り返し行なわれる。最終的に、
MOS型FET5のドレイン電流IDとドレイン−ソー
ス間電圧VDSは図13に示すようになる。
The MOSFET 5 is then turned off,
Both the MOS FETs 5 and 18 are turned off and return to the state of FIG. At this time, the electric charge stored in the voltage clamping capacitor 16 is changed by the induced electromotive force of the inductance 4 and the resonance inductance 13 into the MOS FET 5.
Rises, the diode 19 moves from the diode 19 to the smoothing capacitor 7 to the input terminal 2 and discharges. At the same time, the capacitance 11 is charged. And
Such a series of operations is repeatedly performed. Finally,
The drain current ID and the drain-source voltage VDS of the MOS FET 5 are as shown in FIG.

【0030】以上のように本実施例では、全波整流部3
に主スイッチング素子であるMOS型FET5とインダ
クタンス4との直列回路を接続し、MOS型FET5の
両端間に第1のダイオードであるダイオード6と平滑用
コンデンサ7との直列回路を接続し、インダクタンス4
を流れるインダクタ電流が全波整流部3からの入力電圧
Vinに比例した全波整流波形となるように、MOS型F
ET5をスイッチング制御する力率改善回路において、
MOS型FET5と共振用インダクタンス13と補助スイ
ッチング素子であるMOS型FET18とによる閉回路を
形成し、MOS型FET18をオンすることにより、MO
S型FET5の両端すなわちドレイン−ソース間に接続
したキャパシタンス11と共振用インダクタンス13とを共
振させ、この共振中にMOS型FET5をオンするよう
に構成している。
As described above, in this embodiment, the full-wave rectifier 3
A series circuit of a MOSFET 5 serving as a main switching element and an inductance 4 is connected, and a series circuit of a diode 6 serving as a first diode and a smoothing capacitor 7 is connected between both ends of the MOSFET 5.
MOS type F so that the inductor current flowing through the MOSFET has a full-wave rectified waveform proportional to the input voltage Vin from the full-wave rectifier 3.
In a power factor improvement circuit that controls switching of ET5,
A closed circuit is formed by the MOS FET 5, the resonance inductance 13, and the MOS FET 18 serving as an auxiliary switching element.
The configuration is such that the capacitance 11 connected between both ends of the S-type FET 5, that is, between the drain and the source, and the resonance inductance 13 resonate, and the MOS-type FET 5 is turned on during this resonance.

【0031】この場合、MOS型FET5をスイッチン
グ制御することにより、インダクタンス4を流れるイン
ダクタ電流が全波整流部3からの入力電圧Vinに比例し
た全波整流波形に比例し、力率の改善が図られる。ま
た、MOS型FET5およびMOS型FET18がいずれ
もオフの状態から、MOS型FET18を先ずオンする
と、キャパシタンス11と共振用インダクタンス13が共振
して、キャパシタンス11から共振用インダクタンス13を
経てキャパシタンス11に戻る共振電流I4が発生するの
で、この共振中にMOS型FET5をオンすれば、MO
S型FET5そのものに流れ込む電流はなく、MOS型
FET5のターンオン時におけるクロスロスがなくな
る。これにより、力率改善回路としての効率が向上し、
MOS型FET5の発熱が少なくなる分、回路の小型化
が容易に実現できる。
In this case, the switching control of the MOS FET 5 causes the inductor current flowing through the inductance 4 to be proportional to the full-wave rectified waveform proportional to the input voltage Vin from the full-wave rectifier 3, thereby improving the power factor. Can be When the MOS FET 18 is first turned on from the state where both the MOS FET 5 and the MOS FET 18 are off, the capacitance 11 and the resonance inductance 13 resonate, and return from the capacitance 11 to the capacitance 11 via the resonance inductance 13. Since the resonance current I4 is generated, if the MOS FET 5 is turned on during this resonance, MO
No current flows into the S-type FET 5 itself, and there is no cross-loss when the MOS-type FET 5 is turned on. This improves the efficiency of the power factor correction circuit,
Since the heat generated by the MOS FET 5 is reduced, the size of the circuit can be easily reduced.

【0032】また本実施例では、MOS型FET5のド
レイン−ソース間電圧が0Vになったときに、このMO
S型FET5をオンするように構成している。この場
合、MOS型FET18がオンした後、共振用インダクタ
ンス13との共振によりキャパシタンス11が完全に放電す
ると、MOS型FET5のドレイン−ソース間電圧が0
Vになる。この時点ではMOS型FET5への電流の流
れ込みはなく、ここでMOS型FET5をオンすれば、
確実にMOS型FET5のクロスロスを低減できる。
In this embodiment, when the voltage between the drain and the source of the MOS FET 5 becomes 0 V, this MO
The configuration is such that the S-type FET 5 is turned on. In this case, when the capacitance 11 is completely discharged by the resonance with the resonance inductance 13 after the MOS FET 18 is turned on, the drain-source voltage of the MOS FET 5 becomes zero.
V. At this point, no current flows into the MOSFET 5 and if the MOSFET 5 is turned on,
Cross loss of the MOS FET 5 can be reliably reduced.

【0033】さらに本実施例では、キャパシタンス11が
MOS型FET5に寄生する出力容量で構成され、この
場合は、MOS型FET5のドレイン−ソース間に外付
けの容量性素子を接続する必要がなく、部品実装数を低
減できる。
Further, in this embodiment, the capacitance 11 is constituted by an output capacitance which is parasitic on the MOSFET 5, and in this case, there is no need to connect an external capacitive element between the drain and the source of the MOSFET 5; The number of components mounted can be reduced.

【0034】また、本実施例では、インダクタンス4の
一端と、MOS型FET5およびダイオード6の接続点
との間に、共振用インダクタンス13が挿入接続される。
この場合、MOS型FET5およびMOS型FET18が
いずれもオフの状態から、MOS型FET18をオンした
瞬間に、共振用インダクタンス13に誘導起電力が生じ、
この共振用インダクタンス13に蓄えられたエネルギーが
出力側の平滑用コンデンサ7に送り出される。
In this embodiment, a resonance inductance 13 is inserted and connected between one end of the inductance 4 and a connection point between the MOS FET 5 and the diode 6.
In this case, an induced electromotive force is generated in the resonance inductance 13 at the moment when the MOS FET 18 is turned on from the state where both the MOS FET 5 and the MOS FET 18 are off,
The energy stored in the resonance inductance 13 is sent to the smoothing capacitor 7 on the output side.

【0035】さらに本実施例では、インダクタンス4の
一端と、MOS型FET5およびダイオード6の接続点
との間に、第2のダイオードであるダイオード14,15と
電圧クランプ用コンデンサ16との直列回路を接続してい
る。この場合、MOS型FET5がオンし、それと同時
にMOS型FET18がオフするので、MOS型FET18
がオフになると、インダクタンス4および共振用インダ
クタンス13に蓄えられたエネルギーによって、MOS型
FET18のドレイン−ソース間電圧が上昇しようとす
る。しかし、これらのエネルギーはダイオード14,15を
経由して電圧クランク用コンデンサ16に蓄えられ、MO
S型FET18のドレイン−ソース間電圧の跳ね上がりが
防止される。よって、MOS型FET18のターンオフ時
における損失も低減する。
Further, in the present embodiment, a series circuit of diodes 14, 15 as a second diode and a voltage clamping capacitor 16 is provided between one end of the inductance 4 and a connection point of the MOS FET 5 and the diode 6. Connected. In this case, the MOS FET 5 is turned on, and at the same time, the MOS FET 18 is turned off.
Is turned off, the energy stored in the inductance 4 and the resonance inductance 13 tends to increase the drain-source voltage of the MOSFET 18. However, these energies are stored in the voltage crank capacitor 16 via the diodes 14 and 15 and
The jump of the drain-source voltage of the S-type FET 18 is prevented. Therefore, the loss at the time of turning off the MOS FET 18 is also reduced.

【0036】また本実施例では、第2のダイオードが同
一特性のダイオード14,15を複数直列接続して構成され
る。これにより、第2のダイオードとしてのリカバリー
タイムを速めて、逆電流の流れを抑えることができる。
In this embodiment, the second diode is formed by connecting a plurality of diodes 14 and 15 having the same characteristics in series. Thus, the recovery time of the second diode can be shortened, and the flow of the reverse current can be suppressed.

【0037】さらに本実施例では、ダイオード15および
電圧クランプ用コンデンサ16の接続点と、ダイオード6
および平滑用コンデンサ7の接続点との間に、第3のダ
イオードであるダイオード19を接続している。
Further, in this embodiment, the connection point of the diode 15 and the capacitor 16 for voltage clamping is
A diode 19, which is a third diode, is connected between the power supply and the connection point of the smoothing capacitor 7.

【0038】この場合、MOS型FET18をオフしたと
きに、電圧クランプ用コンデンサ16の充電電圧が、平滑
用コンデンサ7の充電電圧からダイオード19の順方向電
圧降下VFを足した値よりも大きくなると、この電圧ク
ランプ用コンデンサ19の充電電圧をクランプしたまま、
インダクタンス4および共振用インダクタンス13のエネ
ルギーを平滑コンデンサ7に無駄なく送り出すことがで
きる。
In this case, if the charging voltage of the voltage clamping capacitor 16 becomes larger than the value obtained by adding the forward voltage drop VF of the diode 19 from the charging voltage of the smoothing capacitor 7 when the MOS FET 18 is turned off, With the charging voltage of the voltage clamping capacitor 19 clamped,
The energy of the inductance 4 and the resonance inductance 13 can be sent to the smoothing capacitor 7 without waste.

【0039】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実施が可
能である。例えば、MOS型FET5,18のキャパシタ
ンス11,22およびダイオード12、23は、いずれも外付け
の素子を用いてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, the capacitances 11 and 22 and the diodes 12 and 23 of the MOS type FETs 5 and 18 may be external elements.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の請求項1の力率改善回路は、全
波整流部に主スイッチング素子とインダクタンスとの直
列回路を接続し、前記主スイッチング素子の両端間に第
1のダイオードと平滑用コンデンサとの直列回路を接続
し、前記インダクタンスを流れるインダクタ電流が前記
全波整流部からの入力電圧に比例した全波整流波形とな
るように、前記主スイッチング素子をスイッチング制御
する力率改善回路において、前記主スイッチング素子と
共振用インダクタンスと補助スイッチング素子とによる
閉回路を形成し、前記補助スイッチング素子をオンする
ことにより、前記主スイッチング素子の両端間に接続し
たキャパシタンスと前記共振用インダクタンスとを共振
させ、この共振中に前記主スイッチング素子をオンする
ように構成したものであり、主スイッチング素子のクロ
スロスを低減して、効率の向上並びに回路の小型化を実
現できる。
According to the power factor improving circuit of the present invention, a full-wave rectifier is connected to a series circuit of a main switching element and an inductance, and a first diode and a smoothing element are provided between both ends of the main switching element. A power factor improving circuit that controls a switching operation of the main switching element so that a series circuit with a capacitor is connected and an inductor current flowing through the inductance has a full-wave rectified waveform proportional to an input voltage from the full-wave rectifier. A closed circuit formed by the main switching element, the resonance inductance, and the auxiliary switching element, and by turning on the auxiliary switching element, the capacitance connected between both ends of the main switching element and the resonance inductance are determined. The main switching element is turned on during the resonance. , And the to reduce the Kurosurosu of the main switching element can be downsized improved and the circuit efficiency.

【0041】本発明の請求項2の力率改善回路は、請求
項1に記載した構成に加えて、前記主スイッチング素子
の両端間電圧が0Vになったときに、該主スイッチング
素子をオンするように構成したものであり、この場合は
確実に主スイッチング素子のクロスロスを低減できる。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration described in the first aspect, when the voltage between both ends of the main switching element becomes 0 V, the main switching element is turned on. In this case, the cross loss of the main switching element can be reliably reduced.

【0042】本発明の請求項3の力率改善回路は、請求
項1または2に記載した構成に加えて、前記キャパシタ
ンスが前記主スイッチング素子に寄生する出力容量であ
ることを特徴し、この場合は部品実装数を低減できる。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the capacitance is an output capacitance parasitic to the main switching element. Can reduce the number of mounted components.

【0043】本発明の請求項4の力率改善回路は、請求
項1〜3のいずれか一つに記載した構成に加えて、前記
インダクタンスの一端と、前記主スイッチング素子およ
び前記第1のダイオードの接続点との間に、前記共振用
インダクタンスが挿入接続されたものであり、補助スイ
ッチング素子をオンした瞬間に、共振用インダクタンス
に蓄えられたエネルギーを出力側の平滑用コンデンサに
送り出すことができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a power factor improving circuit according to any one of the first to third aspects, wherein one end of the inductance, the main switching element and the first diode are provided. And the resonance inductance is inserted and connected between the connection points of the above, and the energy stored in the resonance inductance can be sent to the output-side smoothing capacitor at the moment when the auxiliary switching element is turned on. .

【0044】本発明の請求項5の力率改善回路は、請求
項4に記載した構成に加えて、前記インダクタンスの一
端と、前記主スイッチング素子および前記第1のダイオ
ードの接続点との間に、第2のダイオードと電圧クラン
プ用コンデンサとの直列回路を接続したものであり、補
助スイッチング素子のターンオフ時における損失を低減
できる。
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration described in the fourth aspect, the power factor improving circuit further comprises a circuit provided between one end of the inductance and a connection point between the main switching element and the first diode. , A series circuit of the second diode and the voltage clamping capacitor is connected, and the loss when the auxiliary switching element is turned off can be reduced.

【0045】本発明の請求項6の力率改善回路は、請求
項5に記載した構成に加えて、前記第2のダイオードが
同一特性のものを複数直列接続して構成されることを特
徴とし、第2のダイオードにおける逆電流の流れを抑制
できる。
A power factor improving circuit according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that, in addition to the configuration described in the fifth aspect, the second diode is configured by connecting a plurality of diodes having the same characteristic in series. The flow of the reverse current in the second diode can be suppressed.

【0046】本発明の請求項7の力率改善回路は、請求
項5または6に記載した構成に加えて、前記第2のダイ
オードおよび前記電圧クランプ用コンデンサの接続点
と、前記第1のダイオードおよび前記平滑用コンデンサ
の接続点との間に、第3のコンデンサを接続したもので
あり、補助スイッチング素子をオフしたときに、インダ
クタンスおよび共振用インダクタンスのエネルギーを平
滑コンデンサに無駄なく送り出すことができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fifth or sixth aspect, the power factor improving circuit further comprises a connection point between the second diode and the capacitor for voltage clamping, and the first diode. And a third capacitor connected between the smoothing capacitor and the connection point of the smoothing capacitor. When the auxiliary switching element is turned off, energy of the inductance and the resonance inductance can be sent to the smoothing capacitor without waste. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す力率改善回路の全体回
路図である。
FIG. 1 is an overall circuit diagram of a power factor correction circuit showing one embodiment of the present invention.

【図2】同上主スイッチング素子および補助スイッチン
グ素子がいずれもオフの場合の電流の流れを示す概略説
明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing a current flow when both a main switching element and an auxiliary switching element are off.

【図3】同上主スイッチング素子がオフ状態のまま、補
助スイッチング素子がオンした場合の電流の流れを示す
概略説明図である。
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing a current flow when the auxiliary switching element is turned on while the main switching element is turned off in the same manner.

【図4】同上補助スイッチング素子がオンした瞬間の電
流の流れを示す概略説明図である。
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing a current flow at the moment when the auxiliary switching element is turned on.

【図5】同上図4において、共振用インダクタンスに発
生する誘導起電力のエネルギーがなくなった後の電流の
流れを示す概略説明図である。
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram showing a flow of a current after the energy of the induced electromotive force generated in the resonance inductance in FIG. 4 is lost.

【図6】同上主スイッチング素子側から見た共振用イン
ダクタンスを流れる電流の変化を示す波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram showing a change in a current flowing through the resonance inductance as viewed from the main switching element side.

【図7】同上主スイッチング素子のターンオン時におけ
る主スイッチング素子のドレイン−ソース間電圧とドレ
イン電流を示す波形図である。
FIG. 7 is a waveform chart showing a drain-source voltage and a drain current of the main switching element when the main switching element is turned on.

【図8】同上主スイッチング素子がオンし、補助スイッ
チング素子がオフした場合の電流の流れを示す概略説明
図である。
FIG. 8 is a schematic explanatory diagram showing a current flow when the main switching element is turned on and the auxiliary switching element is turned off.

【図9】同上図8において、電圧クランプ用コンデンサ
の電圧がクランプされた後の電流の流れを示す概略説明
図である。
FIG. 9 is a schematic explanatory view showing a flow of current after the voltage of the voltage clamping capacitor is clamped in FIG. 8;

【図10】同上図8において、電圧クランプ用コンデン
サの電圧がクランプされた後の別の電流の流れを示す概
略説明図である。
FIG. 10 is a schematic explanatory view showing another current flow after the voltage of the voltage clamping capacitor is clamped in FIG. 8;

【図11】同上図9および図10において、共振用イン
ダクタンスのエネルギーがなくなった後の電流の流れを
示す概略説明図である。
FIG. 11 is a schematic explanatory view showing the flow of current after the energy of the resonance inductance has disappeared in FIGS. 9 and 10;

【図12】同上図11において、電流I7が流れなくな
った後の電流の流れを示す概略説明図である。
FIG. 12 is a schematic explanatory view showing a current flow after the current I7 stops flowing in FIG. 11;

【図13】同上主スイッチング素子のドレイン電流とド
レイン−ソース間電圧を示す波形図である。
FIG. 13 is a waveform chart showing a drain current and a drain-source voltage of the main switching element.

【図14】従来例を示す力率改善回路の全体回路図であ
る。
FIG. 14 is an overall circuit diagram of a power factor correction circuit showing a conventional example.

【図15】従来例を示す主スイッチング素子のスイッチ
ング波形である。
FIG. 15 is a switching waveform of a main switching element showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 全波整流部 4 インダクタンス 5 MOS型FET(主スイッチング素子) 6 ダイオード(第1のダイオード) 7 平滑用コンデンサ 11 キャパシタンス 13 共振用コンデンサ 14 ダイオード(第2のダイオード) 15 ダイオード(第2のダイオード) 16 電圧クランプ用コンデンサ 19 ダイオード(第3のダイオード) 3 Full-wave rectifier 4 Inductance 5 MOS-type FET (main switching element) 6 Diode (first diode) 7 Smoothing capacitor 11 Capacitance 13 Resonant capacitor 14 Diode (second diode) 15 Diode (second diode) 16 Capacitor for voltage clamp 19 Diode (third diode)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 全波整流部に主スイッチング素子とイン
ダクタンスとの直列回路を接続し、前記主スイッチング
素子の両端間に第1のダイオードと平滑用コンデンサと
の直列回路を接続し、前記インダクタンスを流れるイン
ダクタ電流が前記全波整流部からの入力電圧に比例した
全波整流波形となるように、前記主スイッチング素子を
スイッチング制御する力率改善回路において、前記主ス
イッチング素子と共振用インダクタンスと補助スイッチ
ング素子とによる閉回路を形成し、前記補助スイッチン
グ素子をオンすることにより、前記主スイッチング素子
の両端間に接続したキャパシタンスと前記共振用インダ
クタンスとを共振させ、この共振中に前記主スイッチン
グ素子をオンするように構成したことを特徴とする力率
改善回路。
1. A series circuit of a main switching element and an inductance is connected to a full-wave rectifier, and a series circuit of a first diode and a smoothing capacitor is connected between both ends of the main switching element. In the power factor correction circuit for controlling the switching of the main switching element, the main switching element, the resonance inductance, and the auxiliary switching are controlled so that the flowing inductor current has a full-wave rectified waveform proportional to the input voltage from the full-wave rectification unit. By forming a closed circuit with the element and turning on the auxiliary switching element, the capacitance connected between both ends of the main switching element and the resonance inductance resonate, and the main switching element is turned on during this resonance. A power factor improving circuit characterized in that the power factor improving circuit comprises:
【請求項2】 前記主スイッチング素子の両端間電圧が
0Vになったときに、該主スイッチング素子をオンする
ように構成したことを特徴とする請求項1記載の力率改
善回路。
2. The power factor improving circuit according to claim 1, wherein the main switching element is turned on when the voltage between both ends of the main switching element becomes 0V.
【請求項3】 前記キャパシタンスが前記主スイッチン
グ素子に寄生する出力容量であることを特徴とする請求
項1または2記載の力率改善回路。
3. The power factor correction circuit according to claim 1, wherein the capacitance is an output capacitance parasitic to the main switching element.
【請求項4】 前記インダクタンスの一端と、前記主ス
イッチング素子および前記第1のダイオードの接続点と
の間に、前記共振用インダクタンスが挿入接続されるこ
とを特徴とする請求項1〜3にいずれか一つに記載の力
率改善回路。
4. The resonance inductance according to claim 1, wherein the resonance inductance is inserted and connected between one end of the inductance and a connection point between the main switching element and the first diode. The power factor improving circuit according to any one of the above.
【請求項5】 前記インダクタンスの一端と、前記主ス
イッチング素子および前記第1のダイオードの接続点と
の間に、第2のダイオードと電圧クランプ用コンデンサ
との直列回路を接続したことを特徴とする請求項4記載
の力率改善回路。
5. A series circuit of a second diode and a capacitor for voltage clamping is connected between one end of the inductance and a connection point between the main switching element and the first diode. The power factor improving circuit according to claim 4.
【請求項6】 前記第2のダイオードは同一特性のもの
を複数直列接続して構成されることを特徴とする請求項
5記載の力率改善回路。
6. The power factor improving circuit according to claim 5, wherein the second diode is configured by connecting a plurality of diodes having the same characteristics in series.
【請求項7】 前記第2のダイオードおよび前記電圧ク
ランプ用コンデンサの接続点と、前記第1のダイオード
および前記平滑用コンデンサの接続点との間に、第3の
ダイオードを接続したことを特徴とする請求項5または
6記載の力率改善回路。
7. A third diode is connected between a connection point between the second diode and the capacitor for voltage clamping and a connection point between the first diode and the connection point for the smoothing capacitor. 7. The power factor improving circuit according to claim 5, wherein
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102130580A (en) * 2011-03-30 2011-07-20 艾默生网络能源系统北美公司 Totem-pole bridgeless power factor correction circuit
CN102957308A (en) * 2011-08-31 2013-03-06 艾默生网络能源有限公司 Bridgeless PFC (power factor correction) circuit
CN105790614A (en) * 2016-04-07 2016-07-20 深圳市高斯宝电气技术有限公司 Bridgeless PFC switch power circuit
US9628003B2 (en) 2013-10-18 2017-04-18 Mitsubishi Electric Corporation Direct current power supply device, motor driving device, air conditioner, and refrigerator
US9692289B2 (en) 2013-06-25 2017-06-27 Mitsubishi Electric Corporation DC power-supply device and refrigeration-cycle application device including the same
US9816737B2 (en) 2013-10-29 2017-11-14 Mitsubishi Electric Corporation DC power-supply device and refrigeration cycle device
US9960703B2 (en) 2013-09-06 2018-05-01 Mitsubishi Electric Corporation DC power-supply device and refrigeration-cycle application device including the same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102130580A (en) * 2011-03-30 2011-07-20 艾默生网络能源系统北美公司 Totem-pole bridgeless power factor correction circuit
CN102957308A (en) * 2011-08-31 2013-03-06 艾默生网络能源有限公司 Bridgeless PFC (power factor correction) circuit
US9692289B2 (en) 2013-06-25 2017-06-27 Mitsubishi Electric Corporation DC power-supply device and refrigeration-cycle application device including the same
US9960703B2 (en) 2013-09-06 2018-05-01 Mitsubishi Electric Corporation DC power-supply device and refrigeration-cycle application device including the same
US9628003B2 (en) 2013-10-18 2017-04-18 Mitsubishi Electric Corporation Direct current power supply device, motor driving device, air conditioner, and refrigerator
US9816737B2 (en) 2013-10-29 2017-11-14 Mitsubishi Electric Corporation DC power-supply device and refrigeration cycle device
CN105790614A (en) * 2016-04-07 2016-07-20 深圳市高斯宝电气技术有限公司 Bridgeless PFC switch power circuit
CN105790614B (en) * 2016-04-07 2019-01-25 深圳市高斯宝电气技术有限公司 A kind of non-bridge PFC switching power circuit

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