JP2015023606A - Power-factor correction circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源装置等に設けられる力率改善(Power Factor Correction、以下「PFC」という。)回路、例えば、インターリーブ方式のPFC回路に関するものである。 The present invention relates to a power factor correction (hereinafter referred to as “PFC”) circuit provided in a power supply device or the like, for example, an interleaved PFC circuit.
例えば、電源装置に設けられるPFC回路は、交流(以下「AC」という。)電圧を整流するブリッジダイオードと、昇圧回路と、平滑用の出力コンデンサと、から構成されている。このPFC回路の低損失化を図るために、ブリッジダイオードを無くしたブリッジレスの回路構成が提案されている。ブリッジレスのPFC回路では、ACラインのそれぞれに昇圧回路を設け、整流と昇圧の動作を同時に行うダイレクト方式の回路構成になっている。より低損失化を図るために、インターリーブ化することが有効である。インターリーブ方式のPFC回路は、互いに位相をずらした複数の昇圧回路と、共有する1つの出力コンデンサと、から構成されている。 For example, a PFC circuit provided in a power supply device includes a bridge diode that rectifies an alternating current (hereinafter referred to as “AC”) voltage, a booster circuit, and a smoothing output capacitor. In order to reduce the loss of the PFC circuit, a bridgeless circuit configuration without a bridge diode has been proposed. The bridgeless PFC circuit has a direct circuit configuration in which a booster circuit is provided for each AC line, and rectification and boosting operations are performed simultaneously. Interleaving is effective to achieve a lower loss. The interleaved PFC circuit includes a plurality of booster circuits whose phases are shifted from each other and a common output capacitor.
図4は、非特許文献1に記載された従来のインターリーブ方式のブリッジレス・PFC回路の構成を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional interleaved bridgeless PFC circuit described in Non-Patent
このPFC回路は、ACの入力電圧Vin(例えば、50/60Hz)が印加される一対の入力端子1−1,1−2を有している。一方の入力端子1−1と接続点N1との間には、昇圧用のインダクタ2−1が接続され、その入力端子1−1と接続点N3との間にも、昇圧用のインダクタ2−2が接続されている。他方の入力端子1−2と接続点N2との間には、昇圧用のインダクタ2−3が接続され、その入力端子1−2と接続点N4との間にも、昇圧用のインダクタ2−4が接続されている。 This PFC circuit has a pair of input terminals 1-1 and 1-2 to which an AC input voltage Vin (for example, 50/60 Hz) is applied. A boosting inductor 2-1 is connected between one input terminal 1-1 and the connection point N1, and a boosting inductor 2- is also connected between the input terminal 1-1 and the connection point N3. 2 is connected. A boosting inductor 2-3 is connected between the other input terminal 1-2 and the connection point N2, and a boosting inductor 2- is also connected between the input terminal 1-2 and the connection point N4. 4 is connected.
接続点N1は、順方向のダイオード3−1を介して、直流(以下「DC」という。)の出力電圧Voutを出力する一対の出力端子6−1,6−2の内の一方の出力端子6−1に接続され、更に、その接続点N1が、MOSFET4−1を介して、他方の出力端子6−2に接続されている。接続点N2は、順方向のダイオード3−2を介して、一方の出力端子6−1に接続され、更に、その接続点N2が、MOSFET4−2を介して、他方の出力端子6−2に接続されている。接続点N3は、順方向のダイオード3−3を介して、一方の出力端子6−1に接続され、更に、その接続点N3が、MOSFET4−3を介して、他方の出力端子6−2に接続されている。接続点N4は、順方向のダイオード3−4を介して、一方の出力端子6−1に接続され、更に、その接続点N4が、MOSFET4−4を介して、他方の出力端子6−2に接続されている。各MOSFET4−1〜4−4のドレイン・ソース間には、ボディダイオードと言われる寄生ダイオード4aがそれぞれ接続されている。 The connection point N1 is one of the output terminals 6-1 and 6-2 that outputs a direct current (hereinafter referred to as “DC”) output voltage Vout via the forward diode 3-1. Further, the connection point N1 is connected to the other output terminal 6-2 via the MOSFET 4-1. The node N2 is connected to one output terminal 6-1 via a forward diode 3-2, and the node N2 is further connected to the other output terminal 6-2 via a MOSFET 4-2. It is connected. The connection point N3 is connected to one output terminal 6-1 via a forward diode 3-3, and the connection point N3 is connected to the other output terminal 6-2 via a MOSFET 4-3. It is connected. The connection point N4 is connected to one output terminal 6-1 via a forward diode 3-4, and the connection point N4 is connected to the other output terminal 6-2 via a MOSFET 4-4. It is connected. A parasitic diode 4a called a body diode is connected between the drain and source of each of the MOSFETs 4-1 to 4-4.
一対の出力端子6−1,6−2間には、平滑用の出力コンデンサ5と、負荷7と、が並列に接続されている。
A
インダクタ2−1,2−3、ダイオード3−1,3−2、及びMOSFET4−1,4−2により、第1昇圧回路が構成されている。更に、インダクタ2−2,2−4、ダイオード3−3,3−4、及びMOSFET4−3,4−4により、第2昇圧回路が構成されている。これらの第1昇圧回路と第2昇圧回路とにより、互いに位相が異なるインターリーブ動作が行われる。 The inductors 2-1 and 2-3, the diodes 3-1 and 3-2, and the MOSFETs 4-1 and 4-2 constitute a first booster circuit. Further, the inductors 2-2 and 2-4, the diodes 3-3 and 3-4, and the MOSFETs 4-3 and 4-4 constitute a second booster circuit. The first booster circuit and the second booster circuit perform interleave operations with different phases.
このような構成のPFC回路では、例えば、入力端子1−1が正電圧の時、MOSFET4−1,4−3は、昇圧動作のためのスイッチングを行い、MOSFET4−2,4−4をオンし続けることで、これらのMOSFET4−2,4−4の各寄生ダイオード4aを通過することなく、MOSFET4−2,4−4における低オン抵抗によって導通損失を低減することができる。ACの入力電圧Vinが交番する度に、MOSFET4−1,4−3とMOSFET4−2,4−4は、スイッチングとオン継続を繰り返す。これにより、出力コンデンサ5を介して、出力端子6−1,6−2から、昇圧されたDCの出力電圧Voutが出力される。
In the PFC circuit having such a configuration, for example, when the input terminal 1-1 is a positive voltage, the MOSFETs 4-1 and 4-3 perform switching for the boosting operation and turn on the MOSFETs 4-2 and 4-4. By continuing, the conduction loss can be reduced by the low on-resistance in the MOSFETs 4-2 and 4-4 without passing through the parasitic diodes 4a of the MOSFETs 4-2 and 4-4. Each time the AC input voltage Vin alternates, the MOSFETs 4-1 and 4-3 and the MOSFETs 4-2 and 4-4 repeat switching and ON-on. As a result, the boosted DC output voltage Vout is output from the output terminals 6-1 and 6-2 via the
しかしながら、従来の図4のPFC回路では、インダクタ2−1〜2−4も含めて4アームあり、煩雑な回路構成になっている。そのため、部品点数が多いので、電源装置の小型化の点でも課題があった。 However, the conventional PFC circuit of FIG. 4 has four arms including the inductors 2-1 to 2-4 and has a complicated circuit configuration. For this reason, since the number of parts is large, there is also a problem in terms of downsizing the power supply device.
本発明のPFC回路は、AC電圧が入力される一対の第1入力端子及び第2入力端子と、DC電圧が出力される一対の第1出力端子及び第2出力端子と、前記第2入力端子及び前記第1出力端子間に並列に接続された第1スイッチ素子及び第1ダイオードと、前記第2入力端子及び前記第2出力端子間に並列に接続された第2スイッチ素子及び第2ダイオードと、第1アーム回路と、第2アーム回路と、前記第1出力端子及び前記第2出力端子間に接続された出力コンデンサと、を備えている。 The PFC circuit of the present invention includes a pair of first and second input terminals to which an AC voltage is input, a pair of first and second output terminals to which a DC voltage is output, and the second input terminal. And a first switch element and a first diode connected in parallel between the first output terminals; a second switch element and a second diode connected in parallel between the second input terminal and the second output terminal; , A first arm circuit, a second arm circuit, and an output capacitor connected between the first output terminal and the second output terminal.
前記第1アーム回路は、前記第1入力端子及び第1接続点間に接続された第1インダクタと、前記第1接続点及び前記第1出力端子間に並列に接続された第3スイッチ素子及び第3ダイオードと、前記第1接続点及び前記第2出力端子間に並列に接続された第4スイッチ素子及び第4ダイオードと、を有している。前記第2アーム回路は、前記第1入力端子及び第2接続点間に接続された第2インダクタと、前記第2接続点及び前記第1出力端子間に並列に接続された第5スイッチ素子及び第5ダイオードと、前記第2接続点及び前記第2出力端子間に並列に接続された第6スイッチ素子及び第6ダイオードと、を有している。 The first arm circuit includes a first inductor connected between the first input terminal and the first connection point, a third switch element connected in parallel between the first connection point and the first output terminal, and A third diode; and a fourth switch element and a fourth diode connected in parallel between the first connection point and the second output terminal. The second arm circuit includes a second inductor connected between the first input terminal and the second connection point, a fifth switch element connected in parallel between the second connection point and the first output terminal, and A fifth diode; and a sixth switch element and a sixth diode connected in parallel between the second connection point and the second output terminal.
本発明のPFC回路によれば、次の(a)〜(c)のような効果がある。
(a) 従来のPFC回路に比べて、より少ない部品で、ブリッジレスPFC回路のインターリーブ化を実現でき、更に、電源装置等の小型化も可能になる。
The PFC circuit of the present invention has the following effects (a) to (c).
(A) Compared with the conventional PFC circuit, the bridgeless PFC circuit can be interleaved with fewer parts, and further, the power supply device and the like can be downsized.
(b) 第1アーム回路の上下の第3、第4スイッチ素子を能動的にオン/オフ動作させると共に、第2アーム回路の上下の第5、第6スイッチ素子も能動的にオン/オフ動作させれば、高効率化が図れる。 (B) The upper and lower third and fourth switch elements of the first arm circuit are actively turned on / off, and the upper and lower fifth and sixth switch elements of the second arm circuit are also actively turned on / off. If so, high efficiency can be achieved.
(c) 第1、第2スイッチ素子も、AC入力電圧の正負の半サイクル毎にオンさせれば、更に、高効率となる。 (C) If the first and second switch elements are also turned on every positive and negative half cycle of the AC input voltage, the efficiency is further increased.
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。 Modes for carrying out the present invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments when read in light of the accompanying drawings. However, the drawings are only for explanation and do not limit the scope of the present invention.
(実施例1の構成)
図1は、本発明の実施例1におけるインターリーブ方式のブリッジレス・PFC回路の構成を示す回路図である。
(Configuration of Example 1)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an interleaved bridgeless PFC circuit according to a first embodiment of the present invention.
このインターリーブ方式のブリッジレス・PFC回路は、電源装置等に設けられ、ACの入力電圧Vin(例えば、50/60Hz)に対して高い電圧のDC出力電圧Voutを出力するための昇圧型の回路であり、その入力電圧Vinが印加される一対の1入力端子11及び第2入力端子12を有している。第1入力端子11には、第1インダクタ21を介して、第1接続点N11が接続されると共に、第2インダクタ22を介して、第2接続点N12が接続されている。
This interleaved bridgeless PFC circuit is provided in a power supply device or the like, and is a step-up circuit for outputting a DC output voltage Vout that is higher than the AC input voltage Vin (for example, 50/60 Hz). And has a pair of one input terminal 11 and a
第2入力端子12は、第1スイッチ素子(例えば、Nチャネル型MOSFET)31のソース・ドレインを介して、DC出力電圧Voutを出力する一対の第1出力端子41及び第2出力端子42の内の第1出力端子41に接続されている。更に、第2入力端子12は、第2スイッチ素子(例えば、Nチャネル型MOSFET)32のドレイン・ソースを介して、第2出力端子42に接続されている。
The
第1接続点N11は、第3スイッチ素子(例えば、Nチャネル型MOSFET)33のソース・ドレインを介して、第1出力端子41に接続されると共に、第4スイッチ素子(例えば、Nチャネル型MOSFET)34のドレイン・ソースを介して、第2出力端子42に接続されている。
The first connection point N11 is connected to the
第2接続点N12は、第5スイッチ素子(例えば、Nチャネル型MOSFET)35のソース・ドレインを介して、第1出力端子41に接続されると共に、第6スイッチ素子(例えば、Nチャネル型MOSFET)36のドレイン・ソースを介して、第2出力端子42に接続されている。
The second connection point N12 is connected to the
6つのMOSFET31〜36の内、MOSFET31の順方向であるドレイン・ソース間には、第1ダイオード(例えば、寄生ダイオード)31aが逆方向に並列接続されている。同様に、MOSFET32の順方向であるドレイン・ソース間にも、第2ダイオード(例えば、寄生ダイオード)32aが逆方向に並列接続され、MOSFET33の順方向であるドレイン・ソース間にも、第3ダイオード(例えば、寄生ダイオード)33aが逆方向に並列接続され、MOSFET34の順方向であるドレイン・ソース間にも、第4ダイオード(例えば、寄生ダイオード)34aが逆方向に並列接続され、MOSFET35の順方向であるドレイン・ソース間にも、第5ダイオード(例えば、寄生ダイオード)35aが逆方向に並列接続され、更に、MOSFET36の順方向であるドレイン・ソース間にも、第6ダイオード(例えば、寄生ダイオード)36aが逆方向に並列接続されている。
Among the six
インダクタ21及びMOSFET33,34により、第1アーム回路が構成されている。インダクタ22及びMOSFET35,36により、第2アーム回路が構成されている。
The
第1出力端子41及び第2出力端子42間には、平滑用の出力コンデンサ37と、負荷43と、が並列に接続されている。
A smoothing
MOSFET31,32は、制御部50から出力されるスイッチ駆動信号S31,S32がそれぞれゲートに与えられると、そのスイッチ駆動信号S31,S32により、位相が180°ずれた状態で相補的にオン/オフ動作するトランジスタである。その他のMOSFET33〜36は、制御部50から出力されるスイッチ駆動信号S33〜S36がそれぞれゲートに与えられると、所定のタイミングで、オン/オフ動作するトランジスタである。
When the switch drive signals S31 and S32 output from the
制御部50の構成には、例えば、PFC回路を電流連続モードで動作させる電流連続モード制御方式と、PFC回路を電流臨界モードで動作させる電流臨界モード制御方式と、がある。
The configuration of the
電流連続モード制御方式の制御部50では、インダクタ21,22に流れる電流が0にならない内にMOSFET33〜36をオンさせ、インダクタ21,22に流れる電流が0にならないように、MOSFET33〜36を制御する。即ち、インダクタ21,22に流れる電流が連続的である。一般的には、固定周波数で、電流が正弦波になるように電流波形を制御する。
In the
この電流連続モード制御方式の制御部50は、入力電圧Vinの正弦波を正弦波の基準電圧Vth1として使う制御方法であり、例えば、出力電圧Voutを分圧した分圧電圧と基準電圧Vrefとの差を増幅して第1差動増幅結果を出力する第1差動増幅手段と、前記第1差動増幅結果と前記正弦波の基準電圧Vth1とを乗算して電流検出の基準電圧Vth2を出力する乗算手段と、インダクタ21,22を流れる電流を電圧の形で検出した電流検出値と前記電流検出の基準値Vth2との差を増幅して第2差動増幅結果を出力する第2差動増幅手段と、前記第2差動増幅結果と三角波基準電圧とを比較してパルス幅変調(以下「PWM」という。信号を生成する比較手段と、前記PWM信号を駆動してスイッチ駆動信号S31〜S36を出力する駆動手段と、により構成されている。
The
これに対し、電流臨界モード制御方式の制御部50では、インダクタ21,22に流れる電流(即ち、三角波電流)が0になってからMOSFET33〜36をオンする。出力電圧Voutが変われば、その出力電圧Voutを検出してスイッチ駆動信号S31〜S36のパルス幅を変える。出力電圧Voutが高すぎる時は、パルス幅を狭くし、低すぎる時は、広くする。この制御部50は、例えば、出力電圧Voutを分圧した分圧電圧と基準電圧Vrefとの差を増幅してパルス幅を有する差動増幅結果を出力する差動増幅手段と、インダクタ21,22を流れる電流のゼロ検出を行って所定時間遅延させたトリガ信号を生成するトリガ信号生成手段と、前記トリガ信号及び前記差動増幅結果を入力してパルスを発生するパルス発生手段と、前記パルスを駆動してスイッチ駆動信号S31〜S36を出力する駆動手段と、により構成されている。
On the other hand, in the
(実施例1の動作)
図2は、図1のFET回路における各部の動作を示す動作波形図である。
(Operation of Example 1)
FIG. 2 is an operation waveform diagram showing the operation of each part in the FET circuit of FIG.
この図2では、制御部50が電流臨界モード制御方式の場合のインダクタ21及びMOSFET33,34からなる第1アーム回路の動作波形が示されている。なお、インダクタ22及びMOSFET35,36からなる第2アーム回路は、基本的には第1アーム回路と同じ動作となり、第1アーム回路に対して180°ずれた動作波形となる。
FIG. 2 shows operation waveforms of the first arm circuit including the
図2中のV31gsは、MOSFET31のゲート・ソース間電圧、V32gsは、MOSFET32のゲート・ソース間電圧、V33gsは、MOSFET33のゲート・ソース間電圧、V34gsは、MOSFET34のゲート・ソース間電圧、I21は、インダクタ21に流れる三角波の電流、V34dsは、MOSFET34のドレイン・ソース間電圧、及び、V34gsは、MOSFET34のゲート・ソース間電圧である。
2, V31gs is the gate-source voltage of the
図3−1(1)、(2)は、図1において入力電圧Vin(50/60Hz)が正の半サイクルの時の電流の流れを示す回路図である。 FIGS. 3-1 (1) and (2) are circuit diagrams showing the flow of current when the input voltage Vin (50/60 Hz) is a positive half cycle in FIG.
図3−1(1)、(2)において、入力電圧Vinが正の半サイクルの時は、図2に示すように、スイッチ駆動信号S31,S33によってMOSFET31,33がオフ状態、及び、スイッチ駆動信号S32によってMOSFET32がオン状態の下で、スイッチ駆動信号S34によってMOSFET34を能動的にオン/オフ動作させる。
3-1 (1) and (2), when the input voltage Vin is a positive half cycle, as shown in FIG. 2, the
MOSFET34がオン状態の時には、図3−1(1)中の矢印で示すように、入力電圧Vin→第1入力端子11→インダクタ21→第1接続点N11→MOSFET34のドレイン・ソース間→MOSFET32→第2入力端子12→入力電圧Vinの経路で、電流I21が流れる。この時の電流I21の値は、図2に示すように、上昇して行く。
When the
MOSFET34がオフ状態の時には、図3−1(2)中の矢印で示すように、入力電圧Vin→第1入力端子11→インダクタ21→第1接続点N11→オフ状態のMOSFET33の寄生ダイオード33a→出力コンデンサ37→MOSFET32→第2入力端子12→入力電圧Vinの経路で、電流I21が流れ、出力コンデンサ37が充電される。この時の電流I21の値は、図2に示すように、下降して行く。
When the
図3−2(1)、(2)は、図1において入力電圧Vin(50/60Hz)が負の半サイクルの時の電流の流れを示す回路図である。 FIGS. 3-2 (1) and (2) are circuit diagrams showing the flow of current when the input voltage Vin (50/60 Hz) is a negative half cycle in FIG.
図3−2(1)、(2)において、入力電圧Vinが負の半サイクルの時は、正の時の逆の動作となる。即ち、図2に示すように、スイッチ駆動信号S32,S34によってMOSFET32,34がオフ状態、及び、スイッチ駆動信号S31によってMOSFET31がオン状態の下で、スイッチ駆動信号S33によってMOSFET33を能動的にオン/オフ動作させる。
In FIGS. 3-2 (1) and (2), when the input voltage Vin is a negative half cycle, the operation is the reverse of the positive operation. That is, as shown in FIG. 2, the
MOSFET33がオン状態の時には、図3−2(1)中の矢印で示すように、入力電圧Vin→第2入力端子12→MOSFET31のソース・ドレイン間→MOSFET33→第1接続点N11→インダクタ21→第1入力端子11→入力電圧Vinの経路で、電流I21が流れる。この時の電流I21の値は、図2に示すように、上昇して行く。
When the
MOSFET33がオフ状態の時には、図3−2(2)中の矢印で示すように、入力電圧Vin→第2入力端子12→MOSFET31のソース・ドレイン間→出力コンデンサ37→オフ状態のMOSFET34の寄生ダイオード34a→第1接続点N11→インダクタ21→第1入端子11→入力電圧Vinの経路で、電流I21が流れ、出力コンデンサ37が充電される。この時の電流I21の値は、図2に示すように、下降して行く。
When the
そして、図2に示すように、出力コンデンサ37にて平滑されたDCの出力電圧Voutが第1、第2出力端子41,42間から出力され、負荷43へ供給される。
As shown in FIG. 2, the DC output voltage Vout smoothed by the
以上の動作は、制御部50が電流臨界モード制御方式の場合の動作であるが、制御部50が電流連続モード制御方式の場合であっても、ほぼ同様の動作となる。
The above operation is an operation when the
(実施例1の効果)
本実施例1のPFC回路によれば、次の(a)〜(f)のような効果がある。
(Effect of Example 1)
The PFC circuit according to the first embodiment has the following effects (a) to (f).
(a) 従来の図4のPFC回路に比べて、より少ない部品で、ブリッジレスPFC回路のインターリーブ化を実現でき、更に、電源装置等の小型化も可能になる。 (A) Compared to the conventional PFC circuit of FIG. 4, the bridgeless PFC circuit can be interleaved with fewer parts, and further, the power supply device and the like can be downsized.
(b) 第1アーム回路の上下のMOSFET33,34を能動的にオン/オフ動作させると共に、第2アーム回路の上下のMOSFET35,36も能動的にオン/オフ動作させているので、高効率化が図れる。
(B) The upper and
(c) MOSFET31,32も、入力電圧Vinの正負の半サイクル毎にオンさせているので、更に、高効率となる。
(C) Since the
(d) 図3−1(2)に示すように、入力電圧Vinの正の半サイクルの動作時において、第1アーム回路内のMOSFET33がオフ状態のため、この寄生ダイオード33aに電流が流れるが、この時、スイッチ駆動信号S33によってMOSFET33をオンさせても良い。同様に、第2アーム回路内のMOSFET35をオンさせても良い。これにより、更に、低損失となる。
(D) As shown in FIG. 3-1 (2), during the operation of the positive half cycle of the input voltage Vin, the
(e) 図3−1(1)、(2)に示すように、入力電圧Vinの正の半サイクルでは、MOSFET32を流れる電流は1方向である。そのため、MOSFET32をオフ状態にしていても、この寄生ダイオード32aによって電流を流すことができる。同様に、図3−2(1)、(2)に示すように、入力電圧Vinの負の半サイクルでは、MOSFET31を流れる電流は1方向である。そのため、MOSFET31をオフ状態にしていても、この寄生ダイオード31aによって電流を流すことができる。つまり、入力電圧Vinの正負の1サイクルの間、MOSFET31,32をオフし続けることが可能であり、これにより、制御部50の構成及び機能を簡略化できる。
(E) As shown in FIGS. 3-1 (1) and (2), in the positive half cycle of the input voltage Vin, the current flowing through the
(f) 図2の動作波形は、制御部50が電流臨界モード制御方式の場合の動作波形であるが、制御部50が電流連続モード制御方式の場合であっても、ほぼ同様の効果を奏することができる。
(F) The operation waveform in FIG. 2 is an operation waveform when the
(変形例)
本発明は、上記実施例1に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(1)〜(3)のようなものがある。
(Modification)
The present invention is not limited to the first embodiment, and various usage forms and modifications are possible. For example, the following forms (1) to (3) are used as the usage form and the modified examples.
(1) 実施例1では、スイッチ素子として、Nチャネル型MOSFET31〜36を使用しているが、Pチャネル型MOSFETや、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor、以下「IGBT」という。)等の他のスイッチ素子を使用することも可能である。但し、例えば、IGBTを使用する場合は、寄生ダイオードが存在しないので、そのIGBTに対して並列に、且つ、IGBTの順方向に対して逆方向に、外付けのダイオードを接続することが必要になる。
(1) In the first embodiment, N-
(2) 制御部50は、種々の個別回路、あるいはマイクロコンピュータ等により構成できる。
(2) The
(3) 実施例1のPFC回路は、電源装置を含めた種々の装置に利用できる。 (3) The PFC circuit of the first embodiment can be used for various devices including a power supply device.
11,12 第1、第2入力端子
21,22 第1、第2インダクタ
31,32,33,34,35,36 MOSFET
31a,32a,33a,34a,35a,36a 寄生ダイオード
37 出力コンデンサ
41,42 第1、第2出力端子
43 負荷
50 制御部
N11,N12 第1、第2接続点
Vin 入力電圧
Vout 出力電圧
11, 12 First and
31a, 32a, 33a, 34a, 35a, 36a
Claims (5)
直流電圧が出力される一対の第1出力端子及び第2出力端子と、
前記第2入力端子及び前記第1出力端子間に並列に接続された第1スイッチ素子及び第1ダイオードと、
前記第2入力端子及び前記第2出力端子間に並列に接続された第2スイッチ素子及び第2ダイオードと、
前記第1入力端子及び第1接続点間に接続された第1インダクタと、前記第1接続点及び前記第1出力端子間に並列に接続された第3スイッチ素子及び第3ダイオードと、前記第1接続点及び前記第2出力端子間に並列に接続された第4スイッチ素子及び第4ダイオードと、を有する第1アーム回路と、
前記第1入力端子及び第2接続点間に接続された第2インダクタと、前記第2接続点及び前記第1出力端子間に並列に接続された第5スイッチ素子及び第5ダイオードと、前記第2接続点及び前記第2出力端子間に並列に接続された第6スイッチ素子及び第6ダイオードと、を有する第2アーム回路と、
前記第1出力端子及び前記第2出力端子間に接続された出力コンデンサと、
を備えることを特徴とする力率改善回路。 A pair of first and second input terminals to which an alternating voltage is input;
A pair of first and second output terminals from which a DC voltage is output;
A first switch element and a first diode connected in parallel between the second input terminal and the first output terminal;
A second switch element and a second diode connected in parallel between the second input terminal and the second output terminal;
A first inductor connected between the first input terminal and the first connection point; a third switch element and a third diode connected in parallel between the first connection point and the first output terminal; A first arm circuit having a fourth switch element and a fourth diode connected in parallel between one connection point and the second output terminal;
A second inductor connected between the first input terminal and the second connection point; a fifth switch element and a fifth diode connected in parallel between the second connection point and the first output terminal; A second arm circuit having a sixth switch element and a sixth diode connected in parallel between two connection points and the second output terminal;
An output capacitor connected between the first output terminal and the second output terminal;
A power factor correction circuit comprising:
前記第2ダイオードは、前記第2スイッチ素子の順方向に対して逆方向に並列接続され、
前記第3ダイオードは、前記第3スイッチ素子の順方向に対して逆方向に並列接続され、
前記第4ダイオードは、前記第4スイッチ素子の順方向に対して逆方向に並列接続され、
前記第5ダイオードは、前記第5スイッチ素子の順方向に対して逆方向に並列接続され、
前記第6ダイオードは、前記第6スイッチ素子の順方向に対して逆方向に並列接続され、
ていることを特徴とする請求項1記載の力率改善回路。 The first diode is connected in parallel in the reverse direction to the forward direction of the first switch element,
The second diode is connected in parallel in the reverse direction with respect to the forward direction of the second switch element,
The third diode is connected in parallel in the reverse direction to the forward direction of the third switch element,
The fourth diode is connected in parallel in the reverse direction to the forward direction of the fourth switch element,
The fifth diode is connected in parallel in the reverse direction to the forward direction of the fifth switch element,
The sixth diode is connected in parallel in the reverse direction to the forward direction of the sixth switch element,
The power factor correction circuit according to claim 1, wherein:
前記第4スイッチ素子は、前記第1スイッチ素子に対して相補的にオン/オフ動作する前記第2スイッチ素子のオン状態の間、スイッチ駆動信号によりオン/オフ動作し、
前記第5スイッチ素子は、前記第1スイッチ素子のオン状態から位相が180°ずれた前記第1スイッチ素子のオン状態の間、スイッチ駆動信号によりオン/オフ動作し、
前記第6スイッチ素子は、前記第2スイッチ素子のオン状態から位相が180°ずれた前記第2スイッチ素子のオン状態の間、スイッチ駆動信号によりオン/オフ動作する、
ことを特徴とする請求項2記載の力率改善回路。 The third switch element is turned on / off by a switch drive signal while the first switch element is on.
The fourth switch element is turned on / off by a switch driving signal while the second switch element is turned on / off complementarily with respect to the first switch element.
The fifth switch element is turned on / off by a switch drive signal during the on state of the first switch element whose phase is shifted by 180 ° from the on state of the first switch element.
The sixth switch element is turned on / off by a switch drive signal during the on state of the second switch element whose phase is shifted by 180 ° from the on state of the second switch element.
The power factor correction circuit according to claim 2, wherein:
前記第1ダイオード、前記第2ダイオード、前記第3ダイオード、前記第4ダイオード、前記第5ダイオード、及び前記第6ダイオードは、それぞれ前記MOSFETの寄生ダイオードにより構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の力率改善回路。 The 1 switch element, the second switch element, the third switch element, the fourth switch element, the fifth switch element, and the sixth switch element are each configured by a MOSFET,
The first diode, the second diode, the third diode, the fourth diode, the fifth diode, and the sixth diode are each configured by a parasitic diode of the MOSFET. The power factor correction circuit according to any one of 1 to 3.
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