JP2016052207A - High-efficiency power factor improvement circuit and switching power supply unit - Google Patents

High-efficiency power factor improvement circuit and switching power supply unit Download PDF

Info

Publication number
JP2016052207A
JP2016052207A JP2014177099A JP2014177099A JP2016052207A JP 2016052207 A JP2016052207 A JP 2016052207A JP 2014177099 A JP2014177099 A JP 2014177099A JP 2014177099 A JP2014177099 A JP 2014177099A JP 2016052207 A JP2016052207 A JP 2016052207A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
switching
output
power supply
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014177099A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6379877B2 (en
Inventor
杉本 雅俊
Masatoshi Sugimoto
雅俊 杉本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2014177099A priority Critical patent/JP6379877B2/en
Publication of JP2016052207A publication Critical patent/JP2016052207A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6379877B2 publication Critical patent/JP6379877B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-efficiency power factor improvement circuit for improving efficiency by reducing a switching loss by performing a burst operation of a switching element when a load of a switching power supply is light or there is no load, and the switching power supply unit.SOLUTION: A rectified input voltage 30 is supplied to a burst circuit 50 that is externally mounted on a control IC 100. The input voltage 30 supplied to the burst circuit 50 is divided by a voltage dividing resistor Rb1 (51) and a voltage dividing resistor Rb2 (52) of the burst circuit 50, and the divided input voltage is AC-coupled to a COMP terminal via a capacitor Cb53 and superposed on an output voltage 12 of an error amplifier (ERRAMP) 10. Only in the vicinity of a voltage peak of a ripple 60 that is synchronized with the input voltage, namely, only when the ripple 60 exceeds a threshold voltage, a switching pulse for driving ON/OFF of a MOSFET Q1(20) is outputted from an OUT (Output) terminal 17.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、スイッチング電源装置の負荷が軽負荷時及び無負荷時にスイッチング素子をバースト動作させることによりスイッチング損失を減らし、以って効率を向上させる力率改善回路およびスイッチング電源装置に関する。   The present invention relates to a power factor correction circuit and a switching power supply device that reduce switching loss and improve efficiency by performing a burst operation of a switching element when the load of the switching power supply device is light and no load.

下記に示す非特許文献1には、出力電圧を検出し基準電圧と比較し増幅するエラーアンプ(誤差増幅器)を内蔵し、一定の負荷に対してスイッチング素子のオン幅をエラーアンプの出力に応じた一定の大きさに制御する、いわゆるオン幅固定制御(オン時間一定制御)による力率改善回路(PFC(Power Factor Correction)回路)が記載されている。   Non-Patent Document 1 shown below incorporates an error amplifier (error amplifier) that detects and amplifies the output voltage by comparing it with a reference voltage, and the ON width of the switching element according to the output of the error amplifier for a certain load. A power factor correction circuit (PFC (Power Factor Correction) circuit) by so-called fixed ON width control (constant ON time control) is described.

図3は、下記の非特許文献1に記載されている、従来のPFC回路を有するスイッチング電源装置の構成を示すものでる。また図4は、図3に示した従来の力率改善回路の動作波形を示す図である。   FIG. 3 shows a configuration of a switching power supply device having a conventional PFC circuit described in Non-Patent Document 1 below. FIG. 4 is a diagram showing operation waveforms of the conventional power factor correction circuit shown in FIG.

図3のPFC回路は、昇圧コンバータを構成するものであって、スイッチング素子としてのMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属酸化膜電界効果トランジスタ)(Q1)220がオンすると、インダクタ(L1)232の電流IL1はゼロから上昇する。同時に制御IC(Integrated Circuit)200の内部のランプ発振器(RAMP OSC)214の出力Vramp(キャリア信号)がRT端子に接続されている抵抗の抵抗値で決まる傾きで上昇する。そしてランプ発振器(RAMP OSC)214の出力Vrampとエラーアンプ(ERRAMP)210の出力Vcomp(212)をコンパレータ (PWM.comp)213が比較し、Vramp>Vcompとなると MOSFET Q1(220)がオフし、ランプ発振器(RAMP OSC)214の出力Vrampは低下する。MOSFET Q1(220)がオフすると、インダクタL1(232)の両端電圧は反転し、ダイオードD1(234)を通して出力電圧236側へ電流を供給しながら、インダクタL1(232)の電流IL1は減少する。 The PFC circuit of FIG. 3 constitutes a step-up converter. When a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) (Q1) 220 as a switching element is turned on, an inductor (L1) 232 is turned on. Current I L1 rises from zero. At the same time, the output Vramp (carrier signal) of the ramp oscillator (RAMP OSC) 214 inside the control IC (Integrated Circuit) 200 rises with a slope determined by the resistance value of the resistor connected to the RT terminal. The comparator (PWM.comp) 213 compares the output Vramp of the ramp oscillator (RAMP OSC) 214 and the output Vcomp (212) of the error amplifier (ERRAMP) 210. When Vramp> Vcomp, the MOSFET Q1 (220) is turned off. The output Vramp of the ramp oscillator (RAMP OSC) 214 decreases. When the MOSFET Q1 (220) is turned off, the voltage across the inductor L1 (232) is inverted, and the current I L1 of the inductor L1 (232) decreases while supplying current to the output voltage 236 side through the diode D1 (234). .

インダクタL1(232)の電流IL1がゼロになるタイミングをIS端子における電圧216に基づいて電流コンパレータ(ZCD.comp)215で検出する。そしてRTZC端子の抵抗の抵抗値で決まる遅延時間の後にMOSFET Q1(220)がオンし、次のスイッチングサイクルに移行する。制御IC200は、この動作を繰り返し行わせることにより動作(臨界動作)を継続させる。 The timing at which the current I L1 of the inductor L1 (232) becomes zero is detected by the current comparator (ZCD.comp) 215 based on the voltage 216 at the IS terminal. Then, after a delay time determined by the resistance value of the resistor of the RTZC terminal, the MOSFET Q1 (220) is turned on, and the next switching cycle is started. The control IC 200 continues the operation (critical operation) by repeating this operation.

上述のスイッチング動作において、PFC回路の負荷が一定の場合、エラーアンプ(ERRAMP)210の出力Vcomp(212)の値は一定となり、MOSFET Q1(220)のオン幅は一定になる。このときインダクタL1(232)のピーク電流は次の式で与えられる。すなわち、
Imax = (Vin / L)ton
ここで、ImaxはインダクタL1のピーク電流、Vinは入力電圧、LはインダクタL1のインダクタンス値、tonはオン幅である。
In the switching operation described above, when the load of the PFC circuit is constant, the value of the output Vcomp (212) of the error amplifier (ERRAMP) 210 is constant, and the ON width of the MOSFET Q1 (220) is constant. At this time, the peak current of the inductor L1 (232) is given by the following equation. That is,
Imax = (Vin / L) t on
Here, Imax is the peak current of the inductor L1, Vin is the input voltage, L is the inductance value of the inductor L1, and t on is the ON width.

上記において、L,tonは一定のため、L1(232)のピーク電流ImaxはVin(入力電圧)230に比例する。その波形は入力電圧230と同じAC(Alternate Current)波形となり、この動作により力率改善が可能となる。この制御方式は、一般に“オン幅固定制御(オン時間一定制御)”と呼ばれており、入力電圧を検出する必要がないので、待機時に入力電圧検出抵抗により入力電圧を検出する従前の制御方式よりも電力が削減されるという効果を有している。 In the above, since L and t on are constant, the peak current Imax of L1 (232) is proportional to Vin (input voltage) 230. The waveform is the same AC (Alternate Current) waveform as that of the input voltage 230, and the power factor can be improved by this operation. This control method is generally referred to as “fixed on width control (constant on time control)”, and it is not necessary to detect the input voltage. Therefore, the conventional control method detects the input voltage with the input voltage detection resistor during standby. It has the effect that electric power is reduced rather than.

図3に示される昇圧コンバータ構成のPFC回路の動作を説明する。PFCの出力電圧236は、分圧抵抗R1(237)、R2(238)で分圧され、制御IC200のFB端子に入力される。この分圧と制御IC200内に設けられた基準電圧源211の直流電圧2.5Vとの差に応じた電流をエラーアンプ(ERRAMP)210が出力し(エラーアンプ(ERRAMP)210はトランスコンダクタンスアンプにより構成される)、これをエラーアンプ(ERRAMP)210の出力端子に接続されているキャパシタ261が積分・平滑することにより信号Vcomp(212)が生成される。制御IC200は、このエラーアンプ(ERRAMP)210の出力Vcomp(212)を用いてPFC回路の出力電圧236が一定になるように(出力電圧236の分圧が基準電圧源211の直流電圧2.5Vに等しくなるように)MOSFET Q1(220)のスイッチング動作を制御する。   The operation of the PFC circuit having the boost converter configuration shown in FIG. 3 will be described. The output voltage 236 of the PFC is divided by the voltage dividing resistors R1 (237) and R2 (238) and input to the FB terminal of the control IC 200. The error amplifier (ERRAMP) 210 outputs a current corresponding to the difference between the divided voltage and the DC voltage 2.5 V of the reference voltage source 211 provided in the control IC 200 (the error amplifier (ERRAMP) 210 is constituted by a transconductance amplifier). This is integrated and smoothed by a capacitor 261 connected to the output terminal of the error amplifier (ERRAMP) 210 to generate a signal Vcomp (212). The control IC 200 uses the output Vcomp (212) of the error amplifier (ERRAMP) 210 so that the output voltage 236 of the PFC circuit becomes constant (the divided voltage of the output voltage 236 is set to the DC voltage 2.5 V of the reference voltage source 211). Controls the switching operation of MOSFET Q1 (220) to be equal.

一方でPFC回路の出力電圧236には、通常、商用電源に基づく交流(AC:Alternate Current)入力222に同期したリップル分が含まれているが、エラーアンプ(ERRAMP)210の出力Vcomp(212)にこのリップル分が現れると、PFC回路は安定動作しない。そのため、エラーアンプ(ERRAMP)210の出力でもあるCOMP端子に接続されたCR(Capacitor and Resistor)の位相補償回路で、入力周波数の2倍の周波数より高い帯域をカットして(当該帯域のゲインを0dBより落として)使用するようにしている。この結果、エラーアンプ(ERRAMP)210の出力でもあるCOMP端子の電圧は、定常状態ではほぼ直流電圧となっている(図3のCOMP端子への矢印線及び図4の上部波形参照)。   On the other hand, the output voltage 236 of the PFC circuit usually includes a ripple component synchronized with an alternating current (AC) input 222 based on a commercial power supply, but the output Vcomp (212) of the error amplifier (ERRAMP) 210. When this ripple appears, the PFC circuit does not operate stably. Therefore, a phase compensation circuit of CR (Capacitor and Resistor) connected to the COMP terminal, which is also the output of the error amplifier (ERRAMP) 210, cuts a band higher than twice the input frequency (the gain of the band is increased). (Below 0 dB). As a result, the voltage at the COMP terminal, which is also the output of the error amplifier (ERRAMP) 210, is substantially a DC voltage in the steady state (see the arrow line to the COMP terminal in FIG. 3 and the upper waveform in FIG. 4).

そしてエラーアンプ(ERRAMP)210の出力Vcomp(212)は、制御IC200内のコンパレータ(PWM.comp)213でランプ発振器(RAMP OSC)214の出力Vrampと比較され、比較結果をOUT端子217からスイッチング素子Q1(220)のゲートに出力し、スイッチング素子Q1(220)のオン幅を制御することでPFC回路の出力電圧236が調整される。   The output Vcomp (212) of the error amplifier (ERRAMP) 210 is compared with the output Vramp of the ramp oscillator (RAMP OSC) 214 by the comparator (PWM.comp) 213 in the control IC 200, and the comparison result is output from the OUT terminal 217 to the switching element. The output voltage 236 of the PFC circuit is adjusted by outputting to the gate of Q1 (220) and controlling the ON width of the switching element Q1 (220).

図3に示したPFC回路は、臨界モード(Critical Mode)で使用されるようにされており、重負荷時にはスイッチング周波数が低く、軽負荷時にはスイッチング周波数が高くなるものの、図3に示されるPFC回路は、軽負荷状態から重負荷状態において、OUT(Output)端子217からスイッチングパルスが継続して出力される(図4の下部波形参照)ため、負荷が軽いほどMOSFET Q1(220)のスイッチング損失が増え、効率が低下するという課題がある。   The PFC circuit shown in FIG. 3 is used in a critical mode (Critical Mode). Although the switching frequency is low at heavy load and the switching frequency is high at light load, the PFC circuit shown in FIG. Since the switching pulse is continuously output from the OUT (Output) terminal 217 in the light load state to the heavy load state (see the lower waveform in FIG. 4), the switching loss of the MOSFET Q1 (220) decreases as the load is lighter. There is a problem that the efficiency increases and the efficiency decreases.

また下記特許文献1には、交流電源に接続され直流電圧を得る力率改善回路と、力率改善回路の直流電圧をトランスの1次巻線に入力しスイッチング素子によりオン/オフして別の直流電圧に変換し無負荷又は軽負荷時にスイッチング周波数が低下又は間欠発振に移行するDC−DCコンバータとを備えたスイッチング電源装置において、トランスの2次巻線に発生する電圧を整流し第1平滑コンデンサで平滑して負荷へ供給する第1整流平滑回路と、トランスの制御巻線に発生する電圧を整流し第2平滑コンデンサで平滑する第2整流平滑回路と、この第2整流平滑回路の出力リップルが所定値以上になったことを検知したときに、スイッチング周波数が低下又は間欠発振に移行したとして力率改善回路を停止させる軽負荷検出回路とを備えるスイッチング電源装置が記載されている。   In Patent Document 1 below, a power factor correction circuit that is connected to an AC power source and obtains a DC voltage, and a DC voltage of the power factor correction circuit is input to a primary winding of a transformer and turned on / off by a switching element. In a switching power supply apparatus including a DC-DC converter that converts to a DC voltage and has a switching frequency that decreases or switches to intermittent oscillation at no load or light load, the voltage generated in the secondary winding of the transformer is rectified to be first smoothed A first rectifying / smoothing circuit that is smoothed by a capacitor and supplied to a load, a second rectifying / smoothing circuit that rectifies the voltage generated in the control winding of the transformer and smoothes it by a second smoothing capacitor, and an output of the second rectifying / smoothing circuit A light load detection circuit that stops the power factor correction circuit when the switching frequency decreases or shifts to intermittent oscillation when it is detected that the ripple has exceeded the specified value. Switching power supply device is described that.

そしてこのスイッチング電源装置は、第2整流平滑回路の出力リップルが所定値以上になったことを検知したときに、スイッチング周波数が低下又は間欠発振に移行したとして力率改善回路を停止させることで待機時の消費電力を低減することを教示している。   And when this switching power supply detects that the output ripple of the 2nd rectification smoothing circuit became more than predetermined value, it will stand by by stopping a power factor improvement circuit noting that a switching frequency fell or shifted to intermittent oscillation. Teaching to reduce power consumption at the time.

具体的には、軽負荷時にはDC−DCコンバータの制御IC72が待機時動作モードになり、通常時のスイッチング周波数より遥かに低い周波数でスイッチング素子Q2が間欠発振する(t〜t区間)。このとき、上記第1平滑コンデンサに相当する平滑コンデンサC5の電圧VC5は、重負荷時及び軽負荷時においても、ほぼ一定の電圧となるように制御される。一方、軽負荷になると通常時のスイッチング周波数より遥かに低い周波数でスイッチング素子Q2が間欠発振するため、上記第2平滑コンデンサに相当する平滑コンデンサC4の電圧VC4は、発振していない期間(t〜t区間、t〜t区間)に、平滑コンデンサC4とその負荷インピーダンス(軽負荷検出回路15のインピーダンス)による時定数で放電して低下していき、大きなリップルが現れる。 Specifically, at the time of light load becomes the control IC72 standby operation mode of the DC-DC converter, the switching element Q2 at a much lower frequency than the switching frequency at the normal time to intermittent oscillation (t 1 ~t 7 segment). At this time, the voltage V C5 of the smoothing capacitor C5 corresponding to the first smoothing capacitor is controlled to be a substantially constant voltage even during heavy load and light load. On the other hand, when the load is light, the switching element Q2 intermittently oscillates at a frequency much lower than the normal switching frequency. Therefore, the voltage V C4 of the smoothing capacitor C4 corresponding to the second smoothing capacitor is not oscillated (t 1 ~t 3 section, the t 5 ~t 7 segment), gradually decreases to discharge time constant of the smoothing capacitor C4 that the load impedance (the impedance of the light load detection circuit 15), a large ripple appears.

軽負荷検出回路15は、基準電圧Vrefと平滑コンデンサC4の電圧VC4を比較して、平滑コンデンサC4の電圧VC4が基準電圧Vref以下になった時(t〜t区間、t〜t区間)に、Lレベルとなる電圧信号Vse1をPFC制御回路6aに出力してPFC制御回路6aを停止させる。このため、間欠発振の殆んどの期間で力率改善回路5を停止させることができる。また、間欠発振の期間(t〜t)では、平滑コンデンサC4の電圧VC4を基準電圧Vrefまで上昇しないように、軽負荷検出回路15の内部の時定数をさらに大きくすると、軽負荷検出回路15からPFC制御回路6aに出力される信号は、図6に示す電圧信号Vse2のようになり、間欠発振の期間では、力率改善回路5を継続して停止させることができる。このように実施例のスイッチング電源装置によれば、軽負荷検出回路15は、平滑コンデンサC4の出力リップルが所定値以上になったことを検知したときに、間欠発振に移行したとしてPFC制御回路6aを停止させるので、DC−DCコンバータが待機時動作に移行したことを安価に外部から判断でき、確実に力率改善回路5を停止させて待機時の消費電力を低減できる。 Light load detection circuit 15 compares the voltage V C4 of the reference voltage Vref and the smoothing capacitor C4, when the voltage V C4 of the smoothing capacitor C4 is equal to or less than the reference voltage Vref (t 2 ~t 4 sections, t 6 ~ to t 8 intervals), and outputs a voltage signal Vse1 which becomes L level to the PFC control circuit 6a to stop the PFC control circuit 6a. For this reason, the power factor correction circuit 5 can be stopped in most periods of intermittent oscillation. Further, during the intermittent oscillation period (t 1 to t 7 ), if the time constant inside the light load detection circuit 15 is further increased so that the voltage V C4 of the smoothing capacitor C4 does not rise to the reference voltage Vref, the light load detection is performed. The signal output from the circuit 15 to the PFC control circuit 6a is a voltage signal Vse2 shown in FIG. 6, and the power factor correction circuit 5 can be continuously stopped during the intermittent oscillation period. As described above, according to the switching power supply device of the embodiment, the light load detection circuit 15 detects that the output ripple of the smoothing capacitor C4 is equal to or higher than the predetermined value, and assumes that the PFC control circuit 6a has shifted to intermittent oscillation. Therefore, the fact that the DC-DC converter has shifted to the standby operation can be determined from the outside at low cost, and the power factor correction circuit 5 can be reliably stopped to reduce the standby power consumption.

特開2005-348560号公報(図1,図6、段落0044〜0048)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-348560 (FIG. 1, FIG. 6, paragraphs 0044 to 0048)

菅原敬人、外2名、「第2世代臨界モードPFC制御IC「FA5590シリーズ」」、富士時報、富士電機ホールディングス株式会社、平成22年11月10日、第83巻、第6号、p.405−410Takahito Sugawara, two others, “2nd generation critical mode PFC control IC“ FA5590 series ””, Fuji Times, Fuji Electric Holdings Co., Ltd., November 10, 2010, Vol. 83, No. 6, p. 405-410

このように図3に示された従来技術の場合には、軽負荷時に、スイッチング周波数が高くなり、スイッチング素子の損失は増加してしまうため、(1)効率が悪化する、(2)スイッチング素子の温度が上昇してしまう、といった問題があった。   As described above, in the case of the prior art shown in FIG. 3, the switching frequency becomes high and the loss of the switching element increases at the time of a light load, so that (1) efficiency is deteriorated, (2) switching element There was a problem that the temperature of this would rise.

また、特許文献1に開示されているスイッチング電源装置は、軽負荷時にPFCをON/OFFするため、PFC回路の出力電圧が変動し後段コンバータの設計が難しくなるという課題があった。   Further, the switching power supply device disclosed in Patent Document 1 has a problem that the output voltage of the PFC circuit fluctuates and the design of the subsequent converter becomes difficult because the PFC is turned on / off at a light load.

そこで本発明は、スイッチング電源装置の負荷が軽負荷時及び無負荷時にスイッチング素子をバースト動作させてスイッチング損失を減らし以って効率を向上させる高効率の力率改善回路およびスイッチング電源装置を提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention provides a high-efficiency power factor correction circuit and a switching power supply that improve the efficiency by reducing the switching loss by causing the switching element to perform a burst operation when the load of the switching power supply is light or no load. It is for the purpose.

上記の課題を解決するために本発明の力率改善回路は、スイッチング電源装置の出力電圧の検出値と基準値の差を増幅するエラーアンプの出力電圧に、商用電源を整流して得た前記スイッチング電源装置への入力電圧の検出値を加重加算することにより加算出力電圧を生成し、該加算出力電圧とキャリア信号とを比較することにより前記スイッチング電源装置のスイッチング素子をオンオフする信号を生成することを特徴とすることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the power factor correction circuit according to the present invention is obtained by rectifying a commercial power supply to an output voltage of an error amplifier that amplifies a difference between a detected value of an output voltage of a switching power supply device and a reference value. An added output voltage is generated by weighted addition of the detected value of the input voltage to the switching power supply device, and a signal for turning on and off the switching element of the switching power supply device is generated by comparing the added output voltage with the carrier signal. It is characterized by that.

上記において前記キャリア信号は、一定の周期でランプ信号の生成を繰り返すものであることを特徴とする。
また上記において前記加算出力電圧が前記キャリア信号の最小値より小さいと、前記スイッチング素子をオンオフする信号は前記スイッチング素子をオフする信号となっていることを特徴とする。
In the above, the carrier signal repeats generation of a ramp signal at a constant period.
Further, in the above, when the added output voltage is smaller than the minimum value of the carrier signal, the signal for turning on / off the switching element is a signal for turning off the switching element.

上記において前記入力電圧は、前記商用電源を全波整流して得ることを特徴とする。
また上記において前記入力電圧は、前記商用電源を半波整流して得ることを特徴とする。
In the above, the input voltage is obtained by full-wave rectification of the commercial power supply.
In the above, the input voltage is obtained by half-wave rectifying the commercial power supply.

上記において前記エラーアンプは、トランスコンダクタンスアンプと該トランスコンダクタンスアンプの出力に接続された第1のキャパシタを有することを特徴とする。
さらに上記において、前記入力電圧が印加される直列接続された第1の抵抗と第2の抵抗を有する分圧回路と、該分圧回路の前記第1の抵抗と前記第2の抵抗の接続点と前記エラーアンプの出力の間に接続される第2のキャパシタを有することを特徴とする。
In the above, the error amplifier includes a transconductance amplifier and a first capacitor connected to the output of the transconductance amplifier.
Further, in the above, a voltage dividing circuit having a first resistor and a second resistor connected in series to which the input voltage is applied, and a connection point between the first resistor and the second resistor of the voltage dividing circuit And a second capacitor connected between the outputs of the error amplifier.

上記の課題を解決するために本発明のスイッチング電源装置は、上記いずれかに記載の力率改善回路を備えていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a switching power supply device according to the present invention includes any one of the power factor correction circuits described above.

本発明によれば、スイッチング電源装置の軽負荷時及び無負荷時に、力率改善回路によりバースト動作させることができるためスイッチング損失が減り効率が向上する。
また本発明によれば、特に、スイッチング損失が大きくなる高入力電圧(例えば、AC200V)時にバースト動作となりやすいため、
(イ)パワー半導体素子仕様のMOSFET、2次側ダイオード、トランスのコストダウンをさせることができる。
(ロ)ヒートシンクを小型にすることができる。
According to the present invention, since the power factor correction circuit can perform a burst operation at light load and no load of the switching power supply device, the switching loss is reduced and the efficiency is improved.
Further, according to the present invention, the burst operation is likely to occur particularly at a high input voltage (for example, AC 200 V) at which the switching loss becomes large.
(B) The power semiconductor element specification MOSFET, secondary diode, and transformer can be reduced in cost.
(B) The heat sink can be reduced in size.

また、AC入力と同期しないバースト動作は力率を大きく低下させてしまうが、本発明によればAC入力電圧と同期してバースト動作するため力率の向上が大きく見込める。   Further, the burst operation not synchronized with the AC input greatly reduces the power factor. However, according to the present invention, the burst operation is performed in synchronization with the AC input voltage, so that the power factor can be greatly improved.

本発明の実施形態に係る高効率の力率改善回路を有するスイッチング電源装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the switching power supply device which has a highly efficient power factor improvement circuit which concerns on embodiment of this invention. 図1に示した高効率力率改善回路の動作波形を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement waveform of the high efficiency power factor improvement circuit shown in FIG. 従来の臨界モード力率改善回路を有するスイッチング電源装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the switching power supply device which has the conventional critical mode power factor improvement circuit. 図3に示した従来の力率改善回路の動作波形を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement waveform of the conventional power factor improvement circuit shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る高効率の力率改善回路(PFC回路)を有するスイッチング電源装置の構成を示す図である。また図2は、図1に示した高効率の力率改善回路の動作波形を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a switching power supply device having a high-efficiency power factor correction circuit (PFC circuit) according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing operation waveforms of the high-efficiency power factor correction circuit shown in FIG.

図1に示す本実施形態に係るスイッチング電源装置の構成と図3に示した従来のスイッチング電源装置の構成との相違点は、図1に示す本発明の実施形態に係るスイッチング電源装置は、破線により囲んだバースト回路50を制御IC100に外付けしその出力をキャパシタCb(53)を介して制御IC100のCOMP端子にAC結合し、エラーアンプ(ERRAMP)10の出力12に加算する構成を採用していることにある。   The difference between the configuration of the switching power supply apparatus according to the present embodiment shown in FIG. 1 and the configuration of the conventional switching power supply apparatus shown in FIG. 3 is that the switching power supply apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. A configuration is adopted in which the burst circuit 50 enclosed by the external circuit is externally connected to the control IC 100 and its output is AC coupled to the COMP terminal of the control IC 100 via the capacitor Cb (53) and added to the output 12 of the error amplifier (ERRAMP) 10. There is in being.

破線により囲まれたバースト回路50は、図示例のように、直列接続された分圧抵抗Rb1(51)と分圧抵抗Rb2(52)及びキャパシタCb(53)を有し、分圧抵抗Rb1(51)及び分圧抵抗Rb2(52)の接続点をキャパシタCb(53)の一端に接続し、キャパシタCb(53)の他端を制御IC100のCOMP端子に接続して構成されている。また分圧抵抗Rb1(51)の他側はAC入力の全波整流波形を有する整流回路24の出力30に接続されている。その結果、分圧された入力電圧(整流回路24の出力30)がキャパシタCb(53)を介してCOMP端子にAC結合され、このAC入力に同期したリプル60がCOMP端子を経てエラーアンプ(ERRAMP)10の出力Vcomp(12)に重畳(加算)されて実際に観察されるVcomp(12)になる。なお、この加算はキャパシタCb(53)とキャパシタ(C61+C63)の容量値により加重の係数が決まる加重加算となる。より具体的には、分圧の(Cb/(Cb+C61+C63))倍の電圧がCOMP端子側に加算される。ここで、Cb、(C61+C63)は、それぞれキャパシタCb(53)とキャパシタ61および後述する位相補償回路62の構成要素であるキャパシタC63の容量値である。   A burst circuit 50 surrounded by a broken line includes a voltage dividing resistor Rb1 (51), a voltage dividing resistor Rb2 (52), and a capacitor Cb (53) connected in series, as shown in the drawing, and the voltage dividing resistor Rb1 ( 51) and the voltage dividing resistor Rb2 (52) are connected to one end of the capacitor Cb (53), and the other end of the capacitor Cb (53) is connected to the COMP terminal of the control IC 100. The other side of the voltage dividing resistor Rb1 (51) is connected to the output 30 of the rectifier circuit 24 having a full-wave rectified waveform of AC input. As a result, the divided input voltage (the output 30 of the rectifier circuit 24) is AC-coupled to the COMP terminal via the capacitor Cb (53), and the ripple 60 synchronized with this AC input is passed through the COMP terminal to the error amplifier (ERRAMP). ) Is superimposed (added) to the output Vcomp (12) of 10 to obtain Vcomp (12) actually observed. This addition is a weighted addition in which a weighting coefficient is determined by the capacitance values of the capacitor Cb (53) and the capacitor (C61 + C63). More specifically, a voltage (Cb / (Cb + C61 + C63)) times the divided voltage is added to the COMP terminal side. Here, Cb and (C61 + C63) are capacitance values of the capacitor C63 which is a component of the capacitor Cb (53), the capacitor 61, and the phase compensation circuit 62 described later, respectively.

図1および図2を用いて本発明の実施形態に係る高効率力率改善回路を有するスイッチング電源装置の動作を説明する。図1において商用電源であるAC22の電圧が整流回路24により整流され、整流された後の入力電圧30が、制御IC100に外付けされたバースト回路50に供給される。   The operation of the switching power supply device having the high efficiency power factor correction circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, the voltage of the AC 22 that is a commercial power source is rectified by the rectifier circuit 24, and the rectified input voltage 30 is supplied to a burst circuit 50 externally attached to the control IC 100.

図1のPFC回路は、図3に示した従来のPFC回路と同様に、昇圧コンバータを構成するものであって、スイッチング素子としてMOSFET Q1(20)がオンすると、インダクタ(L1)32の電流IL1はゼロから上昇する。同時に制御IC100内のランプ発振器(RAMP OSC)14の出力Vramp(キャリア信号)がRT端子の抵抗の抵抗値で決まる傾きで上昇する。そしてランプ発振器(RAMP OSC)14の出力Vrampとエラーアンプ(ERRAMP)10の出力Vcomp(12)をコンパレータ (PWM.comp) 13が比較し、Vramp>VcompとなるとMOSFET Q1(20)がオフし、ランプ発振器(RAMP OSC)14の出力Vrampは低下する。 The PFC circuit of FIG. 1 constitutes a boost converter, similar to the conventional PFC circuit shown in FIG. 3. When the MOSFET Q1 (20) is turned on as a switching element, the current I of the inductor (L1) 32 L1 rises from zero. At the same time, the output Vramp (carrier signal) of the ramp oscillator (RAMP OSC) 14 in the control IC 100 rises with a slope determined by the resistance value of the RT terminal resistor. The comparator (PWM.comp) 13 compares the output Vramp of the ramp oscillator (RAMP OSC) 14 and the output Vcomp (12) of the error amplifier (ERRAMP) 10, and when Vramp> Vcomp, the MOSFET Q1 (20) is turned off. The output Vramp of the ramp oscillator (RAMP OSC) 14 decreases.

MOSFET Q1(20)がオフすると、インダクタL1(32)の両端電圧は反転し、ダイオードD1(34)を通して出力電圧36側へ電流を供給しながら、インダクタL1(32)の電流IL1は減少する。 When the MOSFET Q1 (20) is turned off, the voltage across the inductor L1 (32) is inverted, and the current I L1 of the inductor L1 (32) decreases while supplying current to the output voltage 36 side through the diode D1 (34). .

インダクタL1(32)の電流IL1がゼロになるタイミングをIS端子における電圧16に基づいて電流コンパレータ(ZCD.comp)15で検出する。そしてRTZC端子の抵抗の抵抗値で決まる遅延時間の後にMOSFET Q1(20)がオンし、次のスイッチングサイクルに移行する。この点をさらに説明すると、ゼロ電流を検出してすぐにターンオンした場合には、MOSFET Q1(20)のVds電圧(ドレイン・ソース間電圧)が高い状態でオンすることになるためスイッチング損失が大きくなるが、図1に示したDelay(遅延)回路により次のオンタイミングを遅らせるようにすることでインダクタL1(32)とMOSFET Q1(20)の図示しない寄生容量の共振動作によりVds電圧が下がり、適切なタイミングでターンオンさせることができるので、スイッチング損失を減らすことが可能となる。制御IC100は、この動作を繰り返し行わせることで動作(臨界動作)を継続させる。 The timing at which the current I L1 of the inductor L1 (32) becomes zero is detected by a current comparator (ZCD.comp) 15 based on the voltage 16 at the IS terminal. Then, after a delay time determined by the resistance value of the resistor of the RTZC terminal, the MOSFET Q1 (20) is turned on, and the next switching cycle is started. This point will be further explained. If the current is turned on immediately after detecting the zero current, the Vds voltage (drain-source voltage) of the MOSFET Q1 (20) is turned on and the switching loss is large. However, by delaying the next on-timing by the delay circuit shown in FIG. 1, the Vds voltage is lowered by the resonance operation of the parasitic capacitance (not shown) of the inductor L1 (32) and the MOSFET Q1 (20), Since it can be turned on at an appropriate timing, switching loss can be reduced. The control IC 100 continues this operation (critical operation) by repeating this operation.

ここにおいて図1に示されるPFC回路の出力電圧36は、分圧抵抗R1(37),R2(38)で分圧され、制御IC100のFB端子に入力される。この分圧と制御IC100内に設けられた基準電圧源11の直流電圧2.5Vとの差に応じた電流をエラーアンプ(ERRAMP)10が出力し、これをエラーアンプ(ERRAMP)10の出力端子に接続されているキャパシタ61が積分・平滑することにより信号Vcomp(12)が生成される。制御IC100は、このエラーアンプ(ERRAMP)10の出力Vcomp(12)を用いてPFC回路の出力電圧36が一定になるように(出力電圧36の分圧が基準電圧源11の直流電圧2.5Vに等しくなるように)MOSFET Q1(20)のスイッチング動作を制御する。   Here, the output voltage 36 of the PFC circuit shown in FIG. 1 is divided by the voltage dividing resistors R1 (37) and R2 (38) and input to the FB terminal of the control IC 100. The error amplifier (ERRAMP) 10 outputs a current corresponding to the difference between the divided voltage and the DC voltage 2.5 V of the reference voltage source 11 provided in the control IC 100, and this is output to the output terminal of the error amplifier (ERRAMP) 10. The signal Vcomp (12) is generated by integrating and smoothing the connected capacitor 61. The control IC 100 uses the output Vcomp (12) of the error amplifier (ERRAMP) 10 so that the output voltage 36 of the PFC circuit becomes constant (the divided voltage of the output voltage 36 is set to the DC voltage 2.5V of the reference voltage source 11). Controls the switching operation of MOSFET Q1 (20) to be equal.

PFC回路の出力電圧36には、通常、商用電源に基づく交流(AC)(22)入力に同期したリップル分が含まれているが、エラーアンプ(ERRAMP)10の出力Vcomp(12)にこのリップル分が現れると、PFC回路は安定動作しない。そのため、通常では、エラーアンプ(ERRAMP)10の出力でもあるCOMP端子に接続されたCR(Capacitor and Resistor)の位相補償回路62で、入力周波数の2倍の周波数より高い帯域のゲインを0dBより落として使用するようにしている。   The output voltage 36 of the PFC circuit usually includes a ripple synchronized with the AC (22) input based on the commercial power supply, but this ripple is output to the output Vcomp (12) of the error amplifier (ERRAMP) 10. When the minute appears, the PFC circuit does not operate stably. Therefore, normally, the gain of the band higher than the frequency twice the input frequency is reduced from 0 dB in the phase compensation circuit 62 of CR (Capacitor and Resistor) connected to the COMP terminal which is also the output of the error amplifier (ERRAMP) 10. To use.

本発明の実施形態においてバースト回路50に供給された入力電圧30は、バースト回路50の分圧抵抗Rb1(51)及び分圧抵抗Rb2(52)で分圧され、分圧された入力電圧がキャパシタCb(53)を介してCOMP端子にAC結合するように構成している。図1及び図2の図示例では、全波整流された入力電圧30がバースト回路50に供給される例を描いているが、半波整流した入力電圧をバースト回路50に供給するようにしても動作可能であることはもちろんである。   In the embodiment of the present invention, the input voltage 30 supplied to the burst circuit 50 is divided by the voltage dividing resistor Rb1 (51) and the voltage dividing resistor Rb2 (52) of the burst circuit 50, and the divided input voltage is converted into a capacitor. The AC terminal is configured to be AC-coupled to the COMP terminal via Cb (53). 1 and 2 illustrate an example in which the full-wave rectified input voltage 30 is supplied to the burst circuit 50. However, the half-wave rectified input voltage may be supplied to the burst circuit 50. Of course, it is operable.

図2には、全波整流された後の入力電圧30がバースト回路50の分圧抵抗Rb1(51)及び分圧抵抗Rb2(52)で分圧され、分圧された入力電圧をキャパシタCb53によりCOMP端子にAC結合する様子が示されている。なお上述したように図2では全波整流した例について説明しているが、半波整流した例であっても良い。   In FIG. 2, the input voltage 30 after full-wave rectification is divided by the voltage dividing resistor Rb1 (51) and the voltage dividing resistor Rb2 (52) of the burst circuit 50, and the divided input voltage is divided by the capacitor Cb53. The state of AC coupling to the COMP terminal is shown. As described above, FIG. 2 illustrates an example of full-wave rectification, but an example of half-wave rectification may be used.

全波整流された後の入力電圧30の場合には、図2に示すようにAC入力周波数の2倍の周期に同期したリプル60がエラーアンプ(ERRAMP)10の出力Vcomp(12)に重畳(加算)される。なおCOMP端子に接続されたCRの位相補償回路62を用いることで、入力周波数の2倍の周波数より高い帯域のゲインを0dBより落として使用するようにされることは上述したとおりである。なお、リプル60は位相補償回路62のコンデンサの分圧比で減衰している。図2に示す例では、COMP端子電圧がスレッシュ電圧(図2の下半に示される破線参照)付近となる軽負荷時において、入力電圧と同期したリプル60の電圧ピーク付近、すなわち、COMP端子電圧がスレッシュ電圧を超えた時点でOUT端子17にMOSFET Q1(20)をオンオフ駆動するスイッチングパルスが出力され、またスレッシュ電圧より低下した時点でOUT端子17からスイッチングパルスが出力されなくなってMOSFET Q1(20)はオフのままとなるという、バースト動作となる。   In the case of the input voltage 30 after full-wave rectification, a ripple 60 synchronized with a period twice the AC input frequency is superimposed on the output Vcomp (12) of the error amplifier (ERRAMP) 10 as shown in FIG. Added). As described above, by using the CR phase compensation circuit 62 connected to the COMP terminal, a gain in a band higher than a frequency twice the input frequency is used below 0 dB. The ripple 60 is attenuated by the voltage division ratio of the capacitor of the phase compensation circuit 62. In the example shown in FIG. 2, at a light load where the COMP terminal voltage is near the threshold voltage (see the broken line shown in the lower half of FIG. 2), near the voltage peak of the ripple 60 synchronized with the input voltage, that is, the COMP terminal voltage. When the voltage exceeds the threshold voltage, a switching pulse for driving the MOSFET Q1 (20) on / off is output to the OUT terminal 17, and when the voltage drops below the threshold voltage, the switching pulse is not output from the OUT terminal 17 and the MOSFET Q1 (20 ) Is a burst operation that remains off.

上記バースト動作についてさらに説明する。上記のように、COMP端子電圧におけるスレッシュ電圧は、OUT端子17にスイッチングパルスが出力される電圧閾値を示すものであり、スレッシュ電圧以下では、OUT端子17からスイッチングパルスは出力されない。このスレッシュ電圧はランプ発振器(RAMP OSC)14の出力Vrampのスタート電圧(最低電圧)である。すなわち、図1では、ランプ発振器(RAMP OSC)14の出力Vrampとエラーアンプ(ERRAMP)10の出力Vcomp(12)をコンパレータ(PWM.comp)13で比較し、Vcomp(12)<VrampとなるとRSF/Fをリセットするようにしている。そのため、エラーアンプ(ERRAMP)10の出力Vcomp(12)がスタート電圧以下であるとコンパレータ(PWM.comp)13の出力がHighのままとなり、RSF/Fが常にリセットされている状態となるため、スイッチングパルスは出力されない。   The burst operation will be further described. As described above, the threshold voltage at the COMP terminal voltage indicates a voltage threshold at which a switching pulse is output to the OUT terminal 17, and no switching pulse is output from the OUT terminal 17 below the threshold voltage. This threshold voltage is the start voltage (minimum voltage) of the output Vramp of the ramp oscillator (RAMP OSC) 14. That is, in FIG. 1, the output Vramp of the ramp oscillator (RAMP OSC) 14 and the output Vcomp (12) of the error amplifier (ERRAMP) 10 are compared by the comparator (PWM.comp) 13, and if Vcomp (12) <Vramp, then RSF / F is reset. Therefore, if the output Vcomp (12) of the error amplifier (ERRAMP) 10 is equal to or lower than the start voltage, the output of the comparator (PWM.comp) 13 remains high and the RSF / F is always reset. No switching pulse is output.

一方、図3に示された従来構成では、図4に示したようにバースト動作をしない(間欠動作をしない)ため効率が低下する。
なお、OUT端子17から出力されるスイッチングパルスのパルス幅は、ACのピーク時に広く、ゼロクロス部分に近くなるほど狭くなる。つまり、バースト回路50に入力されるAC入力電圧30の大きさに応じてMOSFET Q1(20)のオン幅が変化することになる。これは、エラーアンプ(ERRAMP)10の出力12に加算された入力電圧に同期したリプル60の電圧が制御IC100内のコンパレータ(PWM.comp)13でランプ発振器(RAMP OSC)14の出力と比較され、その結果に応じてOUT(Output)端子17からMOSFET Q1(20)のゲートに出力されるスイッチングパルスのオン幅が制御されるからである。
On the other hand, the conventional configuration shown in FIG. 3 does not perform the burst operation (does not perform the intermittent operation) as shown in FIG.
Note that the pulse width of the switching pulse output from the OUT terminal 17 is wide at the peak of AC and becomes narrower as it approaches the zero crossing portion. That is, the ON width of the MOSFET Q1 (20) changes according to the magnitude of the AC input voltage 30 input to the burst circuit 50. This is because the voltage of the ripple 60 synchronized with the input voltage added to the output 12 of the error amplifier (ERRAMP) 10 is compared with the output of the ramp oscillator (RAMP OSC) 14 by the comparator (PWM.comp) 13 in the control IC 100. This is because the ON width of the switching pulse output from the OUT (Output) terminal 17 to the gate of the MOSFET Q1 (20) is controlled according to the result.

本発明の実施形態の場合では、高入力電圧、例えば、AC200V、において、バースト動作が起こり易くなる。その第1の理由は、高入力電圧時にはCOMP電圧が低くなるためである。これについて補足すると、MOSFET Q1(20)がオンしているときにインダクタ(L1)32に流れる電流IL1は、入力電圧30すなわちAC入力電圧が高いほど急速に増加する。インダクタ(L1)32に蓄積され、その後負荷に供給されるエネルギは電流IL1の2乗に比例するから、同じ負荷に対してはAC入力電圧が高いほどMOSFET Q1(20)のオン時間は短くてよい。そして、このオン時間はVrampがVcomp(12)より大きくなるまでの時間であるので、平衡状態にあるのならばVcomp(12)はAC入力電圧が高いほど低くなっている。また、その第2の理由は、重畳されるリプル60の電圧は入力電圧30に比例して高くなるためである。 In the case of the embodiment of the present invention, a burst operation is likely to occur at a high input voltage, for example, AC 200V. The first reason is that the COMP voltage becomes low at a high input voltage. Supplementing this, the current I L1 flowing through the inductor (L1) 32 when the MOSFET Q1 (20) is on increases rapidly as the input voltage 30, that is, the AC input voltage is higher. Since the energy stored in the inductor (L1) 32 and then supplied to the load is proportional to the square of the current IL1 , the higher the AC input voltage for the same load, the shorter the on-time of the MOSFET Q1 (20). It's okay. Since the on-time is a time until Vramp becomes larger than Vcomp (12), Vcomp (12) becomes lower as the AC input voltage is higher in the equilibrium state. The second reason is that the voltage of the superimposed ripple 60 increases in proportion to the input voltage 30.

なおPFC回路の入力電圧としては、一般的にはAC85〜270Vの間に設定されており、その場合に本発明のバースト回路50を構成する回路に使用される構成要素の値は、分圧抵抗Rb1(51)については2〜3MΩ、分圧抵抗Rb2(52)については20〜30kΩ、またキャパシタCb(53)についてはC61+C63の1/1000から1/10の容量に設定することが望ましい。また、本実施の形態では、エラーアンプ(ERRAMP)10としてトランスコンダクタンスアンプを使用したものを例示したが、それに限定されるものではない。   The input voltage of the PFC circuit is generally set between 85 and 270 V AC, and in this case, the value of the component used in the circuit constituting the burst circuit 50 of the present invention is a voltage dividing resistor. Rb1 (51) should be set to 2-3 MΩ, voltage dividing resistor Rb2 (52) should be set to 20 to 30 kΩ, and capacitor Cb (53) should be set to a capacitance of 1/1000 to 1/10 of C61 + C63. . In this embodiment, the error amplifier (ERRAMP) 10 using a transconductance amplifier is exemplified, but the present invention is not limited to this.

また本発明の実施形態による力率改善回路は、高効率で動作するため、パワー半導体素子仕様のMOSFET Q1(20)、2次側ダイオード(図示せず)、トランス(図示せず)のコストダウンを図ることができる。また、ヒートシンク(図示せず)を小型なものにすることができる。   In addition, since the power factor correction circuit according to the embodiment of the present invention operates with high efficiency, the cost of the MOSFET Q1 (20), the secondary diode (not shown), and the transformer (not shown) of the power semiconductor element specification is reduced. Can be achieved. Further, the heat sink (not shown) can be made small.

またAC入力と同期しないバースト動作は、力率を大きく低下(非効率化)させるが、上述したように本発明の実施形態ではAC入力電圧と同期してバースト動作するため、力率に対する悪影響は小さく、オン幅固定制御による力率改善を良好に実現させることができる。   In addition, the burst operation that is not synchronized with the AC input greatly reduces (inefficiency) the power factor. However, as described above, in the embodiment of the present invention, the burst operation is performed in synchronization with the AC input voltage. The power factor can be improved satisfactorily by the small on-width control.

10 エラーアンプ
11 基準電圧源
12 エラーアンプの出力Vcomp
13 コンパレータ(PWM.comp)
14 ランプ発振器(RAMP.OSC)
15 電流コンパレータ(ZCD.comp)
16 電流値検出用電圧
17 OUT端子
20 MOSFET Q1(スイッチング素子)
22 商用電源(AC電源)
24 整流回路
30 整流回路出力(入力電圧)
32 インダクタ(L1)
34 ダイオード(D1)
36 PFC回路出力電圧
37 分圧抵抗(R1)
38 分圧抵抗(R2)
50 バースト回路
51 Rb1(分圧抵抗)
52 Rb2(分圧抵抗)
53 キャパシタCb
60 リプル
62 位相補償回路
100 制御IC
10 Error amplifier
11 Reference voltage source
12 Error amplifier output Vcomp
13 Comparator (PWM.comp)
14 Ramp oscillator (RAMP.OSC)
15 Current comparator (ZCD.comp)
16 Current detection voltage
17 OUT terminal
20 MOSFET Q1 (switching element)
22 Commercial power (AC power)
24 Rectifier circuit
30 Rectifier circuit output (input voltage)
32 Inductor (L1)
34 Diode (D1)
36 PFC circuit output voltage
37 Voltage divider resistor (R1)
38 Voltage divider resistor (R2)
50 burst circuit
51 Rb1 (voltage dividing resistor)
52 Rb2 (voltage dividing resistor)
53 Capacitor Cb
60 ripples
62 Phase compensation circuit
100 Control IC

Claims (8)

スイッチング電源装置の出力電圧の検出値と基準値の差を増幅するエラーアンプの出力電圧に、商用電源を整流して得た前記スイッチング電源装置への入力電圧の検出値を加重加算することにより加算出力電圧を生成し、該加算出力電圧とキャリア信号とを比較することにより前記スイッチング電源装置のスイッチング素子をオンオフする信号を生成することを特徴とする力率改善回路。   Add by weighting and adding the detected value of the input voltage to the switching power supply obtained by rectifying the commercial power supply to the output voltage of the error amplifier that amplifies the difference between the detected value of the output voltage of the switching power supply and the reference value A power factor correction circuit that generates an output voltage and generates a signal for turning on and off the switching element of the switching power supply device by comparing the added output voltage with a carrier signal. 前記キャリア信号は、一定の周期でランプ信号の生成を繰り返すものであることを特徴とする請求項1に記載の力率改善回路。   The power factor correction circuit according to claim 1, wherein the carrier signal repeats generation of a ramp signal at a constant period. 前記加算出力電圧が前記キャリア信号の最小値より小さいと、前記スイッチング素子をオンオフする信号は前記スイッチング素子をオフする信号となっていることを特徴とする請求項1に記載の力率改善回路。   2. The power factor correction circuit according to claim 1, wherein when the added output voltage is smaller than a minimum value of the carrier signal, a signal for turning on / off the switching element is a signal for turning off the switching element. 前記入力電圧は、前記商用電源を全波整流して得ることを特徴とする請求項1に記載の力率改善回路。   The power factor correction circuit according to claim 1, wherein the input voltage is obtained by full-wave rectification of the commercial power supply. 前記入力電圧は、前記商用電源を半波整流して得ることを特徴とする請求項1に記載の力率改善回路。   The power factor correction circuit according to claim 1, wherein the input voltage is obtained by half-wave rectifying the commercial power source. 前記エラーアンプは、トランスコンダクタンスアンプと該トランスコンダクタンスアンプの出力に接続された第1のキャパシタを有することを特徴とする請求項1に記載の力率改善回路。   2. The power factor correction circuit according to claim 1, wherein the error amplifier includes a transconductance amplifier and a first capacitor connected to an output of the transconductance amplifier. 前記入力電圧が印加される直列接続された第1の抵抗と第2の抵抗を有する分圧回路と、該分圧回路の前記第1の抵抗と前記第2の抵抗の接続点と前記エラーアンプの出力の間に接続される第2のキャパシタを有することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の力率改善回路。   A voltage dividing circuit having a first resistor and a second resistor connected in series to which the input voltage is applied, a connection point between the first resistor and the second resistor of the voltage dividing circuit, and the error amplifier The power factor correction circuit according to claim 1, further comprising a second capacitor connected between the outputs of the first and second capacitors. 前記請求項1ないし7のいずれか一項に記載の力率改善回路を備えていることを特徴とするスイッチング電源装置。   A switching power supply comprising the power factor correction circuit according to any one of claims 1 to 7.
JP2014177099A 2014-09-01 2014-09-01 High efficiency power factor correction circuit and switching power supply Active JP6379877B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014177099A JP6379877B2 (en) 2014-09-01 2014-09-01 High efficiency power factor correction circuit and switching power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014177099A JP6379877B2 (en) 2014-09-01 2014-09-01 High efficiency power factor correction circuit and switching power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016052207A true JP2016052207A (en) 2016-04-11
JP6379877B2 JP6379877B2 (en) 2018-08-29

Family

ID=55659367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014177099A Active JP6379877B2 (en) 2014-09-01 2014-09-01 High efficiency power factor correction circuit and switching power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6379877B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9859788B2 (en) 2015-06-26 2018-01-02 Fuji Electric Co., Ltd. Power factor correction circuit and switching power supply apparatus
JP2018107931A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 ローム株式会社 Phase compensation circuit and dc/dc converter using the same
JP7389213B2 (en) 2018-02-19 2023-11-29 ローム株式会社 Controller IC, switching power supply

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0421192U (en) * 1990-06-12 1992-02-21
JPH05244768A (en) * 1992-02-27 1993-09-21 Toshiba Lighting & Technol Corp Power supply device, burning device, and luminaire
JP2011182494A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Fuji Electric Co Ltd Switching power unit, and control circuit thereof
JP2012175828A (en) * 2011-02-22 2012-09-10 Panasonic Corp Current detection circuit of step-up converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0421192U (en) * 1990-06-12 1992-02-21
JPH05244768A (en) * 1992-02-27 1993-09-21 Toshiba Lighting & Technol Corp Power supply device, burning device, and luminaire
JP2011182494A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Fuji Electric Co Ltd Switching power unit, and control circuit thereof
JP2012175828A (en) * 2011-02-22 2012-09-10 Panasonic Corp Current detection circuit of step-up converter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9859788B2 (en) 2015-06-26 2018-01-02 Fuji Electric Co., Ltd. Power factor correction circuit and switching power supply apparatus
JP2018107931A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 ローム株式会社 Phase compensation circuit and dc/dc converter using the same
JP7389213B2 (en) 2018-02-19 2023-11-29 ローム株式会社 Controller IC, switching power supply

Also Published As

Publication number Publication date
JP6379877B2 (en) 2018-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6528561B2 (en) High efficiency power factor correction circuit and switching power supply
US9455623B2 (en) Power factor correction circuit and method
CN212323991U (en) Control circuit and power factor correction preconditioner
US8736237B2 (en) Controller with punctuated switching control circuit
JP6447095B2 (en) Switching power supply circuit
US8743576B2 (en) Boost type switching power supply device including power factor improvement circuit
US8817494B2 (en) PFC AC/DC converter reducing harmonics, switching loss, and switching noise
JP6217340B2 (en) Power supply
US9136769B2 (en) Load change detection for switched mode power supply with low no load power
JP5761301B2 (en) Lighting device and lighting apparatus
JP2009296840A (en) Switching power supply
US9831786B2 (en) Switching power-supply device
JP2009055712A (en) Multiple-output switching power supply
JP2014099948A (en) Switching power supply device
JP6379877B2 (en) High efficiency power factor correction circuit and switching power supply
JP2011083049A (en) Voltage converter
JP6417930B2 (en) Non-insulated power supply
JP5577933B2 (en) converter
JP6810150B2 (en) Switching power supply and semiconductor device
JP2005229695A (en) Power unit
US9954444B1 (en) Pfm-pwm control for power regulators
JP5914984B2 (en) DC converter
JP6230454B2 (en) Harmonic suppression power supply and control circuit thereof
JP5569242B2 (en) converter
KR100988564B1 (en) Power converter using fixed duty converter and variable duty converter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170810

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180511

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180515

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180614

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180703

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180716

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6379877

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250