JP2017112822A - 力率改善コンバータ及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、力率改善コンバータ及びその制御方法を開示し、力率改善コンバータに交流信号を入力し、また該交流信号を直流信号に変換し、更に該直流信号に対し力率改善を行うことで、バックエンド負荷に入力される力率を変更し;該制御方法は、整流ステップと帰還ステップとリップル計算ステップとリップル相殺ステップと論理演算ステップとパルス幅変調ステップと力率改善ステップと、を含む。これを介して帰還信号中の2次側リップル成分を除去して力率改善コンバータの応答速度を速くすると共に電流歪み率を下げることで、バックエンド負荷に入力される力率を上げる。
【選択図】図2
Description
2 整流回路
3 力率改善回路
4 負荷
5 パルス幅変調回路
6 制御回路
7 リップル計算回路
8 力率改善モジュール
31 インダクタンス
32 スイッチング素子
61 コンパレータ
62 電圧誤差増幅器
63 乗算器
64 除算器
65 電流誤差増幅器
71 位相同期ループモジュール
72 積分器
73 乗算器
74 増幅器
100 力率改善コンバータ
Kv ゲイン
Ks ゲイン
S1 整流ステップ
S2 帰還ステップ
S3 リップル計算ステップ
S4 リップル相殺ステップ
S5 論理演算ステップ
S6 パルス幅変調ステップ
S7 力率改善ステップ
S51 第1論理演算ステップ
S52 第2論理演算ステップ
Claims (11)
- 力率改善コンバータに交流信号を入力し、また前記交流信号を直流信号に変換し、更に前記直流信号に対し力率改善を行うことで、バックエンド負荷に入力される力率を変更する力率改善コンバータの制御方法であって、前記力率改善コンバータは、整流回路と力率改善回路と制御回路とリップル計算回路とパルス幅変調回路とを含み;該制御方法は、前記整流回路を介して前記交流入力信号を整流することで、直流信号を生成する整流ステップと、前記バックエンド負荷に接続する前記制御回路を通じて帰還電圧信号と帰還インダクタ電流信号とを包括し、且つ2次側リップル信号を有する帰還出力信号を生成する帰還ステップと、前記リップル計算回路を通じて、前記交流入力信号を直流入力信号に変換することで、前記直流入力信号内にある2次側リップル信号の数値を計算するリップル計算ステップと、前記制御回路が前記算出した2次側リップル信号の数値により、前記帰還出力信号内の2次側リップル信号を差し引き、また2次側リップル信号を有しない帰還電圧信号を生成するリップル相殺ステップと、前記2次側リップル信号を有しない帰還電圧信号を論理演算することで、制御信号を生成する論理演算ステップと、前記制御信号を前記パルス幅変調回路に入力することで、パルス幅変調信号を生成するパルス幅変調ステップと、前記パルス幅変調信号により前記力率改善回路に前記整流ステップ内で生成した前記直流信号に対し力率改善を行わせる力率改善ステップと、を含む力率改善コンバータの制御方法。
- 前記リップル計算回路は、位相同期ループモジュールと積分器と乗算器と増幅器とを含み、前記リップル計算ステップ内において、前記2次側リップル信号の数値を計算するため、前記交流入力信号が前記位相同期ループモジュール、該積分器、該乗算器及び該増幅器の順番通り経由して論理演算を行うことを特徴とする請求項1に記載の力率改善コンバータの制御方法。
- 前記制御回路は、コンパレータと電圧誤差増幅器と乗算器と除算器と電流誤差増幅器とを含み、前記該論理演算ステップが第1論理演算ステップと第2論理演算ステップとを更に含み、前記第1論理演算ステップにおいて、前記2次側リップル信号を有しない帰還電圧信号が基準電圧信号と一緒に前記コンパレータ、前記電圧誤差増幅器、前記乗算器及び前記除算器の順番通り経由して論理演算を行うことで、電流コマンド信号を生成し;前記第2論理演算ステップにおいて、該電流コマンド信号は、前記帰還インダクタ電流信号と一緒に前記電流誤差増幅器、前記パルス幅変調回路の順番通り経由して論理演算を行うことで前記パルス幅変調信号を生成することを特徴とする請求項2に記載の力率改善コンバータの制御方法。
- 前記整流ステップを行う前、電磁障害フィルタを通じて、前記交流入力信号の電磁ノイズを抑制するフィルタリングステップを更に含むことを特徴とする請求項3に記載の力率改善コンバータの制御方法。
- 前記整流回路は、ブリッジ式整流器で、前記力率改善回路が昇圧型回路アーキテクチャとすることを特徴とする請求項1に記載の力率改善コンバータの制御方法。
- 交流入力信号を受信し、また該交流入力信号を整流することで直流信号を生成するために用いられる整流回路と、前記整流回路に接続し、また前記直流信号に対し力率改善を行うことでバックエンド負荷に入力される力率を変更する力率改善モジュールとを含む力率改善コンバータであって、前記力率改善モジュールは、少なくとも1個のインダクタと1個のスイッチング素子とを包括する力率改善回路と、前記バックエンド負荷に接続することで、帰還電圧信号と帰還インダクタ電流信号とを包括し、且つ2次側リップル信号を有する帰還出力信号を生成する制御回路と、前記制御回路と前記バックエンド負荷に接続し、受信した前記交流入力信号により前記交流入力信号を直流入力信号に変換することで、前記直流入力信号内にある2次側リップル信号の数値を算出し、前記制御回路が前記算出した2次側リップル信号の数値により、前記帰還出力信号内の前記2次側リップル信号を差し引くことで、制御信号を生成するリップル計算回路と、前記制御回路と前記力率改善回路に接続し、前記制御信号を受信してパルス幅変調信号を生成することで、前記力率改善回路内の前記スイッチング素子の切替を制御するパルス幅変調回路と、を含むことを特徴とする力率改善コンバータ。
- 前記制御回路は、コンパレータと電圧誤差増幅器と乗算器と除算器と電流誤差増幅器と、を含むことを特徴とする請求項6に記載の力率改善コンバータ。
- 前記制御回路は、前記算出した2次側リップル信号の数値を通じて、前記帰還出力信号内の2次側リップル信号を差し引き、また2次側リップル信号を有しない帰還電圧信号を生成し、前記2次側リップル信号を有しない帰還電圧信号は基準電圧信号と一緒に前記コンパレータ、前記電圧誤差増幅器、前記乗算器及び前記除算器の順番通り経由して論理演算を行うことで、電流コマンド信号を生成し、前記電流コマンド信号が前記帰還インダクタ電流信号と一緒に前記電流誤差増幅器、前記パルス幅変調回路の順番通り経由して論理演算を行うことで、前記パルス幅変調信号を生成することを特徴とする請求項7に記載の力率改善コンバータ。
- 前記リップル計算回路は、位相同期ループモジュールと積分器と乗算器と増幅器とを含み、前記2次側リップル信号の数値を計算するため、前記交流入力信号が前記位相同期ループモジュール、前記積分器、前記乗算器及び前記増幅器の順番通り経由して論理演算を行うことを特徴とする請求項8に記載の力率改善コンバータ。
- 前記交流入力信号を受信し、また前記整流回路に接続することで、前記交流入力信号の電磁ノイズを抑制するための電磁障害フィルタを更に含むことを特徴とする請求項9に記載の力率改善コンバータ。
- 前記整流回路は、ブリッジ式整流器で、前記力率改善回路が昇圧型回路アーキテクチャとすることを特徴とする請求項6に記載の力率改善コンバータ。
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