JP2013090390A - セミブリッジレス力率改善回路とセミブリッジレス力率改善回路の駆動方法 - Google Patents
セミブリッジレス力率改善回路とセミブリッジレス力率改善回路の駆動方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】AC入力電源と、整流ブリッジ部と、第一のブーストコンバータと第二のブーストコンバータと、第一のブーストコンバータまたは第二のブーストコンバータをパルス駆動するパルス生成部とを備え、AC電源の入力に対応して第一のブーストコンバータと第二のブーストコンバータとを選択的に駆動し、整流ブリッジ部を構成する四つの回路素子のうち、第一または第二のブーストコンバータからの帰還電流が流れる二つの回路素子の少なくともいずれか一方は、帰還タイミングに合わせて導通するMOSFETで構成されるセミブリッジレス力率改善回路とする。
【選択図】図1
Description
セミブリッジレス力率改善回路1000のブーストコンバータ駆動部500は、AC入力電源が正電圧であるか否かを判断する。AC入力電源が正電圧である場合にはステップS231へと進み、AC入力電源が正電圧でない場合にはステップS232へと進む。
ブーストコンバータ駆動部500は、第一のブーストコンバータ300を駆動し、第二のブーストコンバータ400を停止する。すなわち、ブーストコンバータ駆動部500の正電位検出部510がパルス生成部530の駆動パルスを第一のブーストコンバータ300へと出力する。また、この場合には、MOSFET(Q5)がオンとされ導通され、帰還電流をMOSFET(Q5)を介して環流させる。
セミブリッジレス力率改善回路1000のブーストコンバータ駆動部500は、AC入力電源が負電圧であるか否かを判断する。AC入力電源が負電圧である場合にはステップS233へと進み、AC入力電源が負電圧でない場合にはステップS234へと進む。
ブーストコンバータ駆動部500は、第一のブーストコンバータ300を停止し、第二のブーストコンバータ400を駆動する。すなわち、ブーストコンバータ駆動部500の負電位検出部520がパルス生成部530の駆動パルスを第二のブーストコンバータ400へと出力する。また、この場合には、MOSFET(Q6)がオンとされ導通され、帰還電流をMOSFET(Q6)を介して環流させる
セミブリッジレス力率改善回路1000のAC入力電源100がオフであるか否かを判断する。AC入力電源100がオフである場合にはこの動作フローを終了し、AC入力電源100がオフでない場合にはステップS230へと戻る。
スイッチング・モード電源を設計する場合には、特に省エネルギーと環境保護の観点から、電力効率の向上が一つの課題となる。例えば、NEEA(Energy Efficiency Alliance)の80PLUSイニシアチブ(およびそのBronze、Silver、Goldの各基準)においては、ATXデスクトップPCおよびサーバーの電源設計者に対して、全体の効率を向上させる革新的なソリューションの開発が求められている。
図13乃至図16は、一般的なセミブリッジレスPFC回路の動作状態を順次説明する図である。AC入力電源がプラスである場合には図13に示すように期間t1において、AC入力電源からチョークコイルL1、スイッチング素子Q1、整流ダイオードD4を介して電流It1が流れる。
Claims (14)
- AC入力電源と、整流ブリッジ部と、第一のブーストコンバータと第二のブーストコンバータと、前記第一のブーストコンバータまたは前記第二のブーストコンバータをパルス駆動するパルス生成部とを備え、
前記AC電源の入力に対応して前記第一のブーストコンバータと前記第二のブーストコンバータとを選択的に駆動し、
前記整流ブリッジ部を構成する四つの回路素子のうち、前記第一または第二のブーストコンバータからの帰還電流が流れる二つの回路素子の少なくともいずれか一方は、帰還タイミングに合わせて導通するMOSFETで構成される
ことを特徴とするセミブリッジレス力率改善回路。 - 請求項1に記載のセミブリッジレス力率改善回路において、
前記AC入力電源がプラス側である場合には前記第一のブーストコンバータをパルス駆動し前記第二のブーストコンバータはパルス駆動せず、
前記AC入力電源がマイナス側である場合には前記第一のブーストコンバータをパルス駆動せず前記第二のブーストコンバータをパルス駆動する
ことを特徴とするセミブリッジレス力率改善回路。 - 請求項1または請求項2に記載のセミブリッジレス力率改善回路において、
前記第一のブーストコンバータが備えるインダクタと前記第二のブーストコンバータが備えるインダクタとが、共通のコアを備える
ことを特徴とするセミブリッジレス力率改善回路。 - 請求項3に記載のセミブリッジレス力率改善回路において、
前記第一のブーストコンバータが備えるインダクタは、トランスの一次側または二次側の任意の一方であり、
前記第二のブーストコンバータが備えるインダクタは、前記トランスの他方の側である
ことを特徴とするセミブリッジレス力率改善回路。 - 請求項4に記載のセミブリッジレス力率改善回路において、
前記トランスの一次側のインダクタンスと前記トランスの二次側のインダクタンスとが同一である
ことを特徴とするセミブリッジレス力率改善回路。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のセミブリッジレス力率改善回路において、
前記MOSFETは、前記AC入力電源の周波数に同期してオン・オフし、前記AC入力電源が正の場合と負の場合とで異なるスイッチング状態である
ことを特徴とするセミブリッジレス力率改善回路。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のセミブリッジレス力率改善回路において、
前記整流ブリッジ部を構成する四つの回路素子のうち、前記第一または第二のブーストコンバータからの帰還電流が流れる二つの回路素子は、帰還タイミングに合わせて導通する二つのMOSFETで構成され、
前記二つのMOSFETは各々、前記AC入力電源の周波数に同期してオン・オフし、前記AC入力電源が正の場合と負の場合とで異なるスイッチング状態であり、かつ、互いにオン・オフ状態が異なる
ことを特徴とするセミブリッジレス力率改善回路。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載のセミブリッジレス力率改善回路において、
前記第一のブーストコンバータのスイッチング素子または前記第二のブーストコンバータのスイッチング素子のいずれか一方に、前記パルス生成部で生成されたパルス信号を、前記AC入力電源の入力波形のゼロクロスごとに選択的に切り換えて入力する切り換え部を備える
ことを特徴とするセミブリッジレス力率改善回路。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載のセミブリッジレス力率改善回路において、
整流ブリッジ部は、
前記第一のブーストコンバータの駆動に対応して電流が流れる第一のダイオードと、前記第二のブーストコンバータの駆動に対応して電流が流れる第二のダイオードとを備える
ことを特徴とするセミブリッジレス力率改善回路。 - AC入力電源と、整流ブリッジ部と、第一のブーストコンバータと第二のブーストコンバータと、前記第一のブーストコンバータまたは前記第二のブーストコンバータをパルス駆動するパルス生成部とを備えるセミブリッジレス力率改善回路の駆動方法において、
前記AC電源の入力正負に対応して前記第一のブーストコンバータと前記第二のブーストコンバータとを選択的かつ交互にパルス駆動する工程を有し、
前記整流ブリッジ部を構成する四つの回路素子のうち、前記第一または第二のブーストコンバータからの帰還電流が流れる二つの回路素子の少なくともいずれか一方は、MOSFETで構成される
ことを特徴とするセミブリッジレス力率改善回路の駆動方法。 - 請求項10に記載のセミブリッジレス力率改善回路の駆動方法において、
前記AC入力電源がプラス側である場合に、前記第一のブーストコンバータをパルス駆動し前記第二のブーストコンバータはパルス駆動しない工程と、
前記AC入力電源がマイナス側である場合に、前記第一のブーストコンバータをパルス駆動せず前記第二のブーストコンバータをパルス駆動する工程とを有する
ことを特徴とするセミブリッジレス力率改善回路の駆動方法。 - 請求項10または請求項11に記載のセミブリッジレス力率改善回路の駆動方法において、
前記第一のブーストコンバータが備えるインダクタと前記第二のブーストコンバータが備えるインダクタとが共通のコアを備え、
前記第一のブーストコンバータが備えるインダクタは、トランスの一次側または二次側の任意の一方であり、前記第二のブーストコンバータが備えるインダクタは、前記トランスの他方の側であって
前記共通のコアを、前記AC電源の入力正負に拘わらず、常に駆動する工程を有する
ことを特徴とするセミブリッジレス力率改善回路の駆動方法。 - 請求項10乃至請求項12のいずれか一項に記載のセミブリッジレス力率改善回路の駆動方法において、
前記整流ブリッジ部を構成する四つの回路素子のうち、前記第一または第二のブーストコンバータからの帰還電流が流れる二つの回路素子は、帰還タイミングに合わせて導通する二つのMOSFETで構成され、
前記二つのMOSFETは各々、前記AC入力電源の周波数に同期してオン・オフし、前記AC入力電源が正の場合と負の場合とで異なるスイッチング状態であり、かつ、互いにオン・オフ状態が異なる
ことを特徴とするセミブリッジレス力率改善回路の駆動方法。 - 請求項10乃至請求項13のいずれか一項に記載のセミブリッジレス力率改善回路の駆動方法において、
前記MOSFETは、前記第一または第二のブーストコンバータの駆動に起因する帰還電流が流れる期間のみ導通される
ことを特徴とするセミブリッジレス力率改善回路の駆動方法。
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JP2014121249A (ja) * | 2012-12-19 | 2014-06-30 | Fujitsu Ltd | 電源装置 |
JP2017011778A (ja) * | 2015-06-17 | 2017-01-12 | 株式会社富士通ゼネラル | 空気調和機 |
CN106507546A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-03-15 | 吉安伊戈尔电气有限公司 | 一种高可靠性浪涌保护电路 |
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JP2004072846A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 整流装置 |
JP2010283953A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 力率改善回路 |
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