JP2007037297A - Power factor improvement circuit - Google Patents

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陽一 寺澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power factor improvement circuit that is of simple construction and capable of improving a power factor. <P>SOLUTION: The power factor improvement circuit includes: a rectifier D1 that rectifies alternating-current input voltage and outputs it as input voltage; a circuit, connected between the rectifier and an output end, in which a reactor L and a switching element Q1 are connected in series; a circuit, connected across the switching element, in which a backflow preventing diode D2 and an output smoothing capacitor C1 are connected in series; and a control circuit 10 to 15, CP2, FF1 that controls turn-on/off of the switching element. The power factor improvement circuit obtains direct-current output voltage from both ends of the output smoothing capacitor. The control circuit operates as follows: when the switching element is on, it determines the on period of the switching element based on output voltage; when the switching element is off, it detects that the reactor current passed through the reactor has become equal to a value determined based on the input voltage outputted from the rectifier, thereby determines an off period. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、交流入力電圧を直流電圧に変換する電源装置において、交流入力の力率を改善する昇圧チョッパ型の力率改善回路に関する。   The present invention relates to a step-up chopper type power factor correction circuit for improving the power factor of an AC input in a power supply device that converts an AC input voltage into a DC voltage.

従来、交流入力電圧をダイオードによって整流した後に平滑コンデンサで平滑することにより直流電圧を得る電源装置が知られている。この電源装置では、交流入力電圧の瞬時値が平滑コンデンサの電圧よりも高いときのみ電流が流れる。そのため、入力電流が入力電圧に比例した波形にならず、力率が悪化し、高調波電流が発生するという問題がある。そこで、力率および高調波電流の改善のため、平滑コンデンサの前段に昇圧チョッパ型の力率改善回路を設け、入力電流波形が入力電圧波形に比例するように波形を整形することが行われている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a power supply device that obtains a DC voltage by rectifying an AC input voltage using a diode and then smoothing the AC input voltage using a smoothing capacitor. In this power supply device, current flows only when the instantaneous value of the AC input voltage is higher than the voltage of the smoothing capacitor. Therefore, there is a problem that the input current does not have a waveform proportional to the input voltage, the power factor is deteriorated, and a harmonic current is generated. Therefore, in order to improve the power factor and harmonic current, a step-up chopper type power factor correction circuit is provided before the smoothing capacitor, and the waveform is shaped so that the input current waveform is proportional to the input voltage waveform. Yes.

このような力率改善回路の動作としては、リアクトルに流れるリアクトル電流が各スイッチング周期内で一度ゼロになるリアクトル電流不連続モードと、リアクトル電流が連続的に流れるリアクトル電流連続モードがあり、要求される出力電力などによって使い分けられている。出力電力が比較的小さい場合には、ダイオードのリカバリー電流によるダイオード損失が少ないリアクトル電流不連続モードが、大出力の場合にはスイッチング電流の実効値を低くできるリアクトル電流連続モードが一般に利用される。   As the operation of such a power factor correction circuit, there are a reactor current discontinuous mode in which the reactor current flowing through the reactor becomes zero once in each switching cycle and a reactor current continuous mode in which the reactor current continuously flows, which are required. Depending on the output power to be used. In general, the reactor current discontinuous mode in which the diode loss due to the diode recovery current is small when the output power is relatively small, and the reactor current continuous mode in which the effective value of the switching current can be lowered in the case of a large output is used.

図10は従来の昇圧チョッパ型の力率改善回路の一例を示す図である。この力率改善回路は、リアクトル電流連続モードで動作し、リアクトル電流の平均値を入力電圧に比例するように制御する。   FIG. 10 is a diagram showing an example of a conventional boost chopper type power factor correction circuit. The power factor correction circuit operates in the reactor current continuous mode, and controls the average value of the reactor current so as to be proportional to the input voltage.

すなわち、まず、乗算器50は、出力電圧を出力分割抵抗R1と出力分割抵抗R2とで分圧した電圧と所定の基準電圧Vrefとの誤差を増幅する誤差増幅器A1からの信号と、整流器D1からの入力電圧を検出する入力電圧検出部12からの電圧とを乗算してリアクトル電流の目標値を生成する。電流誤差増幅器51は、その目標値と、リアクトル電流検出部13からのリアクトル電流の平均値とを比較する。   That is, first, the multiplier 50 outputs a signal from the error amplifier A1 that amplifies an error between a voltage obtained by dividing the output voltage by the output dividing resistor R1 and the output dividing resistor R2 and a predetermined reference voltage Vref, and the rectifier D1. Is multiplied by the voltage from the input voltage detection unit 12 that detects the input voltage of the current to generate a target value of the reactor current. Current error amplifier 51 compares the target value with the average value of the reactor current from reactor current detection unit 13.

そして、PWMコンパレータ54は、電流誤差増幅器51から出力される比較結果と鋸歯状波発振回路53の出力とを比較する。スイッチング素子駆動回路15は、PWMコンパレータ54の出力により、スイッチング素子Q1のオンオフを制御し、入力電圧と誤差増幅器A1からの制御信号の両方に比例した入力電流が得られるように制御している。   Then, the PWM comparator 54 compares the comparison result output from the current error amplifier 51 with the output of the sawtooth wave oscillation circuit 53. The switching element driving circuit 15 controls on / off of the switching element Q1 by the output of the PWM comparator 54, and controls so that an input current proportional to both the input voltage and the control signal from the error amplifier A1 is obtained.

なお、関連する技術として、特許文献1は、スイッチング電源回路などに使用される力率改善回路を開示している。この力率改善回路は、昇圧チョッパ回路を有する回路において、力率改善用としてPWM制御用ICを用い、その非反転誤差増幅器の反転入力端子に基準電圧Vrefを印加し、非反転入力端子に、出力電圧信号を加える。これらの位相を合わせるために、コンデンサを結合して電圧の変化を遅らせ、同じ位相にする。   As a related technique, Patent Document 1 discloses a power factor correction circuit used for a switching power supply circuit or the like. This power factor improvement circuit uses a PWM control IC for power factor improvement in a circuit having a boost chopper circuit, applies a reference voltage Vref to the inverting input terminal of the non-inverting error amplifier, Add output voltage signal. To match these phases, capacitors are combined to delay the change in voltage so that they are in the same phase.

また、入力電流を入力電圧波形に相似した波形にするために、非反転誤差増幅器の反転入力端子に、入力電圧に対して反転している微少信号を注入する。非反転誤差増幅器の出力と、発振器の三角波信号とが、コンパレータで比較され、パルス出力が得られ、そのままスイッチング素子のゲート信号となり、昇圧チョッパ回路が動作する。このようにして、PWM制御用ICを用いて入力電流波形と出力電圧だけで制御することができる。
特開平5−111246号公報
Further, in order to make the input current a waveform similar to the input voltage waveform, a minute signal inverted with respect to the input voltage is injected into the inverting input terminal of the non-inverting error amplifier. The output of the non-inverting error amplifier and the triangular wave signal of the oscillator are compared by a comparator to obtain a pulse output, which is directly used as the gate signal of the switching element, and the boost chopper circuit operates. In this manner, the PWM control IC can be used to control only the input current waveform and the output voltage.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-111246

しかしながら、上述した従来の力率改善回路では、出力電圧の誤差増幅器A1による制御系と、リアクトル電流の平均値が目標値になるようにするための制御系といった2つの制御系、および、目標値を作成するためのアナログの乗算器50が必要となり、制御回路が複雑になる。また、乗算器50には、入力電圧の範囲に制限があることから、広い電圧範囲での制御が困難という問題もある。   However, in the above-described conventional power factor correction circuit, two control systems such as a control system using the error amplifier A1 of the output voltage and a control system for causing the average value of the reactor current to become the target value, and the target value Therefore, an analog multiplier 50 is required to create the control circuit, which complicates the control circuit. In addition, the multiplier 50 has a problem that it is difficult to control in a wide voltage range because the input voltage range is limited.

また、特許文献1に開示されているような制御回路を簡略化するための技術では、入力電流波形を入力電圧波形の相似波形に近づけるための回路定数の設定や調整等に細かい条件が必要である。そのため、設計および調整が困難であり、また、定数の変動やバラツキの影響を受けやすいという問題点がある。   In addition, in the technique for simplifying the control circuit as disclosed in Patent Document 1, fine conditions are necessary for setting and adjusting circuit constants for bringing the input current waveform close to the similar waveform of the input voltage waveform. is there. Therefore, there are problems that it is difficult to design and adjust, and that it is easily affected by variations and variations in constants.

本発明は、簡単な構成で且つ力率を改善できる力率改善回路を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a power factor correction circuit having a simple configuration and capable of improving the power factor.

本発明は上述した課題を解決するために以下の構成とした。請求項1の発明は、交流入力電圧を整流して入力電圧として出力する整流器と、前記整流器の出力端間に接続され、リアクトルとスイッチング素子とが直列接続された第1直列回路と、前記スイッチング素子の両端間に接続され、逆流阻止ダイオードと出力平滑コンデンサとが直列接続された第2直列回路と、前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御回路を備え、前記出力平滑コンデンサの両端から直流の出力電圧を得る力率改善回路において、前記制御回路は、前記スイッチング素子がオンの時には、前記出力電圧に基づいて該スイッチング素子のオン期間を決定し、前記スイッチング素子がオフの時には、前記リアクトルに流れるリアクトル電流が前記整流器から出力される入力電圧に基づいて決められた値になったことを検出してオフ期間を決定することを特徴とする。   The present invention has the following configuration in order to solve the above-described problems. According to a first aspect of the present invention, there is provided a rectifier that rectifies an AC input voltage and outputs the rectifier as an input voltage, a first series circuit connected between an output terminal of the rectifier and a reactor and a switching element connected in series, and the switching A second series circuit connected between both ends of the element, in which a backflow prevention diode and an output smoothing capacitor are connected in series, and a control circuit for controlling on / off of the switching element, and outputs a direct current from both ends of the output smoothing capacitor In the power factor correction circuit for obtaining a voltage, the control circuit determines an on period of the switching element based on the output voltage when the switching element is on, and flows to the reactor when the switching element is off. Detects that the reactor current has reached a value determined based on the input voltage output from the rectifier And determining the off period Te.

請求項2の発明は、請求項1記載の発明において、前記制御回路は、前記出力電圧と第1の基準電圧との誤差電圧を増幅する誤差増幅器と、前記スイッチング素子がオンの時に前記誤差増幅器の出力を積分し、該積分結果が第2の基準電圧より大きくなった場合に前記スイッチング素子のオン期間を終了させ、且つ積分結果を初期化するオン期間制御部と、前記整流器から出力される入力電圧を検出する入力電圧検出部と、前記スイッチング素子のオン期間では前記入力電圧検出部の出力を積分し、前記スイッチング素子のオフ期間では積分結果を保持する積分回路と、前記リアクトルに流れるリアクトル電流を検出するリアクトル電流検出部と、前記リアクトル電流検出部の出力と前記積分回路の出力とを比較し、前記リアクトル電流検出部の出力が前記積分回路の出力より小さくなったことを判断したときに、前記スイッチング素子をオンし、且つ前記積分回路における積分結果を初期化する比較回路とを備えたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control circuit includes an error amplifier that amplifies an error voltage between the output voltage and the first reference voltage, and the error amplifier when the switching element is on. Is output from the rectifier, and an ON period control unit that ends the ON period of the switching element and initializes the integration result when the integration result becomes larger than the second reference voltage. An input voltage detection unit that detects an input voltage; an integration circuit that integrates an output of the input voltage detection unit during an on period of the switching element; and an integration circuit that retains an integration result during an off period of the switching element; and a reactor that flows through the reactor Reactor current detection unit for detecting current, the output of the reactor current detection unit and the output of the integration circuit are compared, and the reactor current detection When the output of the is determined that becomes smaller than the output of the integration circuit, to turn on the switching element, and is characterized in that the integration result of the integrating circuit and a comparator circuit to be initialized.

請求項3の発明は、請求項2記載の発明において、前記リアクトルは補助巻線を備え、前記入力電圧検出部は、前記スイッチング素子がオンの時、前記補助巻線に発生する電圧を検出することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the invention of the second aspect, the reactor includes an auxiliary winding, and the input voltage detection unit detects a voltage generated in the auxiliary winding when the switching element is on. It is characterized by that.

請求項4の発明は、請求項2記載の発明において、前記スイッチング素子がオフされた時に前記積分回路の出力を保持する電圧保持回路を備え、前記積分回路は、前記入力電圧検出部の出力を積分し、前記比較回路は、前記スイッチング素子がオフのときに、前記リアクトル電流検出部の出力と前記電圧保持回路の出力とを比較し、前記リアクトル電流検出部の出力が前記電圧保持回路の出力より小さくなったことを判断したときに、前記スイッチング素子をオンし、且つ前記積分回路における積分結果および電圧保持回路に保持されている電圧を初期化することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the invention, there is provided a voltage holding circuit for holding the output of the integrating circuit when the switching element is turned off. The integrating circuit receives the output of the input voltage detecting unit. And the comparator circuit compares the output of the reactor current detector with the output of the voltage holding circuit when the switching element is off, and the output of the reactor current detector is the output of the voltage holding circuit. When it is determined that the voltage has become smaller, the switching element is turned on, and the integration result in the integration circuit and the voltage held in the voltage holding circuit are initialized.

請求項5の発明は、請求項2記載の発明において、前記積分回路の出力と所定の電圧を比較する第2の比較回路を備え、前記積分回路の出力が所定の電圧を超えたことが前記第2の比較回路によって判断された場合に前記スイッチング素子をオフすることを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the invention according to claim 2, further comprising a second comparison circuit that compares the output of the integration circuit with a predetermined voltage, wherein the output of the integration circuit exceeds a predetermined voltage. The switching element is turned off when judged by the second comparison circuit.

請求項1および請求項2の発明によれば、出力電圧に応じてスイッチング素子のオン幅を決定し、リアクトル電流が入力電圧に基づいて決められた値になったことを検出してオフ期間を決定するので、出力電圧は安定化され、入力電流は入力電圧に相似になる。また、従来の力率改善回路でよく使用されていた乗算器を使用しないので、回路が簡素化し、集積化も容易になる。   According to the first and second aspects of the present invention, the ON width of the switching element is determined according to the output voltage, and the OFF period is determined by detecting that the reactor current has reached a value determined based on the input voltage. As a result, the output voltage is stabilized and the input current is similar to the input voltage. In addition, since the multiplier often used in the conventional power factor correction circuit is not used, the circuit is simplified and integration is facilitated.

請求項3の発明によれば、入力電圧の検出にリアクトルの補助巻線の電圧を使用するので、入力電圧を直接抵抗で検出する場合に比べ損失を少なくできる。また、スイッチング素子がオフのときは補助巻線の電圧は逆方向に発生するので、スイッチング素子がオンの時だけ積分させる構成を簡単な回路で実現できる。   According to the invention of claim 3, since the voltage of the auxiliary winding of the reactor is used for detecting the input voltage, the loss can be reduced as compared with the case where the input voltage is directly detected by the resistance. Further, since the voltage of the auxiliary winding is generated in the reverse direction when the switching element is off, a configuration for integrating only when the switching element is on can be realized with a simple circuit.

請求項4の発明によれば、積分回路は、入力電圧検出部の出力を常に積分し、積分回路の出力はスイッチング素子のオフと同時に電圧保持回路(サンプルホールド回路)に保持されるとともに、スイッチング素子のオンと同時に積分回路と電圧保持回路が初期化される。したがって、積分回路の中に、積分を停止して積分結果を保持するための構成が不要になるので回路を簡素化できる。   According to the invention of claim 4, the integration circuit always integrates the output of the input voltage detection unit, and the output of the integration circuit is held in the voltage holding circuit (sample hold circuit) simultaneously with the switching element being turned off, Simultaneously with the turning on of the element, the integration circuit and the voltage holding circuit are initialized. Therefore, the configuration for stopping the integration and holding the integration result is not required in the integration circuit, so that the circuit can be simplified.

請求項5の発明によれば、積分回路の出力が所定の電圧になったらスイッチング素子をオフさせるので、スイッチング素子のオン幅が制限され、過電流保護として機能する。積分回路の出力は入力電圧が高いと早く所定の電圧になり、低いと所定の電圧になるのが遅いので、入力電圧が高いときはスイッチング素子のオン幅は短くなる。したがって、入力電圧の変化があっても、出力電流の制限に対する補正がなされ、過電流保護の検出が入力電圧によって変動することがない。   According to the invention of claim 5, since the switching element is turned off when the output of the integrating circuit reaches a predetermined voltage, the ON width of the switching element is limited and functions as overcurrent protection. When the input voltage is high, the output of the integration circuit quickly becomes a predetermined voltage, and when the input voltage is low, the predetermined voltage is late. Therefore, when the input voltage is high, the ON width of the switching element becomes short. Therefore, even if there is a change in the input voltage, a correction is made for the limitation of the output current, and the detection of the overcurrent protection does not vary depending on the input voltage.

以下、本発明の実施の形態に係る力率改善回路を図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a power factor correction circuit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施例1に係る力率改善回路の構成を示す図である。この力率改善回路は、整流器D1、リアクトルL、スイッチング素子Q1、逆流阻止ダイオードD2、出力平滑コンデンサC1、出力分割抵抗R1、出力分割抵抗R2、誤差増幅部10、オン期間制御部11、入力電圧検出部12、リアクトル電流検出部13、積分回路14、比較回路CP2、フリップフロップFF1およびスイッチング素子駆動回路15から構成されている。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power factor correction circuit according to Embodiment 1 of the present invention. The power factor correction circuit includes a rectifier D1, a reactor L, a switching element Q1, a backflow blocking diode D2, an output smoothing capacitor C1, an output dividing resistor R1, an output dividing resistor R2, an error amplifying unit 10, an on period control unit 11, an input voltage. The detection unit 12 includes a reactor current detection unit 13, an integration circuit 14, a comparison circuit CP 2, a flip-flop FF 1, and a switching element drive circuit 15.

交流電源Vacからの交流入力電圧を全波整流する整流器D1の出力端間には、リアクトルLとMOSFET等からなるスイッチング素子Q1とリアクトル電流検出部13の一部を構成する電流検出抵抗R7とからなる直列回路が接続されている。スイッチング素子Q1の両端(ドレイン−ソース間)には、逆流阻止ダイオードD2と出力平滑コンデンサC1とからなる直列回路が接続され、整流平滑回路を構成している。また、出力平滑コンデンサC1の両端には、出力分割抵抗R1と出力分割抵抗R2とから成る直列回路が接続されている。負荷LDは、出力平滑コンデンサC1の両端間に接続される。   Between the output terminal of the rectifier D1 for full-wave rectification of the AC input voltage from the AC power supply Vac, a reactor L, a switching element Q1 composed of a MOSFET and the like, and a current detection resistor R7 constituting a part of the reactor current detection unit 13 A series circuit is connected. A series circuit composed of a backflow blocking diode D2 and an output smoothing capacitor C1 is connected to both ends (between the drain and source) of the switching element Q1 to constitute a rectifying and smoothing circuit. A series circuit composed of an output dividing resistor R1 and an output dividing resistor R2 is connected to both ends of the output smoothing capacitor C1. The load LD is connected between both ends of the output smoothing capacitor C1.

スイッチング素子Q1の制御端子(ゲート)にはスイッチング素子駆動回路15が接続されている。スイッチング素子駆動回路15は、フリップフロップFF1の出力端子(Qで示されている)から出力される信号に応じて駆動信号を生成し、駆動信号によりスイッチング素子Q1のオンオフを制御する。フリップフロップFF1のセット入力端子(S)は、比較回路CP2の出力端子に接続され、リセット入力端子(R)は、オン期間制御部11を構成するコンパレータCP1の出力端子に接続されている。また、フリップフロップFF1の反転出力端子(Qのバーで示されている)は、オン期間制御部11および積分回路14に接続されている。   A switching element drive circuit 15 is connected to a control terminal (gate) of the switching element Q1. The switching element driving circuit 15 generates a driving signal in accordance with a signal output from the output terminal (indicated by Q) of the flip-flop FF1, and controls on / off of the switching element Q1 by the driving signal. The set input terminal (S) of the flip-flop FF 1 is connected to the output terminal of the comparison circuit CP 2, and the reset input terminal (R) is connected to the output terminal of the comparator CP 1 constituting the on-period control unit 11. Further, the inverting output terminal (indicated by the Q bar) of the flip-flop FF1 is connected to the on-period control unit 11 and the integration circuit 14.

比較回路CP2の反転入力端子(−)は、リアクトル電流検出部13に接続され、非反転入力端子(+)は、積分回路14に接続されている。また、比較回路CP2の出力端子は、フリップフロップFF1に接続されるとともに、積分回路14に接続されている。   The inverting input terminal (−) of the comparison circuit CP2 is connected to the reactor current detection unit 13, and the non-inverting input terminal (+) is connected to the integration circuit 14. The output terminal of the comparison circuit CP2 is connected to the flip-flop FF1 and to the integration circuit 14.

誤差増幅部10は、出力分割抵抗R1と出力分割抵抗R2との接続点に接続され、誤差増幅器A1、基準電圧Vrefを発生する電圧源およびコンデンサC2から構成されている。誤差増幅器A1は、非反転端子(+)に入力される電圧(出力電圧を出力分割抵抗R1と出力分割抵抗R2で分圧した電圧)と、反転端子(−)に入力される基準電圧Vrefとを比較し、その誤差を出力する。また、誤差増幅器A1の出力端子と非反転端子(+)との間にはコンデンサC2が設けられ、コンデンサC2によって位相補正され、一般的な昇圧チョッパ型の力率改善回路で使用される誤差増幅器と同様に、入力交流電圧の半周期には応答しないように設定される。誤差増幅器A1から出力される誤差電圧は、オン期間制御部11に送られる。   The error amplifying unit 10 is connected to a connection point between the output dividing resistor R1 and the output dividing resistor R2, and includes an error amplifier A1, a voltage source that generates a reference voltage Vref, and a capacitor C2. The error amplifier A1 includes a voltage input to the non-inverting terminal (+) (a voltage obtained by dividing the output voltage by the output dividing resistor R1 and the output dividing resistor R2), and a reference voltage Vref input to the inverting terminal (−). And output the error. Further, a capacitor C2 is provided between the output terminal and the non-inverting terminal (+) of the error amplifier A1, and the phase is corrected by the capacitor C2. The error amplifier is used in a general boost chopper type power factor correction circuit. Similarly to the above, it is set so as not to respond to the half cycle of the input AC voltage. The error voltage output from the error amplifier A1 is sent to the on period control unit 11.

オン期間制御部11は、誤差増幅部10の出力とフリップフロップFF1の出力とに基づき、スイッチング素子Q1のオン期間を制御する信号を生成し、フリップフロップFF1に送る。具体的には、オン期間制御部11は、電圧電流変換器(以下、VI変換器と称する。)11a、トランジスタQ2、積分コンデンサC3、コンパレータCP1および電圧Vonを発生する電圧源から構成されている。   The on period control unit 11 generates a signal for controlling the on period of the switching element Q1 based on the output of the error amplification unit 10 and the output of the flip-flop FF1, and sends the signal to the flip-flop FF1. Specifically, the on-period control unit 11 includes a voltage-current converter (hereinafter referred to as a VI converter) 11a, a transistor Q2, an integration capacitor C3, a comparator CP1, and a voltage source that generates a voltage Von. .

VI変換器11aは、誤差増幅器A1からの誤差電圧を電流に変換する。VI変換器11aの出力端は、トランジスタQ2のドレイン、積分コンデンサC3の一端およびコンパレータCP1の非反転端子(+)に接続されている。トランジスタQ2のゲートは、フリップフロップFF1の反転出力端子に接続され、ソースは接地ラインに接続されている。積分コンデンサC3の他端は接地ラインに接続されている。電圧Vonを発生する電圧源の負極は接地ラインに接続され、正極はコンパレータCP1の反転端子(−)に接続されている。コンパレータCP1の出力端子は、フリップフロップFF1のリセット入力端子(R)に接続されている。   The VI converter 11a converts the error voltage from the error amplifier A1 into a current. The output terminal of the VI converter 11a is connected to the drain of the transistor Q2, one end of the integrating capacitor C3, and the non-inverting terminal (+) of the comparator CP1. The gate of the transistor Q2 is connected to the inverting output terminal of the flip-flop FF1, and the source is connected to the ground line. The other end of the integrating capacitor C3 is connected to the ground line. The negative electrode of the voltage source that generates the voltage Von is connected to the ground line, and the positive electrode is connected to the inverting terminal (−) of the comparator CP1. The output terminal of the comparator CP1 is connected to the reset input terminal (R) of the flip-flop FF1.

このように構成されるオン期間制御部11は、以下のように動作する。すなわち、スイッチング素子Q1のオフ期間中は、フリップフロップFF1がリセットされているので、フリップフロップFF1の反転出力端子から出力される信号が高レベル(以下、「Hレベル」という)になりトランジスタQ2はオンする。その結果、積分コンデンサC3の電圧はゼロに保たれる。   The on-period controller 11 configured as described above operates as follows. That is, since the flip-flop FF1 is reset during the OFF period of the switching element Q1, the signal output from the inverting output terminal of the flip-flop FF1 becomes a high level (hereinafter referred to as “H level”), and the transistor Q2 Turn on. As a result, the voltage of the integrating capacitor C3 is kept at zero.

フリップフロップFF1がセットされてスイッチング素子Q1がオンすると、フリップフロップFF1の反転出力端子から出力される信号が低レベル(以下、「Lレベル」という)になり、トランジスタQ2はオフする。これにより、積分コンデンサC3は、誤差増幅部10からの誤差電圧をVI変換器11aで変換した電流によって充電される。そして、積分コンデンサC3の電圧が電圧Vonに達すると、コンパレータCP1の出力がHレベルになり、フリップフロップFF1がリセットされ、スイッチング素子Q1がオフする。以上の動作によって、オン期間制御部11は、スイッチング素子Q1がオンしてからオフするまでの期間を誤差増幅部10からの誤差信号に応じて制御する。   When the flip-flop FF1 is set and the switching element Q1 is turned on, the signal output from the inverting output terminal of the flip-flop FF1 becomes low level (hereinafter referred to as “L level”), and the transistor Q2 is turned off. As a result, the integrating capacitor C3 is charged with a current obtained by converting the error voltage from the error amplifying unit 10 by the VI converter 11a. When the voltage of the integrating capacitor C3 reaches the voltage Von, the output of the comparator CP1 becomes H level, the flip-flop FF1 is reset, and the switching element Q1 is turned off. With the above operation, the on period control unit 11 controls the period from when the switching element Q1 is turned on to when it is turned off according to the error signal from the error amplifying unit 10.

入力電圧検出部12は、整流器D1の正極側の出力端子と積分回路14との間に設けられた抵抗R4によって構成されている。一般に、交流入力電圧を整流することにより得られる入力電圧は、内部の制御回路で扱われる電圧に比べて十分に高い。そのため、入力電圧は、抵抗R4によって、入力電圧にほぼ比例した電流として検出される。   The input voltage detection unit 12 is configured by a resistor R4 provided between the output terminal on the positive electrode side of the rectifier D1 and the integration circuit 14. Generally, an input voltage obtained by rectifying an AC input voltage is sufficiently higher than a voltage handled by an internal control circuit. Therefore, the input voltage is detected as a current substantially proportional to the input voltage by the resistor R4.

リアクトル電流検出部13は、抵抗R5、抵抗R6、電流検出抵抗R7および演算増幅器A2から構成されている。電流検出抵抗R7は、接地ラインと整流器D1の負極側の出力端子との間に接続されている。演算増幅器A2の非反転端子(+)は接地ラインに接続され、反転端子(−)は、抵抗R6を介して整流器D1の負極側の出力端子に接続されている。また、演算増幅器A2の出力端子は、抵抗R5を介して反転端子(−)に接続されるとともに、比較回路CP2の反転端子(−)に接続されている。   The reactor current detection unit 13 includes a resistor R5, a resistor R6, a current detection resistor R7, and an operational amplifier A2. The current detection resistor R7 is connected between the ground line and the output terminal on the negative side of the rectifier D1. The non-inverting terminal (+) of the operational amplifier A2 is connected to the ground line, and the inverting terminal (−) is connected to the output terminal on the negative side of the rectifier D1 through the resistor R6. The output terminal of the operational amplifier A2 is connected to the inverting terminal (−) via the resistor R5 and to the inverting terminal (−) of the comparison circuit CP2.

このように構成されるリアクトル電流検出部13において、リアクトルLに流れる電流は電流検出抵抗R7による電圧降下として検出される。電流検出抵抗R7によって検出された電圧は、抵抗R5、抵抗R6および演算増幅器A2から構成された反転増幅回路で反転増幅され、リアクトル電流に比例した電圧として、比較回路CP2の反転端子(−)に送られる。   In the reactor current detection unit 13 configured as described above, the current flowing through the reactor L is detected as a voltage drop by the current detection resistor R7. The voltage detected by the current detection resistor R7 is inverted and amplified by an inverting amplifier circuit composed of the resistor R5, the resistor R6, and the operational amplifier A2, and is applied to the inverting terminal (−) of the comparison circuit CP2 as a voltage proportional to the reactor current. Sent.

積分回路14は、トランジスタQ3、ダイオードD3、トランジスタQ4および積分コンデンサC4から構成されている。トランジスタQ3のドレインは入力電圧検出部12(抵抗R4)に接続され、ゲートはフリップフロップFF1の反転出力端子に接続され、ソースは接地ラインに接続されている。ダイオードD3のアノードは入力電圧検出部12(抵抗R4)に接続され、カソードは、積分コンデンサC4の一端に接続されている。積分コンデンサC4の他端は接地ラインに接続されている。トランジスタQ4のドレインは比較回路CP2の非反転端子(+)およびダイオードD3のカソードに接続され、ゲートは比較回路CP2の出力端子に接続され、ソースは接地ラインに接続されている。   The integration circuit 14 includes a transistor Q3, a diode D3, a transistor Q4, and an integration capacitor C4. The drain of the transistor Q3 is connected to the input voltage detector 12 (resistor R4), the gate is connected to the inverting output terminal of the flip-flop FF1, and the source is connected to the ground line. The anode of the diode D3 is connected to the input voltage detector 12 (resistor R4), and the cathode is connected to one end of the integrating capacitor C4. The other end of the integrating capacitor C4 is connected to the ground line. The drain of the transistor Q4 is connected to the non-inverting terminal (+) of the comparison circuit CP2 and the cathode of the diode D3, the gate is connected to the output terminal of the comparison circuit CP2, and the source is connected to the ground line.

このように構成される積分回路14は、次のように動作する。トランジスタQ3は、積分期間を決めるスイッチとして機能する。トランジスタQ3がオンしているときは、抵抗R4からの電流はトランジスタQ3に流れて積分コンデンサC4には充電されない。また、ダイオードD3によって積分コンデンサC4の放電も阻止されるため、積分コンデンサC4の両端電圧は変化しない。一方、トランジスタQ3がオフすると、抵抗R4およびダイオードD3を通して、入力電圧に比例した電流によって積分コンデンサC4が充電される。   The integrating circuit 14 configured as described above operates as follows. The transistor Q3 functions as a switch that determines the integration period. When the transistor Q3 is on, the current from the resistor R4 flows through the transistor Q3 and the integrating capacitor C4 is not charged. Further, since the discharge of the integration capacitor C4 is also blocked by the diode D3, the voltage across the integration capacitor C4 does not change. On the other hand, when the transistor Q3 is turned off, the integrating capacitor C4 is charged with a current proportional to the input voltage through the resistor R4 and the diode D3.

比較回路CP2は、リアクトル電流検出部13で検出された電圧と積分コンデンサC4の電圧とを比較し、リアクトル電流検出部13で検出された電圧が積分コンデンサC4の電圧を下回るとフリップフロップFF1をセットし、スイッチング素子Q1をオンさせる。同時に、トランジスタQ4をオンさせて、積分コンデンサC4を放電させる。これにより、積分コンデンサC4が初期化される。   The comparison circuit CP2 compares the voltage detected by the reactor current detection unit 13 with the voltage of the integration capacitor C4, and sets the flip-flop FF1 when the voltage detected by the reactor current detection unit 13 falls below the voltage of the integration capacitor C4. Then, the switching element Q1 is turned on. At the same time, the transistor Q4 is turned on to discharge the integrating capacitor C4. Thereby, the integrating capacitor C4 is initialized.

次に、このように構成される本発明の実施例1に係る力率改善回路の動作を図2に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。   Next, the operation of the power factor correction circuit according to Embodiment 1 of the present invention configured as described above will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

今、図2(c)に示すように、時刻t1で比較回路CP2の出力がHレベルになったとすると、積分回路14のトランジスタQ4がオンして積分コンデンサC4が放電され、図2(e)に示すように、積分コンデンサC4の電圧はゼロになる。すなわち、積分回路14が初期化される。積分コンデンサC4の電圧がゼロになると、比較回路CP2の出力はLレベルになり、トランジスタQ4はオフする。   Now, as shown in FIG. 2C, when the output of the comparison circuit CP2 becomes H level at time t1, the transistor Q4 of the integration circuit 14 is turned on, and the integration capacitor C4 is discharged, and FIG. As shown, the voltage of the integrating capacitor C4 becomes zero. That is, the integration circuit 14 is initialized. When the voltage of the integrating capacitor C4 becomes zero, the output of the comparison circuit CP2 becomes L level, and the transistor Q4 is turned off.

また、比較回路CP2の出力がHレベルになると、フリップフロップFF1がセットされる。フリップフロップFF1の出力が、図2(b)に示すように、スイッチング素子駆動回路15を介してスイッチング素子Q1のゲートに印加されてスイッチング素子Q1がオンする。これにより、図2(a)に示すように、リアクトル電流が増加し始める。   Further, when the output of the comparison circuit CP2 becomes H level, the flip-flop FF1 is set. As shown in FIG. 2B, the output of the flip-flop FF1 is applied to the gate of the switching element Q1 via the switching element driving circuit 15, and the switching element Q1 is turned on. Thereby, as shown to Fig.2 (a), a reactor current begins to increase.

また、フリップフロップFF1がセットされると、オン期間制御部11のトランジスタQ2がオフとなり、誤差増幅部10から出力される誤差電圧がVI変換器11aで電流に変換されて積分コンデンサC3に供給される。これにより、積分コンデンサC3への充電が開始され、図2(g)に示すように、積分コンデンサC3の電圧が上昇し始める。   When the flip-flop FF1 is set, the transistor Q2 of the on period control unit 11 is turned off, and the error voltage output from the error amplification unit 10 is converted into a current by the VI converter 11a and supplied to the integration capacitor C3. The As a result, charging of the integrating capacitor C3 is started, and the voltage of the integrating capacitor C3 starts to rise as shown in FIG. 2 (g).

また、フリップフロップFF1がセットされると、トランジスタQ3がオフされるので、図2(e)に示すように、抵抗R4およびダイオードD3を通して入力電圧に比例した電流で積分コンデンサC4への充電が開始される。   When the flip-flop FF1 is set, the transistor Q3 is turned off. As shown in FIG. 2E, charging of the integrating capacitor C4 is started with a current proportional to the input voltage through the resistor R4 and the diode D3. Is done.

このような状態で推移し、図2(f)に示すように、積分コンデンサC3の電圧が時刻t2において電圧Vonに達すると、オン期間制御部11のコンパレータCP1の出力がHレベルとなり、フリップフロップFF1がリセットされる。フリップフロップFF1の出力が、図2(b)に示すように、スイッチング素子駆動回路15を介してスイッチング素子Q1のゲートに印加されてスイッチング素子Q1がオフする。これにより、スイッチング素子Q1のオン期間が終了し、図2(a)に示すように、リアクトル電流は減少し始める。   In this state, as shown in FIG. 2 (f), when the voltage of the integrating capacitor C3 reaches the voltage Von at time t2, the output of the comparator CP1 of the on period control unit 11 becomes H level, and the flip-flop FF1 is reset. As shown in FIG. 2B, the output of the flip-flop FF1 is applied to the gate of the switching element Q1 via the switching element driving circuit 15, and the switching element Q1 is turned off. As a result, the ON period of the switching element Q1 ends, and the reactor current starts to decrease as shown in FIG.

また、フリップフロップFF1がリセットされると、トランジスタQ2がオンし、オン期間制御部11の積分コンデンサC3は放電され、図2(g)に示すように、積分コンデンサC3の電圧はゼロになって初期化される。同時に、トランジスタQ3がオンするので、入力電圧検出部12からの電流はトランジスタQ3に流れる。これにより、積分コンデンサC4の充電は停止され、図2(e)に示すように、積分コンデンサC4の両端電圧はスイッチング素子Q1がオフした時点の電圧のままとなる。   Further, when the flip-flop FF1 is reset, the transistor Q2 is turned on, the integration capacitor C3 of the on period control unit 11 is discharged, and the voltage of the integration capacitor C3 becomes zero as shown in FIG. 2 (g). It is initialized. At the same time, since the transistor Q3 is turned on, the current from the input voltage detection unit 12 flows to the transistor Q3. Thereby, the charging of the integrating capacitor C4 is stopped, and as shown in FIG. 2E, the voltage across the integrating capacitor C4 remains the voltage at the time when the switching element Q1 is turned off.

スイッチング素子Q1がオフすることによりリアクトルLに流れる電流が減少し、電流検出抵抗R7の電圧降下が減少し、図2(d)に示すように、リアクトル電流検出部13の出力電圧も下降する。   When the switching element Q1 is turned off, the current flowing through the reactor L is reduced, the voltage drop of the current detection resistor R7 is reduced, and the output voltage of the reactor current detection unit 13 is also lowered as shown in FIG.

リアクトル電流検出部13の出力電圧が時刻t3において積分コンデンサC4の両端電圧に達すると、比較回路CP2の出力がHレベルになり、フリップフロップFF1がセットされ、再びスイッチング素子Q1がオン、トランジスタQ3がオフする。以上の動作が繰り返されることにより、スイッチング素子Q1のスイッチングが継続される。   When the output voltage of the reactor current detection unit 13 reaches the voltage across the integration capacitor C4 at time t3, the output of the comparison circuit CP2 becomes H level, the flip-flop FF1 is set, the switching element Q1 is turned on again, and the transistor Q3 is turned on. Turn off. By repeating the above operation, switching of the switching element Q1 is continued.

以上のような動作によって、全体として図3に示すような動作が行われる。すなわち、誤差増幅部10は、コンデンサC2による位相補正によって、入力交流電圧の周期では応答しないように設定されている。そのため、入力交流電圧の半周期内においては、図3に示すように、比較回路CP2の出力が発生してからオン期間制御部11内のコンパレータCP1の出力が発生するまでの時間はほとんど変化せず、交流入力電圧の半周期ではスイッチング素子Q1のオン期間はほぼ一定となる。   As a whole, the operation as shown in FIG. 3 is performed by the above operation. That is, the error amplifying unit 10 is set so as not to respond in the period of the input AC voltage by the phase correction by the capacitor C2. Therefore, in the half cycle of the input AC voltage, as shown in FIG. 3, the time from when the output of the comparison circuit CP2 is generated until the output of the comparator CP1 in the on-period control unit 11 is almost changed. However, the ON period of the switching element Q1 is substantially constant in the half cycle of the AC input voltage.

そして、スイッチング素子Q1のオン期間だけ入力電圧に比例した電流を積分コンデンサC4で積分することにより、オン期間終了後には積分コンデンサC4にはオン期間と入力電圧の両方に比例した電圧が得られる。   Then, by integrating the current proportional to the input voltage by the integrating capacitor C4 only during the ON period of the switching element Q1, a voltage proportional to both the ON period and the input voltage is obtained in the integrating capacitor C4 after the ON period ends.

積分コンデンサC4は、スイッチング素子Q1のオン期間終了後は充電が停止するため、その後もオン期間終了後の電圧を維持する。比較回路CP2は、積分コンデンサC4の電圧とリアクトル電流検出部13の出力電圧とを比較し、両方の電圧が一致するまでスイッチング素子Q1のオフを継続し、両方の電圧が一致したときにスイッチング素子Q1をオンさせる。これにより、スイッチング素子Q1がオンした瞬間のリアクトル電流は、オン期間と入力電圧の両方に比例する。そのため、図3に示すリアクトル電流の谷点の包絡線は、入力電圧とオン期間の両方に比例する。   Since the integration capacitor C4 stops charging after the ON period of the switching element Q1 ends, the integration capacitor C4 maintains the voltage after the ON period ends. The comparison circuit CP2 compares the voltage of the integrating capacitor C4 with the output voltage of the reactor current detection unit 13, and continues to turn off the switching element Q1 until both voltages match. When both voltages match, the switching element CP2 Turn on Q1. Thus, the reactor current at the moment when the switching element Q1 is turned on is proportional to both the on period and the input voltage. Therefore, the envelope of the valley of the reactor current shown in FIG. 3 is proportional to both the input voltage and the on period.

また、図3に示す、リアクトル電流の谷点からスイッチング素子Q1のオン期間に上昇する上昇分の電流ΔIについても、リアクトルLのインダクタンスが一定であるので、オン期間と入力電圧の両方に比例する。その結果、リアクトル電流の山点の包絡線も、入力電圧とオン期間の両方に比例する。   Also, the current ΔI that rises during the on period of the switching element Q1 from the valley point of the reactor current shown in FIG. 3 is proportional to both the on period and the input voltage because the inductance of the reactor L is constant. . As a result, the peak envelope of the reactor current is also proportional to both the input voltage and the on period.

リアクトル電流は三角波であるので、その平均値もオン期間と入力電圧の両方に比例し、この実施例1に係る力率改善回路の入力電流は、入力電圧とオン期間の両方に比例する。このため、上述した回路構成によって、出力電圧を目標値になるようにスイッチング素子Q1のオン期間を制御すると、入力電流は入力電圧に比例した波形となり、力率の改善と入力高調波の抑制が可能になる。   Since the reactor current is a triangular wave, the average value thereof is also proportional to both the on period and the input voltage, and the input current of the power factor correction circuit according to the first embodiment is proportional to both the input voltage and the on period. For this reason, when the ON period of the switching element Q1 is controlled so that the output voltage becomes the target value by the circuit configuration described above, the input current becomes a waveform proportional to the input voltage, and the improvement of the power factor and the suppression of the input harmonics are prevented. It becomes possible.

ここで、積分コンデンサC4の容量値が低く変動した場合の動作を説明する。今、積分コンデンサC4の容量が低く変動したと仮定すると、積分期間および積分電流はそのままであるので、積分電圧が容量値の変動に応じて上昇する。この積分電圧の上昇により、それによって決まるスイッチング素子Q1のスイッチング電流の初期値も上昇する。   Here, the operation when the capacitance value of the integrating capacitor C4 fluctuates low will be described. Assuming that the capacitance of the integrating capacitor C4 fluctuates low, the integration period and the integration current remain unchanged, and the integrated voltage rises according to the fluctuation of the capacitance value. As the integrated voltage increases, the initial value of the switching current of the switching element Q1 determined thereby increases.

スイッチング素子Q1のオン期間がそのままであれば、スイッチング電流が増加し出力電圧が上昇する。すると、出力電圧を一定値に制御する誤差増幅部10とオン期間制御部11の働きによりスイッチング素子Q1のオン幅が減少する。その結果、積分コンデンサC4の積分時間も減少するので、積分値も減少し適正値に制御される。積分コンデンサC4が増加した場合および抵抗R4の抵抗値が変動した場合でも同様にして積分値が適正に制御される。   If the ON period of the switching element Q1 is kept as it is, the switching current increases and the output voltage rises. Then, the ON width of the switching element Q1 is reduced by the functions of the error amplifier 10 and the ON period controller 11 that control the output voltage to a constant value. As a result, the integration time of the integrating capacitor C4 is also reduced, so that the integrated value is also reduced and controlled to an appropriate value. Even when the integration capacitor C4 increases and when the resistance value of the resistor R4 fluctuates, the integration value is controlled appropriately in the same manner.

以上のように、本発明の実施例1に係る力率改善回路によれば、入力瞬時電圧に比例した入力電流を得るという動作に関して定数のバラツキや変動の影響を受けにくいという利点がある。   As described above, according to the power factor correction circuit according to Embodiment 1 of the present invention, there is an advantage that the operation of obtaining the input current proportional to the input instantaneous voltage is hardly affected by variations in constants and fluctuations.

本発明の実施例2に係る力率改善回路は、実施例1に係る力率改善回路におけるリアクトルLに補助巻線Nsを巻回し、補助巻線Nsのフォワード電圧を利用して入力電圧を検出するものである。   The power factor correction circuit according to the second embodiment of the present invention winds the auxiliary winding Ns around the reactor L in the power factor correction circuit according to the first embodiment, and detects the input voltage using the forward voltage of the auxiliary winding Ns. To do.

図4は本発明の実施例2に係る力率改善回路の構成を示す図である。以下では、実施例1に係る力率改善回路の構成と同一または相当部分には実施例1と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。   FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a power factor correction circuit according to Embodiment 2 of the present invention. In the following, the same or corresponding parts as those in the configuration of the power factor correction circuit according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted or simplified.

リアクトルL1は、主巻線Npと、主巻線Npに巻回された補助巻線Nsから構成されている。主巻線Npは、実施例1に係る力率改善回路のリアクトルLに対応する。補助巻線Nsの一端は接地ラインに接続され、他端は抵抗R4に接続されている、入力電圧検出部12は、リアクトルL1の補助巻線Nsと抵抗R4とから構成されている。積分回路14は、実施例1に係る力率改善回路の積分回路からトランジスタQ3が除去されて構成されている。   The reactor L1 includes a main winding Np and an auxiliary winding Ns wound around the main winding Np. The main winding Np corresponds to the reactor L of the power factor correction circuit according to the first embodiment. One end of the auxiliary winding Ns is connected to the ground line, and the other end is connected to the resistor R4. The input voltage detection unit 12 includes the auxiliary winding Ns of the reactor L1 and the resistor R4. The integration circuit 14 is configured by removing the transistor Q3 from the integration circuit of the power factor correction circuit according to the first embodiment.

次に、上述したように構成される本発明の実施例2に係る力率改善回路の動作を説明する。スイッチング素子Q1がオンしている間は、入力電圧がリアクトルL1の主巻線Npの両端に印加され、補助巻線Nsには入力電圧のNs/Np倍の電圧が発生する。ダイオードD3および抵抗R4により、補助巻線Nsに発生された電圧に比例した電流が得られ、その電流によって積分コンデンサC4が充電される。これにより、スイッチング素子Q1のオン期間終了時には、積分コンデンサC4には、オン期間と入力電圧の両方に比例した電圧が充電される。   Next, the operation of the power factor correction circuit according to Embodiment 2 of the present invention configured as described above will be described. While the switching element Q1 is on, the input voltage is applied across the main winding Np of the reactor L1, and a voltage Ns / Np times the input voltage is generated in the auxiliary winding Ns. A current proportional to the voltage generated in the auxiliary winding Ns is obtained by the diode D3 and the resistor R4, and the integration capacitor C4 is charged by the current. Thereby, at the end of the ON period of the switching element Q1, the integrating capacitor C4 is charged with a voltage proportional to both the ON period and the input voltage.

リアクトル電流検出部13の内部の演算増幅器A2の出力電圧が積分コンデンサC4の電圧に達したことが比較回路CP2で検出されると、フリップフロップFF1がセットされてスイッチング素子Q1がオンされるとともに、トランジスタQ4がオンされて積分コンデンサC4が放電される。これにより、リアクトル電流の谷点の電流をスイッチング素子Q1のオン期間と入力電圧の両方に比例させることができ、上述した実施例1と同様の効果を得ることができる。   When the comparator circuit CP2 detects that the output voltage of the operational amplifier A2 in the reactor current detector 13 has reached the voltage of the integrating capacitor C4, the flip-flop FF1 is set and the switching element Q1 is turned on. The transistor Q4 is turned on and the integrating capacitor C4 is discharged. As a result, the current at the valley point of the reactor current can be proportional to both the ON period of the switching element Q1 and the input voltage, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

なお、補助巻線Nsのフォワード電圧は、スイッチング素子Q1のオン期間のみ発生するので、フォワード電圧の積分はオン期間のみ行われることになる。したがって、積分コンデンサC4の積分期間を制御するための回路、即ち、実施例1におけるトランジスタQ3は不要になるので、積分回路14の構成の簡単化できる。   Since the forward voltage of the auxiliary winding Ns is generated only during the on period of the switching element Q1, the integration of the forward voltage is performed only during the on period. Therefore, the circuit for controlling the integration period of the integration capacitor C4, that is, the transistor Q3 in the first embodiment is not necessary, and the configuration of the integration circuit 14 can be simplified.

本発明の実施例3に係る力率改善回路は、実施例1に係る力率改善回路において、スイッチング素子Q1がオフされる時の積分回路14の出力をサンプルアンドホールド回路によって保持し、積分回路14では、入力電圧検出部12の出力をスイッチングの1周期を積分するものである。   The power factor correction circuit according to the third embodiment of the present invention is the power factor correction circuit according to the first embodiment, wherein the output of the integration circuit 14 when the switching element Q1 is turned off is held by the sample and hold circuit. 14, the output of the input voltage detector 12 is integrated for one switching period.

図5は本発明の実施例3に係る力率改善回路の構成を示す図である。以下では、実施例1に係る力率改善回路の構成と同一または相当部分には実施例1と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a power factor correction circuit according to Embodiment 3 of the present invention. In the following, the same or corresponding parts as those in the configuration of the power factor correction circuit according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted or simplified.

実施例3に係る力率改善回路は、実施例1に係る力率改善回路の積分回路14と比較回路CP2の非反転端子(+)との間に、サンプルアンドホールド(S&H)回路16が追加されて構成されている。   In the power factor correction circuit according to the third embodiment, a sample and hold (S & H) circuit 16 is added between the integration circuit 14 of the power factor correction circuit according to the first embodiment and the non-inverting terminal (+) of the comparison circuit CP2. Has been configured.

サンプルアンドホールド回路16は、フリップフロップFF1の出力がLレベルに変化したとき、換言すれば、オン期間制御部11のコンパレータCP1の出力がHレベルになったときに、積分回路14の内部の積分コンデンサC4の電圧をホールドするとともに、比較回路CP2の出力がHレベルになったときにクリアされる。サンプルアンドホールド回路16にホールドされている電圧は比較回路CP2の非反転入力端子(+)に送られる。また、積分回路14は、実施例1に係る力率改善回路の積分回路からトランジスタQ3が除去されて構成されている。   When the output of the flip-flop FF1 changes to L level, in other words, when the output of the comparator CP1 of the on-period control unit 11 becomes H level, the sample and hold circuit 16 integrates in the integration circuit 14. While holding the voltage of the capacitor C4, it is cleared when the output of the comparison circuit CP2 becomes H level. The voltage held in the sample and hold circuit 16 is sent to the non-inverting input terminal (+) of the comparison circuit CP2. Further, the integration circuit 14 is configured by removing the transistor Q3 from the integration circuit of the power factor correction circuit according to the first embodiment.

次に、このように構成される本発明の実施例3に係る力率改善回路の動作を図6に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。   Next, the operation of the power factor correction circuit according to Embodiment 3 of the present invention configured as described above will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

今、図6(c)に示すように、時刻t1で比較回路CP2の出力がHレベルになったとすると、積分回路14のトランジスタQ4がオンして積分コンデンサC4が放電され、図6(e2)に示すように、積分コンデンサC4の電圧はゼロになる。すなわち、積分回路14が初期化される。   Now, as shown in FIG. 6C, when the output of the comparison circuit CP2 becomes H level at time t1, the transistor Q4 of the integration circuit 14 is turned on, and the integration capacitor C4 is discharged, and FIG. 6 (e2) As shown, the voltage of the integrating capacitor C4 becomes zero. That is, the integration circuit 14 is initialized.

比較回路CP2の出力がHレベルになると、サンプルアンドホールド回路16の出力はゼロになるので、比較回路CP2の出力はLレベルになり、トランジスタQ4はオフする。これにより、図6(e2)に示すように、抵抗R4およびダイオードD3を通して入力電圧に比例した電流で積分コンデンサC4への充電が開始される。   When the output of the comparison circuit CP2 becomes H level, the output of the sample and hold circuit 16 becomes zero, so that the output of the comparison circuit CP2 becomes L level and the transistor Q4 is turned off. Thereby, as shown in FIG. 6 (e2), charging of the integrating capacitor C4 is started with a current proportional to the input voltage through the resistor R4 and the diode D3.

また、比較回路CP2の出力がHレベルになると、フリップフロップFF1がセットされる。このフリップフロップFF1の出力が、図6(b)に示すように、スイッチング素子駆動回路15を介してスイッチング素子Q1のゲートに印加されてスイッチング素子Q1がオンする。これにより、図6(a)に示すように、リアクトル電流が増加し始める。   Further, when the output of the comparison circuit CP2 becomes H level, the flip-flop FF1 is set. As shown in FIG. 6B, the output of the flip-flop FF1 is applied to the gate of the switching element Q1 via the switching element driving circuit 15, and the switching element Q1 is turned on. Thereby, as shown to Fig.6 (a), a reactor current begins to increase.

また、フリップフロップFF1がセットされると、オン期間制御部11のトランジスタQ2がオフとなり、誤差増幅部10から出力される誤差電圧がVI変換器11aで電流に変換されて積分コンデンサC3に供給される。これにより、積分コンデンサC3への充電が開始され、図6(g)に示すように、積分コンデンサC3の電圧が上昇し始める。   When the flip-flop FF1 is set, the transistor Q2 of the on period control unit 11 is turned off, and the error voltage output from the error amplification unit 10 is converted into a current by the VI converter 11a and supplied to the integration capacitor C3. The As a result, charging of the integrating capacitor C3 is started, and the voltage of the integrating capacitor C3 starts to rise as shown in FIG. 6 (g).

このような状態で推移し、図6(f)に示すように、積分コンデンサC3の電圧が時刻t2において電圧Vonに達すると、オン期間制御部11のコンパレータCP1の出力がHレベルとなり、フリップフロップFF1がリセットされる。そして、フリップフロップFF1の出力が、図6(b)に示すように、スイッチング素子駆動回路15を介してスイッチング素子Q1のゲートに印加されてスイッチング素子Q1がオフする。これにより、スイッチング素子Q1のオン期間が終了し、図6(a)に示すように、リアクトル電流は減少し始める。   In this state, as shown in FIG. 6F, when the voltage of the integrating capacitor C3 reaches the voltage Von at time t2, the output of the comparator CP1 of the on period control unit 11 becomes H level, and the flip-flop FF1 is reset. Then, as shown in FIG. 6B, the output of the flip-flop FF1 is applied to the gate of the switching element Q1 via the switching element driving circuit 15, and the switching element Q1 is turned off. As a result, the ON period of the switching element Q1 ends, and the reactor current starts to decrease as shown in FIG.

また、コンパレータCP1の出力がHレベルとなることにより、図6(e1)に示すように、積分回路14の積分コンデンサC4の電圧がサンプルアンドホールド回路16に保持される。すなわち、サンプルアンドホールド回路16の出力電圧はスイッチング素子Q1がオフした時点の電圧のままとなる。一方、積分コンデンサC4への充電は、図6(e2)に示すように、継続して行われる。   Further, when the output of the comparator CP1 becomes H level, the voltage of the integrating capacitor C4 of the integrating circuit 14 is held in the sample and hold circuit 16 as shown in FIG. 6 (e1). That is, the output voltage of the sample and hold circuit 16 remains the voltage at the time when the switching element Q1 is turned off. On the other hand, the charging to the integrating capacitor C4 is continuously performed as shown in FIG. 6 (e2).

また、フリップフロップFF1がリセットされると、トランジスタQ2がオンし、オン期間制御部11の積分コンデンサC3は放電され、図6(g)に示すように、積分コンデンサC3の電圧はゼロになって初期化される。   Further, when the flip-flop FF1 is reset, the transistor Q2 is turned on, the integration capacitor C3 of the on period control unit 11 is discharged, and the voltage of the integration capacitor C3 becomes zero as shown in FIG. 6 (g). It is initialized.

スイッチング素子Q1がオフすることによってリアクトルLに流れる電流が減少し、電流検出抵抗R7の電圧降下が減少し、図6(d)に示すように、リアクトル電流検出部13の出力電圧も下降する。リアクトル電流検出部13の出力電圧が時刻t3において積分コンデンサC4の両端電圧に達すると、比較回路CP2の出力がHレベルになり、フリップフロップFF1がセットされ、再びスイッチング素子Q1がオンする。以上の動作が繰り返されることによりスイッチングが継続される。   When the switching element Q1 is turned off, the current flowing through the reactor L decreases, the voltage drop of the current detection resistor R7 decreases, and the output voltage of the reactor current detection unit 13 also decreases as shown in FIG. 6 (d). When the output voltage of the reactor current detection unit 13 reaches the voltage across the integration capacitor C4 at time t3, the output of the comparison circuit CP2 becomes H level, the flip-flop FF1 is set, and the switching element Q1 is turned on again. Switching is continued by repeating the above operation.

以上説明したように、サンプルアンドホールド回路16の出力電圧と、リアクトル電流検出部13の出力電圧を比較し、サンプルアンドホールド回路16の出力電圧がリアクトル電流検出部13の出力電圧に達したときにフリップフロップFF1をセットし、スイッチング素子Q1のオンさせるように構成したので、リアクトル電流の谷点の電流をスイッチング素子Q1のオン期間と入力電圧の両方に比例させることができる。したがって、上述した実施例1および実施例2に係る力率改善回路と同様の効果が得られる。   As described above, the output voltage of the sample and hold circuit 16 and the output voltage of the reactor current detection unit 13 are compared, and when the output voltage of the sample and hold circuit 16 reaches the output voltage of the reactor current detection unit 13 Since the flip-flop FF1 is set and the switching element Q1 is turned on, the current at the valley point of the reactor current can be proportional to both the ON period of the switching element Q1 and the input voltage. Therefore, the same effects as those of the power factor correction circuits according to the first and second embodiments described above can be obtained.

本発明の実施例3に係る力率改善回路は、実施例1に係る力率改善回路に、スイッチング素子Q1の過電流保護手段を付加したものである。   The power factor correction circuit according to the third embodiment of the present invention is obtained by adding overcurrent protection means for the switching element Q1 to the power factor correction circuit according to the first embodiment.

図7は、本発明の実施例4に係る力率改善回路の構成を示す図である。以下では、実施例1に係る力率改善回路の構成と同一または相当部分には実施例1と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。   FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a power factor correction circuit according to Embodiment 4 of the present invention. In the following, the same or corresponding parts as those in the configuration of the power factor correction circuit according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted or simplified.

実施例4に係る力率改善回路は、実施例1に係る力率改善回路に、第2の比較回路CP3、電圧Voiを発生する電圧源およびオアゲートU1が追加されて構成されている。電圧Voiは、積分回路14が出力する電圧の上限値である。   The power factor correction circuit according to the fourth embodiment is configured by adding a second comparison circuit CP3, a voltage source for generating a voltage Voi, and an OR gate U1 to the power factor correction circuit according to the first embodiment. The voltage Voi is an upper limit value of the voltage output from the integrating circuit 14.

第2の比較回路CP3の非反転端子(+)は、積分回路14の出力(積分コンデンサC4)に接続され、反転端子(−)には電圧Voiが印加される。第2の比較回路CP3の出力は、オアゲートU1の入力端子に接続されているオアゲートU1の他方の入力端子は、オン期間制御部11のコンパレータCP1の出力端子に接続されている。オアゲートU1の出力端子は、フリップフロップFF1のリセット入力端子(R)に接続されている。   The non-inverting terminal (+) of the second comparison circuit CP3 is connected to the output (integrating capacitor C4) of the integrating circuit 14, and the voltage Voi is applied to the inverting terminal (−). The output of the second comparison circuit CP3 is connected to the input terminal of the OR gate U1, and the other input terminal of the OR gate U1 is connected to the output terminal of the comparator CP1 of the on period control unit 11. The output terminal of the OR gate U1 is connected to the reset input terminal (R) of the flip-flop FF1.

第2の比較回路CP3は、積分回路14の出力と電圧Voiとを比較し、積分回路14の出力が電圧Voi、つまり上限値を超えた場合にHレベルになり、オアゲートU1を介してフリップフロップFF1のリセット入力端子(R)に供給される。これにより、フリップフロップFF1がリセットされる。   The second comparison circuit CP3 compares the output of the integration circuit 14 with the voltage Voi. When the output of the integration circuit 14 exceeds the voltage Voi, that is, the upper limit value, the second comparison circuit CP3 becomes H level and is flip-flopped via the OR gate U1. It is supplied to the reset input terminal (R) of FF1. As a result, the flip-flop FF1 is reset.

次に、このように構成される本発明の実施例3に係る力率改善回路の動作を図8に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。なお、基本的な動作は、上述した実施例1に係る力率改善回路の動作と同じであるので、以下では、この実施例4に特徴的な部分のみを説明する。   Next, the operation of the power factor correction circuit according to Embodiment 3 of the present invention configured as described above will be described with reference to the timing chart shown in FIG. Since the basic operation is the same as the operation of the power factor correction circuit according to the first embodiment, only the characteristic part of the fourth embodiment will be described below.

負荷電流の増加に伴い、誤差増幅部10とオン期間制御部11の働きによりスイッチング素子Q1のオン期間が増加し、図8(b)および図8(e)の時刻t6に示すように、オン期間が終了するよりも先に積分回路14の出力がVoiに達すると、図8(h)に示すように、第2の比較回路CP3の出力がHレベルになる。これにより、フリップフロップFF1がリセットされる。これにより、スイッチング素子Q1がオフされるとともに、積分回路14の積分が停止し積分コンデンサC4の電圧は上昇しなくなる。   As the load current increases, the ON period of the switching element Q1 increases due to the action of the error amplifying unit 10 and the ON period control unit 11, and as shown at time t6 in FIG. 8B and FIG. When the output of the integration circuit 14 reaches Voi before the period ends, the output of the second comparison circuit CP3 becomes H level as shown in FIG. 8 (h). As a result, the flip-flop FF1 is reset. As a result, the switching element Q1 is turned off, the integration of the integration circuit 14 is stopped, and the voltage of the integration capacitor C4 does not increase.

スイッチング素子Q1がオフされている間に、図8(d)に示すように、リアクトル電流検出部13の出力が積分コンデンサC4の電圧まで下降すると、比較回路CP2が出力を発生して積分コンデンサC4を放電し、フリップフロップFF1がセットされ、再びスイッチング素子Q1がオンされる。   While the switching element Q1 is turned off, as shown in FIG. 8D, when the output of the reactor current detection unit 13 drops to the voltage of the integration capacitor C4, the comparison circuit CP2 generates an output and the integration capacitor C4. , The flip-flop FF1 is set, and the switching element Q1 is turned on again.

積分コンデンサC4の電圧がVoiに達する時間は、入力電圧に反比例して短くなり、同時に、スイッチング素子Q1のオン期間も入力電圧に反比例して短くなるため、スイッチング電流の上限値は入力電圧にかかわらず一定値に制限され、スイッチング素子Q1の電流を抑制することが可能である。   The time for the voltage of the integrating capacitor C4 to reach Voi is shortened in inverse proportion to the input voltage. At the same time, the ON period of the switching element Q1 is also shortened in inverse proportion to the input voltage. Therefore, it is limited to a constant value, and the current of the switching element Q1 can be suppressed.

図9は一般的に行われる過電流保護方法である、リアクトル電流の上限を検出してスイッチング素子Q3をオフさせる方法を、図1に示す実施例1に係る力率改善回路に適用した場合の動作を示すタイミングチャートを示す図である。   FIG. 9 shows a case where a method of detecting the upper limit of the reactor current and turning off the switching element Q3, which is a generally performed overcurrent protection method, is applied to the power factor correction circuit according to the first embodiment shown in FIG. It is a figure which shows the timing chart which shows operation | movement.

今、スイッチング素子Q1が時刻t1でオンした瞬間のリアクトル電流の初期値が高めであったとすると、図9(a)に示すように、リアクトル電流が早く上限に達するため、図9(b)に示すように、オン期間(時刻t1から時刻t2まで)が短くなる。オン期間が短くなると積分コンデンサC4の充電期間も短くなり、図9(e)に示すように、積分コンデンサC4の充電電圧が低くなるので、次のスイッチング周期(時刻t3)におけるリアクトル電流の初期値は低くなる。   If the initial value of the reactor current at the moment when the switching element Q1 is turned on at time t1 is high, the reactor current quickly reaches the upper limit as shown in FIG. As shown, the ON period (from time t1 to time t2) is shortened. When the ON period is shortened, the charging period of the integrating capacitor C4 is also shortened, and as shown in FIG. 9E, the charging voltage of the integrating capacitor C4 is lowered. Therefore, the initial value of the reactor current in the next switching cycle (time t3). Becomes lower.

リアクトル電流の初期値が低くなると、リアクトル電流の上限に達するまでに時間がかかるので、スイッチング素子Q1のオン期間(時刻t3から時刻t4まで)が長くなり、同時に、積分コンデンサC4の充電期間が長くなるので、積分コンデンサC4の電圧が高くなる。その結果、次のスイッチング周期のリアクトル電流の初期値は大きくなる。以上の動作を繰り返すことにより、リアクトル電流の上限を直接制限する過電流保護方法では、実施例1に係る力率改善回路の場合、リアクトル電流が安定しない状態に陥ることがある。   When the initial value of the reactor current is lowered, it takes time to reach the upper limit of the reactor current, so that the ON period of the switching element Q1 (from time t3 to time t4) becomes longer, and at the same time, the charging period of the integrating capacitor C4 becomes longer. As a result, the voltage of the integrating capacitor C4 increases. As a result, the initial value of the reactor current in the next switching period is increased. By repeating the above operation, in the overcurrent protection method that directly limits the upper limit of the reactor current, in the case of the power factor correction circuit according to the first embodiment, the reactor current may be unstable.

これに対し、実施例4に係る力率改善回路によれば、積分コンデンサC4の充電電圧が一定値に制限されるため、次のスイッチング周期のリアクトル電流の初期値は、前のスイッチング周期の動作に依存せず、安定な過電流保護動作を実現できる。   On the other hand, according to the power factor correction circuit according to the fourth embodiment, since the charging voltage of the integrating capacitor C4 is limited to a constant value, the initial value of the reactor current in the next switching cycle is the operation of the previous switching cycle. Stable overcurrent protection operation can be realized without depending on

以上説明したように、本発明の実施例1〜実施例4に係る力率改善回路によれば、従来の一般的なリアクトル電流連続モードの力率改善回路の制御回路と比べ、簡単な回路構成でリアクトル電流連続モードの制御が可能である。   As described above, according to the power factor correction circuits according to the first to fourth embodiments of the present invention, the circuit configuration is simpler than the control circuit of the conventional general reactor current continuous mode power factor correction circuit. It is possible to control the reactor current continuous mode.

また、入力電流を入力瞬時電圧に比例させる動作について、定数のバラツキや変動の影響を受けにくく、入力電流を入力瞬時電圧に比例させることを目的とした定数の調整は、基本的に不要である。さらに、動作範囲に制限があるアナログ乗算回路を含んでおらず、従来と比べて広い入力電圧変動範囲、負荷変動範囲の制御が容易という利点がある。   In addition, the operation that makes the input current proportional to the input instantaneous voltage is not easily affected by variations or fluctuations in the constant, and adjustment of the constant for the purpose of making the input current proportional to the input instantaneous voltage is basically unnecessary. . Further, it does not include an analog multiplier circuit with a limited operating range, and has an advantage that it is easy to control a wide input voltage fluctuation range and a load fluctuation range as compared with the prior art.

本発明は、AC−DC変換型の電源回路に適用可能である。   The present invention is applicable to an AC-DC conversion type power supply circuit.

本発明の実施例1に係る力率改善回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power factor improvement circuit which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る力率改善回路の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the power factor improvement circuit which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る力率改善回路の全体の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation | movement of the whole power factor improvement circuit which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る力率改善回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power factor improvement circuit which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る力率改善回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power factor improvement circuit which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例3に係る力率改善回路の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the power factor improvement circuit which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係る力率改善回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power factor improvement circuit which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例4に係る力率改善回路の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the power factor improvement circuit which concerns on Example 4 of this invention. 一般的に行われる過電流保護方法を実施例1に係る力率改善回路に適用した場合の動作を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart illustrating an operation when a generally performed overcurrent protection method is applied to the power factor correction circuit according to the first embodiment. 従来の昇圧チョッパ型の力率改善回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional boost chopper type power factor improvement circuit.

符号の説明Explanation of symbols

Vac 交流電源
D1 整流器
10 誤差増幅部
11 オン期間制御部
11a VI変換器
12 入力電圧検出部
13 リアクトル電流検出部
14 積分回路
15 スイッチング素子駆動回路
16 サンプルアンドホールド回路
Q1 スイッチング素子
Q2、Q3、Q4 トランジスタ
D2 逆流阻止ダイオード
D3 ダイオード
L,L1 リアクトル
Np 主巻線
Ns 補助巻線
R1、R2 出力分割抵抗
R4、R5、R6 抵抗
R7 電流検出抵抗
C1 出力平滑コンデンサ
C2 コンデンサ
C3、C4 積分コンデンサ
A1 誤差増幅器
A2 演算増幅器
CP1 コンパレータ
CP2 比較回路
CP3 第2の比較回路
FF1 フリップフロップ
U1 オアゲート
LD 負荷
Vac AC power supply D1 Rectifier 10 Error amplifier 11 On period controller 11a VI converter 12 Input voltage detector 13 Reactor current detector 14 Integral circuit 15 Switching element drive circuit 16 Sample and hold circuit Q1 Switching elements Q2, Q3, Q4 Transistors D2 Backflow prevention diode D3 Diode L, L1 Reactor Np Main winding Ns Auxiliary winding R1, R2 Output split resistors R4, R5, R6 Resistor R7 Current detection resistor C1 Output smoothing capacitor C2 Capacitor C3, C4 Integration capacitor A1 Error amplifier A2 Operation Amplifier CP1 Comparator CP2 Comparison circuit CP3 Second comparison circuit FF1 Flip-flop U1 OR gate LD Load

Claims (5)

交流入力電圧を整流して入力電圧として出力する整流器と、
前記整流器の出力端間に接続され、リアクトルとスイッチング素子とが直列接続された第1直列回路と、
前記スイッチング素子の両端間に接続され、逆流阻止ダイオードと出力平滑コンデンサとが直列接続された第2直列回路と、
前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御回路を備え、前記出力平滑コンデンサの両端から直流の出力電圧を得る力率改善回路において、
前記制御回路は、
前記スイッチング素子がオンの時には、前記出力電圧に基づいて該スイッチング素子のオン期間を決定し、前記スイッチング素子がオフの時には、前記リアクトルに流れるリアクトル電流が前記整流器から出力される入力電圧に基づいて決められた値になったことを検出してオフ期間を決定することを特徴とする力率改善回路。
A rectifier that rectifies an AC input voltage and outputs the input voltage;
A first series circuit connected between the output ends of the rectifier, in which a reactor and a switching element are connected in series;
A second series circuit connected between both ends of the switching element, wherein a backflow prevention diode and an output smoothing capacitor are connected in series;
In a power factor improvement circuit comprising a control circuit for controlling on / off of the switching element, and obtaining a DC output voltage from both ends of the output smoothing capacitor,
The control circuit includes:
When the switching element is on, the on-period of the switching element is determined based on the output voltage. When the switching element is off, the reactor current flowing through the reactor is based on the input voltage output from the rectifier. A power factor correction circuit characterized in that an off period is determined by detecting that a predetermined value has been reached.
前記制御回路は、
前記出力電圧と第1の基準電圧との誤差電圧を増幅する誤差増幅器と、
前記スイッチング素子がオンの時に前記誤差増幅器の出力を積分し、該積分結果が第2の基準電圧より大きくなった場合に前記スイッチング素子のオン期間を終了させ、且つ積分結果を初期化するオン期間制御部と、
前記整流器から出力される入力電圧を検出する入力電圧検出部と、
前記スイッチング素子のオン期間では前記入力電圧検出部の出力を積分し、前記スイッチング素子のオフ期間では積分結果を保持する積分回路と、
前記リアクトルに流れるリアクトル電流を検出するリアクトル電流検出部と、
前記リアクトル電流検出部の出力と前記積分回路の出力とを比較し、前記リアクトル電流検出部の出力が前記積分回路の出力より小さくなったことを判断したときに、前記スイッチング素子をオンし、且つ前記積分回路における積分結果を初期化する比較回路と、
を備えたことを特徴とする請求項1記載の力率改善回路。
The control circuit includes:
An error amplifier for amplifying an error voltage between the output voltage and the first reference voltage;
An ON period in which the output of the error amplifier is integrated when the switching element is ON, and the ON period of the switching element is ended and the integration result is initialized when the integration result becomes larger than the second reference voltage. A control unit;
An input voltage detector for detecting an input voltage output from the rectifier;
An integration circuit that integrates the output of the input voltage detection unit in the on period of the switching element, and holds an integration result in the off period of the switching element;
A reactor current detector that detects a reactor current flowing through the reactor; and
When comparing the output of the reactor current detection unit and the output of the integration circuit, and determining that the output of the reactor current detection unit is smaller than the output of the integration circuit, and turning on the switching element, and A comparison circuit for initializing an integration result in the integration circuit;
The power factor correction circuit according to claim 1, further comprising:
前記リアクトルは補助巻線を備え、
前記入力電圧検出部は、前記スイッチング素子がオンの時、前記補助巻線に発生する電圧を検出することを特徴とする請求項2記載の力率改善回路。
The reactor includes an auxiliary winding,
3. The power factor correction circuit according to claim 2, wherein the input voltage detector detects a voltage generated in the auxiliary winding when the switching element is on.
前記スイッチング素子がオフされた時に前記積分回路の出力を保持する電圧保持回路を備え、
前記積分回路は、前記入力電圧検出部の出力を積分し、
前記比較回路は、前記スイッチング素子がオフのときに、前記リアクトル電流検出部の出力と前記電圧保持回路の出力とを比較し、前記リアクトル電流検出部の出力が前記電圧保持回路の出力より小さくなったことを判断したときに、前記スイッチング素子をオンし、且つ前記積分回路における積分結果および電圧保持回路に保持されている電圧を初期化することを特徴とする請求項2記載の力率改善回路。
A voltage holding circuit for holding the output of the integrating circuit when the switching element is turned off;
The integration circuit integrates the output of the input voltage detection unit,
The comparison circuit compares the output of the reactor current detection unit with the output of the voltage holding circuit when the switching element is off, and the output of the reactor current detection unit is smaller than the output of the voltage holding circuit. 3. The power factor correction circuit according to claim 2, wherein when the determination is made, the switching element is turned on, and the integration result in the integration circuit and the voltage held in the voltage holding circuit are initialized. .
前記積分回路の出力と所定の電圧を比較する第2の比較回路を備え、
前記積分回路の出力が所定の電圧を超えたことが前記第2の比較回路によって判断された場合に前記スイッチング素子をオフすることを特徴とする請求項2記載の力率改善回路。
A second comparison circuit for comparing the output of the integration circuit with a predetermined voltage;
3. The power factor correction circuit according to claim 2, wherein the switching element is turned off when the second comparison circuit determines that the output of the integration circuit exceeds a predetermined voltage.
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