JP2011229233A - 力率改善回路およびその起動動作制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力電圧信号Vs1の瞬時値が、第2基準電圧Via未満であることを示す脈流監視信号を出力する脈流監視手段40を備える。出力電圧信号Vo1が、入力電圧信号Vs1の波高値よりも第3基準電圧Vobだけ低い電圧に達したことを示す差電圧監視信号を出力する差電圧監視手段42を備える。出力電圧信号Vo1が、第4基準電圧Vocに達したことを示す第1出力監視信号を出力する第1出力監視手段44を備える。出力電圧信号Vo1が、第5基準電圧Vodに達したことを示す第2出力監視信号を出力する第2出力監視手段46を備える。各監視信号に基づき、駆動パルスVgを出力可能な状態にするか否かの判断結果を、駆動パルス生成回路38に出力する開始・停止判断手段48を備える。
【選択図】図2
Description
前記入力電圧信号の瞬時値がゼロ電圧に近い第2基準電圧未満であることを示す脈流監視信号を出力する脈流監視手段と、入力投入時、前記出力電圧信号が上昇し、前記入力電圧信号の波高値よりも第3基準電圧だけ低い電圧に達したことを示す差電圧監視信号を出力する差電圧監視手段と、入力投入時、前記出力電圧信号が上昇し、前記入力電圧信号の波高値よりも高く前記第1基準電圧よりも低い第4基準電圧に達したことを示す第1出力監視信号を出力する第1出力監視手段と、前記第1出力監視信号が出力された後、前記出力電圧信号が前記入力電圧信号の波高値よりも高く前記第4基準電圧よりも低い第5基準電圧に達したこと、又は、前記出力電圧信号が前記第5基準電圧まで低下しないときは、前記第1出力監視信号が出力されてから第1基準時間を経過したこと、のいずれかを示す第2出力監視信号を出力する第2出力監視手段と、前記脈流監視信号、前記差電圧監視信号、前記第1及び第2出力監視信号を受け、前記スイッチング制御回路の前記駆動パルス生成部に向けて、前記駆動パルスを出力可能な状態にする開始信号、又は前記駆動パルスを出力できない状態にする停止信号を出力する開始・停止判断手段と、が設けられた起動動作制御回路を備え、
前記開始・停止判断手段の出力は、入力投入時は停止信号を出力し、前記差電圧監視信号が出力され前記脈流監視信号も合わせて出力されたときから前記開始信号に切り替わり、第1出力監視信号が出力されると前記停止信号に切り替わり、第2出力監視信号が出力されると前記開始信号に切り替わり、その後、第1出力監視信号が出力されても、前記開始信号を継続して出力する力率改善回路である。
入力投入後、前記出力電圧信号が上昇し前記入力電圧信号の波高値よりも第3基準電圧だけ低い電圧に達し、合わせて前記入力電圧信号の瞬時値がゼロ電圧に近い第2基準電圧未満になったときに、前記駆動パルス生成部が前記駆動パルスを出力可能な状態にする第1ステップと、さらに前記出力電圧信号が上昇し、前記入力電圧信号の波高値よりも高く前記第1基準電圧よりも低い第4基準電圧に達すると、前記駆動パルス生成部が前記駆動パルスを出力できない状態にする第2ステップと、その後、前記出力電圧信号が前記入力電圧信号の波高値よりも高く前記第4基準電圧よりも低い第5基準電圧に達したとき、又は、前記出力電圧信号が前記第5基準電圧まで低下しない場合は、前記第1出力監視信号が出力されてから第1基準時間を経過したとき、前記駆動パルス生成部が前記駆動パルスを出力可能な状態にし、次に前記出力電圧信号が上昇して第4基準電圧に達しても前記駆動パルス生成部が前記駆動パルスを出力可能な状態を継続させる第3ステップと、を備えた力率改善回路の起動動作制御方法である。
差電圧監視手段42は、入力電圧信号Vs1の波高値と出力電圧信号Vo1を認識し、入力投入で出力電圧信号Vo1が上昇し、入力電圧信号Vs1の波高値よりも第3基準電圧Vobだけ出力電圧信号Vo1が低い電圧に達すると、ローレベルの差電圧監視信号を出力する。
入力投入後、出力電圧信号Vo1が上昇し、やがて入力電圧信号Vs1の波高値よりも第3基準電圧Vobだけ低い電圧に達し、合わせて入力電圧信号Vs1の瞬時値がゼロ電圧に近い第2基準電圧Via未満になったときに、駆動パルス生成部38が駆動パルスVgを出力可能な状態にする。これが、第1ステップの制御である。
出力電圧信号Vo1がさらに上昇し、入力電圧信号Vs1の波高値よりも高く第1基準電圧Voaよりも低い第4基準電圧Vocに達すると、駆動パルス生成部38が駆動パルスVgを出力できない状態にする。これが、第2ステップの制御である。
その後、出力電圧信号Vo1が低下し、入力電圧信号Vs1の波高値よりも高く第4基準電圧Vocよりも低い第5基準電圧Vodに達すると、駆動パルス生成部38が駆動パルスVgを出力可能な状態にする。また、出力電圧信号Vo1が第5基準電圧Vodまで低下しない場合は、ハイレベルの第1出力監視信号が出力されてから第1基準時間td1を経過したとき、駆動パルス生成部38が駆動パルスVgを出力可能な状態にする。そして、次に出力電圧信号Vo1が上昇して第4基準電圧Vocに達しても、駆動パルス生成部38が駆動パルスVgを出力可能な状態に維持させる。これが、第3ステップの制御である。
前記第3ステップの後、出力電圧信号Vo1が第1基準電圧Voaを超えて上昇し、第1基準電圧Voaよりも高い第6基準電圧Voeに達すると、駆動パルス生成部38が駆動パルスVgを出力できない状態にする。これが第4ステップの制御である。
その後、出力電圧信号Vo1が低下し、第5の基準電圧Vodよりも高く第6基準電圧Voeよりも低い第7基準電圧(Voe−ΔVoe)に達すると、駆動パルス生成部38が駆動パルスVgを出力可能な状態にする。これが、第5ステップの制御である。
期間T6,T7,T8,T9に入っても、まだエラーアンプ部36の応答の遅れが回復せず、第4ステップ及び第5ステップの制御を繰り返し行なう。
出力電圧信号Vo1が第1基準電圧Voaに安定化されている定常状態になると、第6基準電圧Voeを、それよりも高い第8基準電圧Vofに切り替える。これが、第6ステップの制御である。
14 整流回路
16 昇圧チョッパ回路
20 チョークコイル
22 主スイッチング素子
24 整流ダイオード
26 平滑コンデンサ
28,60 スイッチング制御回路
30 昇圧電圧検出回路
32 入力電圧検出回路
34 起動動作制御回路
36 エラーアンプ部
38 駆動パルス生成部
40 脈流監視手段
42 差電圧監視手段
44 第1出力監視手段
46 第2出力監視手段
48 開始・停止判断手段
52 バイパスダイオード
54 突入電流制限抵抗
56 短絡スイッチ素子
62 第3出力監視手段
Ii 入力電流
Td1 第1基準時間
Vg 駆動パルス
Vs 整流電圧
Vs1 入力電圧信号
Vo 出力電圧
Vo1 出力電圧信号
Voa 第1基準電圧
Via 第2基準電圧
Vob 第3基準電圧
Voc 第4基準電圧
Vod 第5基準電圧
Voe 第6基準電圧
ΔVoe ヒステリシス幅
Vof 第8基準電圧
Claims (9)
- 交流の入力電圧を整流して脈流の整流電圧を出力する整流回路と、
一端が前記整流回路の出力に接続されたチョークコイル、前記チョークコイルの他の一端とグランドとの間に接続された主スイッチング素子、前記チョークコイルと前記主スイッチング素子との接続点にアノードが接続された整流ダイオード、及び前記整流ダイオードのカソードとグランドとの間に接続された平滑コンデンサで構成され、前記平滑コンデンサの両端に発生する出力電圧を負荷に電力供給する昇圧チョッパ回路と、
前記整流電圧を検出して入力電圧信号を出力する入力電圧検出回路と、
前記出力電圧を検出して出力電圧信号を出力する昇圧電圧検出回路と、
前記出力電圧信号を受け、当該出力電圧信号と出力電圧目標値を決定する第1基準電圧との差分を増幅するエラーアンプ部を有すると共に、前記エラーアンプ部の出力と前記入力電圧信号に基づき、前記出力電圧が前記出力電圧目標値になるように前記主スイッチング素子をオン・オフさせる駆動パルス生成部を有したスイッチング制御回路と、を備えた力率改善回路において、
前記入力電圧信号の瞬時値がゼロ電圧に近い第2基準電圧未満であることを示す脈流監視信号を出力する脈流監視手段と、
入力投入時、前記出力電圧信号が上昇し、前記入力電圧信号の波高値よりも第3基準電圧だけ低い電圧に達したことを示す差電圧監視信号を出力する差電圧監視手段と、
入力投入時、前記出力電圧信号が上昇し、前記入力電圧信号の波高値よりも高く前記第1基準電圧よりも低い第4基準電圧に達したことを示す第1出力監視信号を出力する第1出力監視手段と、
前記第1出力監視信号が出力された後、前記出力電圧信号が前記入力電圧信号の波高値よりも高く前記第4基準電圧よりも低い第5基準電圧に達したこと、又は前記出力電圧信号が前記第5基準電圧まで低下しないときは、前記第1出力監視信号が出力されてから第1基準時間を経過したこと、のいずれかを示す第2出力監視信号を出力する第2出力監視手段と、
前記脈流監視信号、前記差電圧監視信号、前記第1及び第2出力監視信号を受け、前記スイッチング制御回路の前記駆動パルス生成部に向けて、前記駆動パルスを出力可能な状態にする開始信号、又は前記駆動パルスを出力できない状態にする停止信号を出力する開始・停止判断手段と、が設けられた起動動作制御回路を備え、
前記開始・停止判断手段の出力は、入力投入時は停止信号を出力し、前記差電圧監視信号が出力され前記脈流監視信号も合わせて出力されたときから前記開始信号に切り替わり、第1出力監視信号が出力されると前記停止信号に切り替わり、第2出力監視信号が出力されると前記開始信号に切り替わり、その後、第1出力監視信号が出力されても、前記開始信号を継続して出力することを特徴とする力率改善回路。 - 前記スイッチング制御回路には、
入力投入時、前記出力電圧信号が上昇し、前記第1基準電圧よりも高い第6基準電圧に達したことを示す第3出力監視信号を出力する第3出力監視手段と、
前記第3出力監視信号が出力された後、前記出力電圧信号が前記第5基準電圧よりも高く前記第6基準電圧よりも低い第7基準電圧に低下したことを示す第4出力監視信号を出力する第4出力監視手段とが設けられ、
前記駆動パルス生成部は、前記開始・停止判断手段から前記開始信号が出力されているときでも、前記第3出力監視信号が出力されその後第4出力監視信号が出力されるまでの間は、前記駆動パルスを出力することができないように構成されている請求項1記載の力率改善回路。 - 前記起動動作制御回路は、マイクロコンピュータ内に一体に設けられ、プログラムの書き換えによって、各手段が有する各基準電圧及び第1基準時間の設定を変更できる請求項1又は2記載の力率改善回路。
- 前記出力電圧信号が第1基準電圧に安定化されている定常状態になると、前記第3出力監視手段の前記第6基準電圧が、それよりも高い第8基準電圧に切り替わる請求項1又は3記載の力率改善回路。
- アノードが前記整流回路の出力に接続され、カソードが前記整流ダイオードのカソードに接続されたバイパスダイオードと、前記整流ダイオードのカソードと前記平滑コンデンサとの接続点に挿入された突入電流制限抵抗と、前記突入電流制限抵抗に並列接続された短絡スイッチ素子とを備え、
入力投入時、前記短絡スイッチは、前記差電圧監視信号が出力され、合わせて前記脈流監視信号と出力され、その結果、前記開始・停止判断手段が開始信号を出力したときにオンに切り替わる請求項1乃至3のいずれか記載の力率改善回路。 - 交流の入力電圧を整流して脈流の整流電圧を出力する整流回路と、
一端が整流回路14の出力に接続されたチョークコイル、前記チョークコイルの他の一端とグランドとの間に接続された主スイッチング素子、前記チョークコイルと前記主スイッチング素子との接続点にアノードが接続された整流ダイオード、及び、前記整流ダイオードのカソードとグランドとの間に接続された平滑コンデンサで構成され、前記平滑コンデンサの両端に発生する出力電圧を負荷に電力供給する昇圧チョッパ回路と、
前記整流電圧を検出して入力電圧信号を出力する入力電圧検出回路と、
前記出力電圧を検出して出力電圧信号を出力する昇圧電圧検出回路と、
前記出力電圧信号を受け、当該出力電圧信号と出力電圧目標値を決定する第1基準電圧との差分を増幅するエラーアンプ部を有すると共に、前記エラーアンプ部の出力と前記入力電圧信号とに基づき、前記出力電圧が前記出力電圧目標値になるように前記主スイッチング素子をオン・オフさせる駆動パルス生成部を有したスイッチング制御回路と、を備えた力率改善回路の起動動作制御方法において、
入力投入後、前記出力電圧信号が上昇し前記入力電圧信号の波高値よりも第3基準電圧だけ低い電圧に達し、合わせて前記入力電圧信号の瞬時値がゼロ電圧に近い第2基準電圧未満になったときに、前記駆動パルス生成部が前記駆動パルスを出力可能な状態にする第1ステップと、
さらに前記出力電圧信号が上昇し、前記入力電圧信号の波高値よりも高く前記第1基準電圧よりも低い第4基準電圧に達すると、前記駆動パルス生成部が前記駆動パルスを出力できない状態にする第2ステップと、
その後、前記出力電圧信号が前記入力電圧信号の波高値よりも高く前記第4基準電圧よりも低い第5基準電圧に達したとき、又は前記出力電圧信号が前記第5基準電圧まで低下しない場合は、前記第1出力監視信号が出力されてから第1基準時間を経過したとき、前記駆動パルス生成部が前記駆動パルスを出力可能な状態にし、次に前記出力電圧信号が上昇して第4基準電圧に達しても前記駆動パルス生成部が前記駆動パルスを出力可能な状態を継続させる第3ステップと、を備えたことを特徴とする力率改善回路の起動動作制御方法。 - 前記第3ステップの後、前記出力電圧信号が上昇し、前記第1基準電圧よりも高い第6基準電圧に達したとき、前記駆動パルス生成部が前記駆動パルスを出力できない状態にする第4ステップと、
その後、前記出力電圧信号が前記第5基準電圧よりも高く前記第6基準電圧よりも低い第7基準電圧に低下したとき、前記駆動パルス生成部が前記駆動パルスを出力可能な状態にする第5ステップとを備え、
前記エラーアンプ部の動作によって出力電圧信号が前記第1基準電圧に安定化されるまでの間、上記の第4及び第5ステップを繰り返す請求項6記載の力率改善回路の起動動作制御方法。 - 前記出力電圧信号が第1基準電圧に安定化されている定常状態になると、前記第6基準電圧を、それよりも高い第8基準電圧に切り替える第6ステップを備えた請求項7記載の力率改善回路の起動動作制御方法。
- 前記第1ステップにおいて、前記駆動パルス生成部が前記駆動パルスを出力可能な状態にすると共に、
アノードが前記整流回路の出力に接続され、カソードが前記整流ダイオードのカソードに接続されたバイパスダイオードと、前記整流ダイオードのカソードと前記平滑コンデンサとの接続点に挿入された突入電流制限抵抗と、前記突入電流制限抵抗に並列接続された短絡スイッチ素子で構成された突入電流防止回路の、前記短絡スイッチ素子をオンさせる請求項6又は7記載の力率改善回路の起動動作制御方法。
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