JP4987389B2 - インバータ動作および力率補正動作のための電源トポロジー - Google Patents

インバータ動作および力率補正動作のための電源トポロジー Download PDF

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Description

この開示は、インバータ動作および力率補正動作のための電源トポロジーに関する。
ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）パネルのための１つの従来の電源には、入力力率補正およびＤＣ／ＡＣインバータ動作の両方を提供するために、別個の力率補正（ＰＦＣ（power factor correction））回路およびインバータ回路が含まれた。
従来の電源において、ＰＦＣ回路の動作周波数は、インバータ回路のそれとは異なる。したがって、従来の電源は、力率補正のために１つの段（stage）、インバータ動作のために第２の段を必要とし、各段は別個のコントローラによって制御される。また、従来のＰＦＣ回路は、少なくとも１つの追加のスイッチを必要とし、さらに追加の電力回路素子を必要とする。したがって、従来の電源は複雑であり、かつ実装するために高価である。
ここで説明される一実施形態は、ＤＣ信号からＡＣ信号を生成するようにインバータ回路の動作を制御する複数の制御信号を生成するように構成されたコントローラを提供する。また、前記コントローラによって生成された前記制御信号は、力率補正（ＰＦＣ）回路が、前記ＰＦＣ回路と前記インバータ回路とに接続された入力電源の力率補正を提供することを可能とするために、前記インバータ回路を介して前記ＰＦＣ回路の動作を制御するために用いられる。
一実施形態による方法は、コントローラによって、ＤＣ信号からＡＣ信号を生成するようにインバータ回路の動作を制御する複数の制御信号を生成するステップを含む。また、この実施形態の方法は、力率補正（ＰＦＣ）回路が、前記ＰＦＣ回路と前記インバータ回路とに接続された入力電源の力率補正を提供することを可能とするために、前記インバータ回路を介して前記ＰＦＣ回路の動作を制御するために前記コントローラによって生成された前記制御信号を用いるステップを含む。
ここで説明される少なくとも１つのシステムの実施形態は、ＤＣ信号からＡＣ信号を生成することが可能なインバータ回路を提供する。また、前記システムは、前記インバータ回路に接続された力率補正（ＰＦＣ）回路を含み、前記ＰＦＣ回路は、前記ＰＦＣ回路と前記インバータ回路とに接続された入力電源の力率補正を提供することが可能である。また、前記システムは、ＤＣ信号からＡＣ信号を生成するように前記インバータ回路の動作を制御する複数の制御信号を生成するように構成されたコントローラを含む。また、前記コントローラによって生成された前記制御信号は、前記ＰＦＣ回路が、前記力率補正を提供することを可能とするために、前記インバータ回路を介して前記ＰＦＣ回路の動作を制御するために用いられる。
特許請求対象の実施形態の特徴および効果は、図面を参照して以下の詳細な説明が進むにしたがって明らかになる。図面において同様な符号は同様な部分を示す。
以下の詳細な説明は、説明のための実施形態を参照して進むが、それによる多くの代替、改良、変形がこの技術分野の当業者に明らかである。したがって、特許請求対象は広く見られ、かつ添付の特許請求の範囲の記載のみによって定義されることを意図する。
図１は、特許請求対象の実施形態のシステム１００を表わす。システム１００は、概して、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル１１０およびパネル１１０に電源を供給するための回路を含む。パネル１１０に電源を供給するための回路は、力率補正（ＰＦＣ）およびバックライトインバータ制御回路１０８を含み、それは、パネル１１０に電源を供給し、かつ整流ＡＣ信号１０６について力率補正動作を提供するための（図示しない）１つまたは複数のスイッチを制御することが可能である。パネル１１０は、１つまたは複数の冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）を含むことが可能である。また、システム１００は、入力ＡＣ電源１０２から整流信号１０６（例えば、全波整流信号）を生成することが可能な整流回路１０４を含む。ＡＣ電源１０２は、例えば、標準アウトレットのＡＣ電源である。整流信号１０６は回路１０８に供給される。
また、この実施形態は、一段パワートレーン（single stage power train）回路１０８を含む。一段パワートレーン回路１０８は、力率補正（ＰＦＣ）回路１１２およびＤＣ／ＡＣインバータ回路１１４を含む。一段回路１０８は、例えば、ＰＦＣ動作およびＤＣ／ＡＣインバータ動作の両方を制御する単一のコントローラを用いることを可能とするために、ＰＦＣ回路１１２およびインバータ回路１１４の両方を結合することが可能である。ここで全ての実施形態において用いられる“力率補正”は、例えば入力電流が入力電圧に比例するように入力電源を調整することを含む。比例する入力電流および電圧の具体例は、高い力率を達成するために入力電流波形が入力電圧波形に続いて起こる状態である。したがって、例えば、ＰＦＣ回路１１２は、入力ＡＣ電源１０２によって生成されるように、入力電流が入力電圧に続いて起こることを可能とする。
ＤＣ／ＡＣインバータ回路１１４は、パネル１１０内の１つまたは複数のＣＣＦＬに電力を供給するために、ＤＣ信号からＡＣ信号を生成することが可能である。ＤＣ／ＡＣインバータ回路の例は、フルブリッジ、ハーフブリッジ、アクティブクランプ、フォワード、プッシュプル、および／または、クラスＤ型のインバータトポロジーを含むが、既存のおよび／または後に開発されるインバータトポロジーがここでは同様に意図され、かつ等価な構成であると考えるべきである。
また、この実施形態は、ＰＦＣおよびインバータ制御回路１２０を含む。この実施形態において、制御回路１２０は、ＤＣ信号からＡＣ信号を生成するようにインバータ回路１１４の動作を制御する複数の制御信号１２２を生成することが可能である。また、制御信号１２２は、ＰＦＣ回路が入力電源の力率補正を提供することを可能とするために、インバータ回路１１４を介してＰＦＣ回路１１２を制御することが可能である。制御回路１２０は、インバータ動作のために適切な動作周波数を用いてＰＦＣ動作およびインバータ動作の両方を提供することが可能である。したがって、インバータ動作のために制御回路１２０によって生成される同一の制御信号１２２は、力率補正動作のために用いることも可能である。
図２は、特許請求対象のもう１つの実施形態のシステム２００を表わす。この実施形態は、１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むＬＥＤアレイを具備するＬＣＤパネル２１０以外は、図１の実施形態に類似する。ＬＥＤはＤＣ電力を必要とするので、この実施形態は、代わりに、回路１０８によって供給されるＡＣ電源を、パネル２１０内の１つまたは複数のＬＥＤのために適切なＤＣ電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣ変換器およびフィルタ２０２を含む。
制御回路１２０は、個別に、または、共通に、１つまたは複数の集積回路を具備することが可能である。ここで全ての実施形態において用いられる“集積回路”は、例えば、半導体集積回路チップのような半導体デバイスおよび／またはマイクロエレクトロニクスデバイスを意味する。
＜ＰＦＣおよびフルブリッジインバータ動作＞
図３は、図１または図２のシステムの一実施形態の電源トポロジー３００の図である。この実施形態において、一段パワートレーン回路１０８’は、４つのスイッチ３０２、３０４、３０６、３０８を具備するフルブリッジインバータ回路に構成されたＤＣ／ＡＣインバータ回路を含む。スイッチ３０２、３０４、３０６、３０８は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）スイッチ、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）および／または他のスイッチ構造とすることが可能である。また、各スイッチ３０２、３０４、３０６、３０８は、それぞれのボディーダイオードを含み、各ボディーダイオードは対応するスイッチと並列に接続される。この実施形態における入力電力は、入力電流ＩＩＮおよび入力電圧ＶＩＮを伴う整流信号１０６によって表わされる。整流信号１０６は、例えば、上述したように、ＡＣ電源１０２、整流回路１０４、およびコンデンサから引き出すことが可能である。
また、一段パワートレーン回路１０８’は、ＰＦＣ回路を含む。この実施形態において、ＰＦＣ回路は、第１エネルギー蓄積素子３１０、第２エネルギー蓄積素子３１８、第３エネルギー蓄積素子３１２を含む。この実施形態において、第１および第３エネルギー蓄積素子はインダクタ回路を含み、第２エネルギー蓄積素子はコンデンサ回路を含む。第１エネルギー蓄積素子３１０は、スイッチ３０２および３０８によって、第２エネルギー蓄積素子３１８に制御可能に接続される。第３エネルギー蓄積素子３１２は、スイッチ３０４および３０６によって、第２エネルギー蓄積素子３１８に制御可能に接続される。
以下、より詳細に説明されるように、第１エネルギー蓄積素子３１０は、入力電圧に続いて起こる入力電流の力率補正を提供し、かつエネルギーを第２エネルギー蓄積素子３１８に伝達するように制御される。同様に、第３エネルギー蓄積素子３１２は、入力電圧に続いて起こる入力電流の力率補正を提供し、かつエネルギーを第２エネルギー蓄積素子３１８に伝達するように制御される。この実施形態において、第２エネルギー蓄積素子３１８に伝達されるエネルギーはＤＣ信号を供給し、第２エネルギー蓄積素子３１８は、負荷１１０または２１０に電力を供給するために、スイッチ３０２、３０４、３０６、３０８によって、トランス回路３２０およびインダクタ３２８に制御可能に接続される。
また、電源トポロジー３００は、複数の駆動信号１２２’、例えば、それぞれスイッチ３０２、３０４、３０６、３０８を制御する信号３０３、３０５、３０７、３０９を生成するＰＦＣおよびＤＣ／ＡＣインバータ制御回路１２０’を含む。図３に挿入して示された駆動信号３０３、３０５、３０７、３０９の例は、フルブリッジインバータ回路のそれぞれのスイッチの導通状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御するためのそれぞれの矩形波信号（例えば、パルス幅変調された信号）を含む。
全体の概観として、この実施形態において、制御回路１２０’は、エネルギー蓄積素子３１０、３１８、３１２によって、ＤＣ／ＡＣインバータ動作と入力電圧および電流の力率補正との両方を提供するためにスイッチ３０２、３０４、３０６、３０８の導通状態を制御する。スイッチ３０２、３０４は相補方式で動作する、すなわち、これらのスイッチが同時に導通することを防止するように制御することが可能である。同様に、スイッチ３０６、３０８は相補方式で動作することが可能である。第１の組のスイッチ３０２および３０８は並行して導通する（すなわち、選択された時間部分について両方のスイッチが導通する）ように制御することが可能である。同様に、第２の組のスイッチ３０４および３０６は並行して導通することが可能である。
スイッチ３０２および３０８の動作は矩形信号の第１の半サイクルを生成し、インダクタ３２８に供給され、かつトランス３２０をセットアップする。スイッチ３０４および３０６の動作は矩形信号の第２の他の半サイクルを生成し、インダクタ３２８に供給され、かつトランス３２０をセットアップする。矩形信号は、正弦信号に平滑化され、かつＬＣＤパネル１１０内の１つまたは複数のランプに供給されるか、または、ＤＣ信号に変換され、かつＬＣＤパネル２１０内の１つまたは複数のＬＥＤに供給される。例えば、スイッチ３０２および３０８の両方がターンオンされると、コンデンサ３１８に蓄積されたエネルギーは、半サイクルで、スイッチ３０８、インダクタ３２８、トランス３２０、スイッチ３０２を通してグランドへ流れる電流によって供給される。トランス３２０はエネルギーを負荷１１０または２１０に接続する。他の半サイクルは、コンデンサ３１８から、スイッチ３０４、トランス３２０、インダクタ３２８、スイッチ３０６を通してグランドに流れる電流のために存在する。ここでトランスはエネルギーを負荷１１０または２１０に接続する。これはＤＣ／ＡＣインバータ動作を例示する。スイッチ３０４がターンオンされると、ダイオード３１６は逆バイアスがかけられることに留意すべきである。同様に、スイッチ３０８がターンオンされると、ダイオード３１４は逆バイアスがかけられる。スイッチ３０２がターンオンされると、入力電圧１０６はダイオード３１６を介してインダクタ３１２を充電する。スイッチ３０２がターンオフされると、スイッチ３０４がターンオンされ、インダクタ３１２に蓄積されたエネルギーは、スイッチ３０４を介してコンデンサ３１８に供給される。３１０について、順に、スイッチ３０６のターンオン、スイッチ３０６のターンオフ、スイッチ３０８のターンオンによって、コンデンサ３１８にエネルギーを蓄積および供給することは、同様の動作である。この動作は、入力電源の力率補正を例示する。
以下は、制御回路１２０’の動作例の説明である。この例は、（スイッチ３０２を制御する）制御信号３０３のターンオン（ハイ）から開始し、スイッチ３０２は導通する。スイッチ３０２をターンオンする（導通する）ことは、入力電源１０６からのエネルギーを第３エネルギー蓄積素子３１２に蓄積させる。このエネルギー蓄積素子３１２に蓄積されたエネルギーは
Ｉ３１２＝（ＶＩＮ×ｔ３０２）／Ｌ
で与えられる。ここで、Ｌはエネルギー蓄積素子３１２のインダクタンスを表わし、ｔ３０２はスイッチ３０２がオンである時間を表わす。ＶＩＮは１０６における信号を表わす。Ｉ３１２はインダクタ３１２を通る電流信号を表わす。
ＬおよびＶＩＮは既知の量を表わすので、エネルギー蓄積素子３１２に流れる電流（ＩＩＮ）は、スイッチ３０２のターンオン時間によって決定される。スイッチのための切り換え周波数（例えば、１０〜１００ｋＨｚ）は、入力電源ＡＣ信号の周波数（例えば１２０Ｈｚの整流ＡＣ信号）よりかなり速いので、各ＶＩＮに対応する、スイッチ３０２がオンである時間は、一定に維持される。したがって、Ｉ３１２はＶＩＮに比例し、かつ入力電流（ＩＩＮ）と入力電圧（ＶＩＮ）との間の力率補正が達成される。
制御回路１２０’は、信号３０９の選択されたオン部分の間に、信号３０３をオン（ハイ）であるように生成する、したがって、この例において、スイッチ３０８は、スイッチ３０２がターンオンを始めるとき、既にオン（導通）である。スイッチ３０２がオンである間に、第２エネルギー蓄積素子３１８に蓄積されたエネルギーは、スイッチ３０８およびインダクタ３２８を通して、トランス３２０の一次側の“上位（top）”に供給される。
スイッチ３０２がターンオフ（非導通）されると、制御回路１２０’は、信号３０５を生成し、それは（信号３０３および３０５を比較することによって示されるように）スイッチ３０４をターンオンさせる。スイッチ３０４がターンオンされると、第３エネルギー蓄積素子３１２内のエネルギーは、スイッチ３０４を介して示された第２エネルギー蓄積素子３１８に伝達される。制御回路１２０’、スイッチ３０２、３０８、３０４の上記動作は、矩形波の第１の半分をトランス３２０に供給するインバータ動作の第１の半サイクルを完了する。
制御回路１２０’は、信号３０５の選択されたオン部分の間に、信号３０７をオン（ハイ）であるように生成する。したがって、この例において、スイッチ３０４は、スイッチ３０６がターンオンを始めるとき、既にオン（導通）である。スイッチ３０６をターンオンする（導通する）ことは、入力電源からのエネルギーを第１エネルギー蓄積素子３１０に蓄積させる。エネルギー蓄積素子３１０に蓄積されたエネルギーは
Ｉ３１０＝（ＶＩＮ×ｔ３０６）／Ｌ
で与えられる。ここで、Ｌはエネルギー蓄積素子３１０のインダクタンスを表わし、ｔ３０６はスイッチ３０６がオンである時間を表わす。
したがって、エネルギー蓄積素子３１０に供給される入力電流（ＩＩＮ）は、入力電源の低周波数（例えば１２０Ｈｚの整流ＡＣ信号１０６）の半サイクル全体を通してＶＩＮに比例し、したがって、入力電流（ＩＩＮ）と入力電圧（ＶＩＮ）との間の力率補正が達成される。
スイッチ３０６がオンである間に、第２エネルギー蓄積素子３１８に蓄積されたエネルギーは、スイッチ３０４、トランス３２０の一次側の“下位（bottom）”、インダクタ３２８、グランドへのスイッチ３０６を通して、トランス３２０の一次側に供給される。スイッチ３０６がターンオフ（非導通）されると、制御回路１２０’は、信号３０９を生成し、それは（信号３０７および３０９を比較することによって示されるように）スイッチ３０８をターンオンさせる。スイッチ３０８がターンオンされると、第１エネルギー蓄積素子３１０内のエネルギーは、スイッチ３０８を介して示された第２エネルギー蓄積素子３１８に供給される。制御回路１２０’、スイッチ３０４、３０６、３０８の上記動作は、矩形波の第２の半分をトランス３２０に供給するインバータ動作の第２の半サイクルを完了する。また、Ｉ３１０はＶＩＮに比例し、かつ入力電流（ＩＩＮ）と入力電圧（ＶＩＮ）との間の力率補正が達成される。上述した動作は、連続したＡＣ電力をトランス３２０に供給することを繰り返す。
図４および図５は、図３の実施形態の電源トポロジーによって生成される信号グラフの例を表わす。図４（ａ）は、トランス３２０の２次側で検出される正弦出力電流を表わす。同一のタイムスケールは力率補正された入力電流および電圧信号（例えば、低周波入力電源の力率補正）も表わすので、この図に示された波形は負荷に供給される多数の高周波正弦信号を有する。出力電流３３０は負荷に供給される。図５（ａ）は、図４（ａ）に示された出力電流３３０をより詳細に表わす。図４（ｂ）は、電源１０２からの正弦入力電圧３４０を表わす。この実施形態において、正弦入力電圧３４０は、従来の１２０ボルトＡＣアウトレット電力を含む。
図４（ｃ）は、上述した力率補正動作の結果として正弦入力電流３６０を表わす。この実施形態において、入力電流３６０は、入力電圧波形３４０の包絡線として表わされる。入力電流３６０の波形は、電圧波形３４０の包絡線とほぼ同時に起こるので、入力電圧３４０および入力電流３６０は（例えば、入力電源１０６の各半サイクルの６０Ｈｚの動作内で）比例し、したがって、力率補正が達成される。
図５（ｂ）は、スイッチ３０２を通る矩形電圧信号３７０を表わす。上述したように、矩形電圧３７０は、スイッチ３０２が導通しているときゼロボルト付近であり、スイッチ３０２がターンオフされ、かつスイッチ３０４がターンオンされるとコンデンサ３１８における電圧付近であり、これは２００〜４００ボルトの範囲内である。スイッチ３０６を通る矩形電圧は類似するが、信号３７０からの位相シフトが１８０度である。矩形信号３７０とスイッチ３０６を通る電圧との間の差の結果は、電圧をセットアップし、かつ矩形信号を正弦信号に平滑化する（上述した）インバータ動作の各半サイクルについて、インダクタ３２８およびトランス３２０に印加される。図５（ｃ）はエネルギー蓄積素子３１２における電流の信号３８０を表わす。インダクタ３１２における電流は類似するが、信号３８０からの位相シフトが１８０度である。
また、制御回路１２０’は、ＬＣＤパネル負荷１１０または２１０に供給される電圧および／または電流を示す、電圧フィードバック情報３２４および／または電流フィードバック情報３２６を受信することが可能である。制御回路１２０’は、３０２および３０８の信号の重なりと、３０４および３０６の信号の重なりを調節するために電圧および／または電流フィードバック情報を利用することが可能であり、これはパネル１１０または２１０に供給される電力量を調節することが可能である。その代わりに、または加えて、制御回路１２０’は、（図示しない）バーストモード回路を含むことも可能であり、これは負荷からインバータ回路を分離することによってパネル負荷への電力を制御する、要するに（この技術分野において十分に理解されているように）バースト制御である。
＜ＰＦＣおよびハーフブリッジインバータ動作＞
図６は、図１または図２のシステムのもう１つの実施形態の電源トポロジー４００の図である。この実施形態において、一段パワートレーン回路１０８’’は、２つのスイッチ４０２、４０４を具備するハーフブリッジインバータ回路に構成されたＤＣ／ＡＣインバータ回路を含む。スイッチ４０２、４０４は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）スイッチ、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）および／または他のスイッチ構造とすることが可能である。また、各スイッチ４０２、４０４は、それぞれのボディーダイオードを含み、各ボディーダイオードは対応するスイッチと並列に接続される。この実施形態における入力電力は、入力電流ＩＩＮおよび入力電圧ＶＩＮを伴う整流信号１０６によって表わされる。整流信号１０６は、例えば、上述したように、ＡＣ電源１０２、整流回路１０４、およびコンデンサから引き出すことが可能である。
また、一段パワートレーン回路１０８’’は、ＰＦＣ回路を含む。この実施形態において、ＰＦＣ回路は、第１エネルギー蓄積素子４１０、第２エネルギー蓄積素子４１８を含む。この実施形態において、第１エネルギー蓄積素子４１０はインダクタを含み、第２エネルギー蓄積素子４１８は分圧コンデンサ回路４１８ａおよび４１８ｂを含む。
また、電源トポロジー４００は、複数の制御信号１２２’’、例えば、それぞれスイッチ４０２、４０４を制御する信号４０３、４０５を生成する制御回路１２０’’を含む。図６に挿入して示された制御信号４０３、４０５の例は、ハーフブリッジインバータ回路のそれぞれのスイッチの導通状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御するための矩形波信号（例えば、パルス幅変調された信号）を含む。
第１エネルギー蓄積素子４１０は、スイッチ４０２および４０４によって、第２エネルギー蓄積素子４１８に制御可能に接続される。以下、より詳細に説明されるように、第１エネルギー蓄積素子４１０は、入力電流および入力電圧の力率補正を提供し、一方、エネルギーを第２エネルギー蓄積素子４１８に伝達するように制御される。
全体の概観として、この実施形態において、制御回路１２０’’は、エネルギー蓄積素子４１０、４１８によって、ＤＣ／ＡＣインバータ動作と入力電圧および電流の力率補正との両方を提供するためにスイッチ４０２、４０４の導通状態を制御する。スイッチ４０２、４０４は１８０度離れて動作する。上述した機能と同様に、スイッチ４０２のターンオン、スイッチ４０４のターンオフは、インダクタ４２８およびトランス４２０を通る矩形信号の第１の半サイクルを生成する。スイッチ４０４のターンオン、スイッチ４０２のターンオフは、インダクタ４２８およびトランス４２０を通る矩形信号の第２の半サイクルを生成する。矩形信号は、正弦信号に平滑化され、かつＬＣＤパネル１１０内の１つまたは複数のランプに供給されるか、または、ＤＣ信号に変換され、かつパネル２１０内の１つまたは複数のＬＥＤに供給される。
例として、（スイッチ４０２を制御する）制御信号４０３のターンオン（ハイ）で開始し、スイッチ４０２は導通する。スイッチ４０２をターンオンする（導通する）ことは、入力電源１０６からのエネルギーを第１エネルギー蓄積素子４１０に蓄積させる。エネルギー蓄積素子４１０に蓄積されたエネルギーは
Ｉ４１０＝（ＶＩＮ×ｔ４０２）／Ｌ
で与えられる。ここで、Ｌはエネルギー蓄積素子４１０のインダクタンスを表わし、ｔ４０２はスイッチ４０２がオンである時間を表わす。
したがって、上述したように、エネルギー蓄積素子４１０に供給される入力電流（ＩＩＮ）は、低周波数（例えば１２０Ｈｚの整流ＡＣ信号１０６）の半サイクル全体を通してＶＩＮに比例し、したがって、入力電流（ＩＩＮ）と入力電圧（ＶＩＮ）との間の力率補正が達成される。
スイッチ４０２がオンである間に、第２エネルギー蓄積素子４１８ａおよび４１８ｂに蓄積されたエネルギーは、インダクタ４２８、トランス４２０、スイッチ４０２を通るグランドへの経路において、トランス４２０の一次側に供給される。スイッチ４０２がターンオフ（非導通）され、かつスイッチ４０４がターンオンされる前に、第１エネルギー蓄積素子４１０内のエネルギーは、スイッチ４０４のボディーダイオードを介して、第２エネルギー蓄積素子４１８ａおよび４１８ｂに供給される。上述したスイッチ４０２の動作は、矩形波の第１の半分をトランス４２０に供給するインバータ動作の第１の半サイクルを完了する。
（信号４０５を用いて）スイッチ４０４がターンオンされ、かつスイッチ４０２がオフであると、第２エネルギー蓄積素子４１８ａおよび４１８ｂに蓄積されたエネルギーは、スイッチ４０４、トランス４２０の一次側の“下位”を通して、トランス４２０の一次側に供給される。これらの動作は、蓄積素子４１８ａ、４１８ｂとトランス４２０との間の閉ループエネルギー供給から構成され、トランス４２０をリセットするために動作する。これらの動作は、矩形波の第２の半分をトランス４２０に供給するインバータ動作の第２の半サイクルを完了する。上述した動作は、連続したＡＣ電力をトランス４２０に供給することを繰り返す。
図７および図８は、図６の実施形態の電源トポロジーによって生成される信号グラフの例を表わす。図７（ａ）は、トランス４２０の２次側で検出される正弦出力電流４３０を表わす。出力電流４３０は負荷に供給される。図８（ａ）は、図７（ａ）に示された出力電流４３０をより詳細に表わす。図７（ｂ）は、電源１０２からの正弦入力電圧４４０を表わす。この実施形態において、正弦入力電圧４４０は、従来の１２０ボルトＡＣアウトレット電力を含む。
図７（ｃ）は、上述した力率補正動作の結果として正弦入力電流４５０を表わす。この実施形態において、入力電流４５０は、入力電流の包絡線４６０として表わされる。入力電流波形の包絡線４６０は、電圧波形４４０とほぼ同時に起こるので、入力電圧４４０および入力電流４６０はたいへん高い力率（例えば、入力電源の９０〜９９％の力率補正）を達成し、したがって、力率補正が達成される。
図８（ｂ）は、スイッチ４０２を通る矩形電圧信号４７０を表わす。上述したように、矩形電圧４７０はエネルギー蓄積素子４１８によって生成され、これは２００〜４００ボルトの範囲内である。スイッチ４０４を通る矩形電圧は類似するが、信号４７０からの位相シフトが１８０度である。結果の矩形信号は、スイッチ４０４および４０２の切り換えのためにインダクタ４２８およびトランス４２０に印加され、これは電圧をセットアップし、かつ矩形信号を正弦信号に平滑化する。図８（ｃ）はエネルギー蓄積素子４１０における電流の信号４８０を表わす。
また、制御回路１２０’’は、ＬＣＤパネル負荷１１０または２１０に供給される電圧および／または電流を示す、電圧フィードバック情報４２４および／または電流フィードバック情報４２６を受信することが可能である。電圧および／または電流フィードバック情報は、制御回路１２０’’に、信号４０３および４０５のオンである時間を調整させ、パネル１１０または２１０に供給される電力量を調節させる。その代わりに、または加えて、制御回路１２０’’は、（図示しない）バーストモード回路を含むことも可能であり、これは負荷からインバータ回路を分離することによってパネル負荷への電力を制御する、要するに（この技術分野において十分に理解されているように）バースト制御である。
＜ＰＦＣおよびアクティブクランプインバータ動作＞
図９は、図１または図２のシステムのもう１つの実施形態の電源トポロジー５００の図である。この実施形態において、一段パワートレーン回路１０８’’’は、２つのスイッチ５０２、５０４を具備するアクティブクランプインバータ回路に構成されたＤＣ／ＡＣインバータ回路を含む。スイッチ５０２、５０４は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）スイッチ、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）および／または他のスイッチ構造とすることが可能である。また、各スイッチ５０２、５０４は、それぞれのボディーダイオードを含み、各ボディーダイオードは対応するスイッチと並列に接続される。この実施形態における入力電力は、入力電流ＩＩＮおよび入力電圧ＶＩＮを伴う整流信号１０６によって表わされる。整流信号１０６は、例えば、上述したように、ＡＣ電源１０２、整流回路１０４、およびコンデンサから引き出すことが可能である。
また、一段パワートレーン回路１０８’’’は、ＰＦＣ回路を含む。この実施形態において、ＰＦＣ回路は、第１エネルギー蓄積素子５１０、第２エネルギー蓄積素子５１８を含む。この実施形態において、第１エネルギー蓄積素子５１０はインダクタを含み、第２エネルギー蓄積素子５１８はコンデンサを含む。
また、電源トポロジー５００は、制御回路１２０’’’を含む。制御回路１２０’’’は、複数の制御信号１２２’’’、例えば、それぞれスイッチ５０２、５０４の導通状態を制御する信号５０３、５０５を生成する。図９に挿入して示された制御信号５０３、５０５の例は、アクティブクランプインバータ回路のそれぞれのスイッチの導通状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御するためのそれぞれの矩形波信号（例えば、パルス幅変調された信号）を含む。
第１エネルギー蓄積素子５１０は、スイッチ５０４によって、第２エネルギー蓄積素子５１８に制御可能に接続される。以下、より詳細に説明されるように、第１エネルギー蓄積素子５１０は、入力電流および入力電圧の力率補正を提供し、かつエネルギーを第２エネルギー蓄積素子５１８に伝達するように制御される。上述した実施形態のように、第２エネルギー蓄積素子５１８に伝達されるエネルギーはＤＣ信号を供給し、第２エネルギー蓄積素子５１８は、負荷１１０または２１０に電力を供給するために、スイッチ５０２および５０４によって、トランス回路５２０に制御可能に接続される。
全体の概観として、この実施形態において、制御回路１２０’’’は、エネルギー蓄積素子５１０、５１８によって、ＤＣ／ＡＣインバータ動作と入力電圧および電流の力率補正との両方を提供するためにスイッチ５０２、５０４の導通状態を制御する。スイッチ５０２、５０４は相補方式で動作する、すなわち、これらのスイッチが同時に導通することを防止するように制御することが可能である。スイッチ５０２、５０４は、さらに、各スイッチのオン状態の間にブレークビフォアメーク（break-before-make）時間を提供するように制御することが可能である。スイッチ５０２のターンオンは、コンデンサ５１８の一端から他端への電圧であり、トランス５２０をセットアップするために供給される、矩形信号の第１の半サイクルを生成する。スイッチ５０４の動作は、コンデンサ５２８の一端から他端への電圧であり、トランス５２０をセットアップするために供給される矩形信号の第２の他の半サイクルを生成する。矩形信号は、正弦信号に平滑化され、かつＬＣＤパネル１１０内の１つまたは複数のランプに供給されるか、または、ＤＣ信号に変換され、かつパネル２１０内の１つまたは複数のＬＥＤに供給される。
例として、（スイッチ５０４を制御する）制御信号５０５のターンオン（ハイ）で開始し、スイッチ５０４は導通する。スイッチ５０４をターンオンする（導通する）ことは、入力電源１０６からのエネルギーを第１エネルギー蓄積素子５１０に蓄積させる。この時間の間に、コンデンサ５１８内のエネルギーはトランス５２０に供給されることに留意すべきである。エネルギー蓄積素子５１０に蓄積されたエネルギーは
Ｉ５１０＝（ＶＩＮ×ｔ５０４）／Ｌ
で与えられる。ここで、Ｌはエネルギー蓄積素子５１０のインダクタンスを表わし、ｔ５０４はスイッチ５０４がオンである時間を表わす。
したがって、エネルギー蓄積素子５１０に供給される入力電流（ＩＩＮ）は、低周波数期間内でＶＩＮに比例し、したがって、入力電流（ＩＩＮ）と入力電圧（ＶＩＮ）との間の力率補正が達成される。
スイッチ５０４がオンである間に、第２エネルギー蓄積素子５１８に蓄積されたエネルギーは、スイッチ５０４を通るグランドへの経路において、トランス５２０の一次側に供給される。上述したスイッチ５０４の動作は、矩形波の第１の半分をトランス５２０に供給するインバータ動作の第１の半サイクルを完了する。
（信号５０３を用いて）スイッチ５０２がターンオンされ、かつスイッチ５０４がオフであると、第１エネルギー蓄積素子５１０に蓄積されたエネルギーは、ダイオード５１４を通して、第２エネルギー蓄積素子５１８に供給される。スイッチ５０２がオンである間に、トランス５２０はコンデンサ５２８の一端から他端への電圧によって、かつ閉ループ方式でスイッチ５０２を通してリセットされる。これらの動作は、矩形波の第２の半分をトランス５２０に供給するインバータ動作の第２の半サイクルを完了する。上述した動作は、連続したＡＣ電力をトランス５２０に供給することを繰り返す。
図１０および図１１は、図９の実施形態の電源トポロジーによって生成される信号グラフの例を表わす。図１０（ａ）は、トランス５２０の２次側で検出される正弦出力電流５３０を表わす。出力電流５３０は負荷に供給される。図１１（ａ）は、図１０（ａ）に示された出力電流５３０をより詳細に表わす。図１０（ｂ）は、電源１０２からの正弦入力電圧５４０を表わす。この実施形態において、正弦入力電圧５４０は、従来の１２０ボルトＡＣアウトレット電力を含む。
図１０（ｃ）は、上述した力率補正動作の結果として正弦入力電流５５０を表わす。この実施形態において、入力電流５５０は、入力電流の包絡線５６０として表わされる。入力電流波形の包絡線５６０は、電圧波形５４０とほぼ同時に起こるので、入力電圧５４０および入力電流５６０は比例し、したがって、力率補正が達成される。
図１１（ｂ）は、スイッチ５０４を通る矩形電圧信号５７０を表わす。上述したように、矩形電圧５７０はエネルギー蓄積素子５１８によって生成され、これは２００〜４００ボルトの範囲内である。スイッチ５０２を通る矩形電圧は類似する。スイッチ５０４および５０２の相補的なターンオンおよびターンオフはトランス５２０に印加される矩形信号を生成し、これは、電圧をセットアップし、かつ矩形信号を正弦信号に平滑化する。図１１（ｃ）はエネルギー蓄積素子５１０における電流の信号５８０を表わす。
また、制御回路１２０’’’は、ＬＣＤパネル負荷１１０または２１０に供給される電圧および／または電流を示す、電圧フィードバック情報５２４および／または電流フィードバック情報５２６を受信することが可能である。電圧および／または電流フィードバック情報は、制御回路１２０’’’に、信号５０５および５０３のオンである時間を調整させ、パネル１１０または２１０に供給される電力量を調節させる。その代わりに、または加えて、制御回路１２０’’’は、（図示しない）バーストモード回路を含むことも可能であり、これは負荷からインバータ回路を分離することによってパネル負荷への電力を制御する、要するに（この技術分野において十分に理解されているように）バースト制御である。
＜ＰＦＣおよびフォワードインバータ動作＞
図１２は、図１または図２のシステムのもう１つの実施形態の電源トポロジー６００の図である。この実施形態において、一段パワートレーン回路１０８’’’’は、２つのスイッチ６０２、６０４を具備するフォワードインバータ回路に構成されたＤＣ／ＡＣインバータ回路を含む。スイッチ６０２、６０４は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）スイッチ、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）および／または他のスイッチ構造とすることが可能である。また、各スイッチ６０２、６０４は、それぞれのボディーダイオードを含み、各ボディーダイオードは対応するスイッチと並列に接続される。この実施形態における入力電力は、入力電流ＩＩＮおよび入力電圧ＶＩＮを伴う整流信号１０６によって表わされる。整流信号１０６は、例えば、上述したように、ＡＣ電源１０２、整流回路１０４、およびコンデンサから引き出すことが可能である。
また、一段パワートレーン回路１０８’’’’は、ＰＦＣ回路を含む。この実施形態において、ＰＦＣ回路は、第１エネルギー蓄積素子６１０、第２エネルギー蓄積素子６１８を含む。この実施形態において、第１エネルギー蓄積素子６１０はインダクタを含み、第２エネルギー蓄積素子６１８はコンデンサを含む。
また、電源トポロジー６００は、制御回路１２０’’’’を含む。制御回路１２０’’’’は、複数の制御信号１２２’’’’、例えば、それぞれスイッチ６０２、６０４の導通状態を制御する信号６０３、６０５を生成する。図１２に挿入して示された制御信号６０３、６０５の例は、フォワードインバータ回路のそれぞれのスイッチの導通状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御するためのそれぞれの矩形波信号（例えば、パルス幅変調された信号）を含む。
第１エネルギー蓄積素子６１０は、スイッチ６０２によって、第２エネルギー蓄積素子６１８に制御可能に接続される。以下、より詳細に説明されるように、第１エネルギー蓄積素子６１０は、入力電流および入力電圧の力率補正を提供し、かつエネルギーを第２エネルギー蓄積素子６１８に伝達するように制御される。上述した実施形態のように、第２エネルギー蓄積素子６１８に伝達されるエネルギーはＤＣ信号を供給し、第２エネルギー蓄積素子６１８は、負荷１１０または２１０に電力を供給するために、スイッチ６０２および６０４によって、トランス回路６２０に制御可能に接続される。
全体の概観として、この実施形態において、１２０’’’’は、エネルギー蓄積素子６１０、６１８によって、ＤＣ／ＡＣインバータ動作と入力電圧および電流の力率補正との両方を提供するためにスイッチ６０２、６０４の導通状態を制御する。スイッチ６０２、６０４は同時方式で動作する、すなわち、これらのスイッチが同時に導通するように制御することが可能である。スイッチ６０２および６０４のオン動作は、トランス６２０をセットアップするために供給される矩形信号の第１の半サイクルを生成する。スイッチ６０２および６０４のオフ動作は、トランス６２０をセットアップするために供給される矩形信号の第２の他の半サイクルを生成する。トランス６２０を通る結果の矩形信号は、正弦信号に平滑化され、かつＬＣＤパネル１１０内の１つまたは複数のランプに供給されるか、または、ＤＣ信号に変換され、かつパネル２１０内の１つまたは複数のＬＥＤに供給される。
例として、（スイッチ６０２を制御する）制御信号６０３のターンオン（ハイ）、および、（スイッチ６０４を制御する）制御信号６０５のターンオン（ハイ）で開始する。スイッチ６０２をターンオンする（導通する）ことは、入力電源１０６からのエネルギーを第１エネルギー蓄積素子６１０に蓄積させる。エネルギー蓄積素子６１０に蓄積されたエネルギーは
Ｉ６１０＝（ＶＩＮ×ｔ６０２）／Ｌ
で与えられる。ここで、Ｌはエネルギー蓄積素子６１０のインダクタンスを表わし、ｔ６０２はスイッチ６０２および６０４がオンである時間を表わす。
同様に、エネルギー蓄積素子６１０に供給される入力電流（ＩＩＮ）はＶＩＮに比例し、したがって、入力電流（ＩＩＮ）と入力電圧（ＶＩＮ）との間の力率補正が達成される。
スイッチ６０２および６０４がオンである間に、第２エネルギー蓄積素子６１８に蓄積されたエネルギーは、スイッチ６０４およびスイッチ６０２を通るグランドへの経路において、トランス６２０の一次側に供給される。上述したスイッチ６０２および６０４の動作は、矩形波の第１の半分をトランス６２０に供給するインバータ動作の第１の半サイクルを完了する。
（信号６０３および６０５を用いて）スイッチ６０２および６０４がターンオフされると、第１エネルギー蓄積素子６１０に蓄積されたエネルギーは、ダイオード６１４を通して、第２エネルギー蓄積素子６１８に伝達される。これらのスイッチがオフである間に、トランス６２０は、コンデンサ６１８の電圧をクランプするために、グランドの、ダイオード６１６、トランス６２０、ダイオード６１４への電流経路の流れを介して、リセットされる。これらの動作は、矩形波の第２の半分をトランス６２０に供給するインバータ動作の第２の半サイクルを完了する。上述した動作は、連続したＡＣ電力をトランス６２０に供給することを繰り返す。
図１３および図１４は、図１２の実施形態の電源トポロジーによって生成される信号グラフの例を表わす。図１３（ａ）は、トランス６２０の２次側で検出される準正弦出力電流６３０を表わす。出力電流６３０は負荷に供給される。図１４（ａ）は、図１３（ａ）に示された出力電流６３０をより詳細に表わす。図１３（ｂ）は、電源１０２からの正弦入力電圧６４０を表わす。この実施形態において、正弦入力電圧６４０は、従来の１２０ボルトＡＣアウトレット電力を含む。
図１３（ｃ）は、上述した力率補正動作の結果として正弦入力電流６５０を表わす。この実施形態において、入力電流６５０は、入力電流の包絡線６６０として表わされる。入力電流波形の包絡線６６０は、電圧波形６４０とほぼ同時に起こるので、入力電圧６４０および入力電流６６０は比例し、したがって、向上した力率補正が達成される。
図１４（ｂ）は、スイッチ６０２を通る矩形電圧信号６７０を表わす。上述したように、スイッチ６０２のターンオンはスイッチ６０２を通るゼロボルト付近となり、スイッチ６０２のターンオフはスイッチ６０２を通るコンデンサ６１８における電圧となる。矩形電圧６７０は２００〜４００ボルトの範囲内である。図１４（ｃ）は、スイッチ６０４を通る矩形電圧６９０を表わす。波形の歪み６９０は、スイッチ６０２および６０４によって与えられる異なる動作によるものである。スイッチ６０２および６０４のターンオンは、ＤＣ／ＡＣインバータ動作がコンデンサ６１８から負荷へエネルギーを供給することを可能とする。また、スイッチ６０２は、入力電源１０６からインダクタ６１０にエネルギーを蓄積するための追加の電流経路を提供する。スイッチ６０２および６０４のターンオフの間に、スイッチ６０２を通る波形はインダクタ６１０の漏れインダクタンスによって影響され、一方、スイッチ６０４を通る波形はトランス６２０の漏れインダクタンスによって影響されうる。したがって、波形が異なる。それとは関係なく、トランス６２０を通る波形の正味の結果は、電圧をセットアップし、かつ矩形信号を正弦信号に平滑化する。図１４（ｄ）はエネルギー蓄積素子６１０における電流の信号６８０を表わす。
また、制御回路１２０’’’’は、ＬＣＤパネル負荷１１０または２１０に供給される電圧および／または電流を示す、電圧フィードバック情報６２４および／または電流フィードバック情報６２６を受信することが可能である。電圧および／または電流フィードバック情報は、制御回路１２０’’’’に、信号６０２および６０４のオンである時間を調整させ、パネル１１０または２１０に供給される電力量を調節させる。その代わりに、または加えて、制御回路１２０’’’’は、（図示しない）バーストモード回路を含むことも可能であり、これは負荷からインバータ回路を分離することによってパネル負荷への電力を制御する、要するに（この技術分野において十分に理解されているように）バースト制御である。
ここで用いられた用語および表現は、限定ではなく説明の用語として用いられ、そのような用語および表現の使用において、表わされ、説明された特徴（またはそれらの部分）の均等物を除外することを意図するものではなく、請求項の範囲内で様々な改良が可能であることが認識される。他の改良、変形、代替も可能である。したがって、請求項はそのような全ての均等物を含むことを意図する。
一実施形態のシステムを表わす図である。 もう１つの実施形態のシステムを表わす図である。 図１または図２のシステムの一実施形態の電源トポロジーの図である。 図３の実施形態の電源トポロジーによって生成される信号グラフの例を表わす。 図３の実施形態の電源トポロジーによって生成される信号グラフの例を表わす。 図１または図２のシステムのもう１つの実施形態の電源トポロジーの図である。 図６の実施形態の電源トポロジーによって生成される信号グラフの例を表わす。 図６の実施形態の電源トポロジーによって生成される信号グラフの例を表わす。 図１または図２のシステムのもう１つの実施形態の電源トポロジーの図である。 図９の実施形態の電源トポロジーによって生成される信号グラフの例を表わす。 図９の実施形態の電源トポロジーによって生成される信号グラフの例を表わす。 図１または図２のシステムのもう１つの実施形態の電源トポロジーの図である。 図１２の実施形態の電源トポロジーによって生成される信号グラフの例を表わす。 図１２の実施形態の電源トポロジーによって生成される信号グラフの例を表わす。
符号の説明
１００、２００ システム
１０２ 入力ＡＣ電源
１０４ 整流回路
１０６ 整流ＡＣ信号
１０８、１０８’、１０８’’、１０８’’’、１０８’’’’ 一段パワートレーン回路
１１０、２１０ 液晶ディスプレイパネル
１１２ 力率補正回路
１１４ ＤＣ／ＡＣインバータ回路
１２０ ＰＦＣおよびインバータ制御回路
１２０’ ＰＦＣおよびＤＣ／ＡＣインバータ制御回路
１２０’’、１２０’’’、１２０’’’’ 制御回路
１２２、１２２’’、１２２’’’、１２２’’’’ 制御信号
１２２’、３０３、３０５、３０７、３０９ 駆動信号
２０２ ＡＣ／ＤＣ変換器およびフィルタ
３００、４００、５００、６００ 電源トポロジー
３０２、３０４、３０６、３０８、４０２、４０４、５０２、５０４、６０２、６０４ スイッチ
３１０、４１０、５１０、６１０ 第１エネルギー蓄積素子
３１２ 第３エネルギー蓄積素子
３１８、４１８、５１８、６１８ 第２エネルギー蓄積素子
３２０、４２０、５２０、６２０ トランス回路
３２４、４２４、５２４、６２４ 電圧フィードバック情報
３２６、４２６、５２６、６２６ 電流フィードバック情報
３２８、４２８ インダクタ
３３０、４３０、５３０ 出力電流
３４０、４４０、５４０、５５０、６４０ 正弦入力電圧
３６０、４５０、６５０ 正弦入力電流
３７０、４７０、５７０、６７０ 矩形電圧信号
４０３、４０５、５０３、５０５、６０３、６０５ 制御信号
４１８ａ、４１８ｂ 電圧駆動コンデンサ回路
４６０、５６０、６６０ 包絡線
４８０、５８０、６８０ 信号
５１４、５１６、６１４、６１６ ダイオード
５１８、５２８、６１８ コンデンサ
６３０ 準正弦出力電流
６９０ 矩形電圧

Claims (12)

  1. ＤＣ信号からＡＣ信号を生成するようにインバータ回路の動作を制御する複数の制御信号を生成するように構成されたコントローラを具備し、
    前記コントローラによって生成される前記制御信号は、力率補正（ＰＦＣ）回路が、前記ＰＦＣ回路と前記インバータ回路とに接続された入力電源の力率補正を提供することを可能とするために、前記インバータ回路を介して前記ＰＦＣ回路の動作を制御し、
    前記インバータ回路は、第１スイッチの第１端子および第２スイッチの第１端子に接続された第１ノードを具備し、
    前記ＰＦＣ回路は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチによって第２エネルギー蓄積素子に制御可能に接続された第１エネルギー蓄積素子を具備し、
    前記第１スイッチの第２端子はグランドに接続され、前記第２スイッチの第２端子は前記第２エネルギー蓄積素子の第１端子に接続され、前記第２エネルギー蓄積素子の第２端子はグランドに接続され、
    前記第１ノードはトランスの一次側の第１端子に接続され、前記第２エネルギー蓄積素子はインダクタを通して前記トランスの一次側の第２端子に接続され、
    前記コントローラは、第１制御信号を生成して前記第１スイッチをターンオンし、前記入力電源からのエネルギーが前記第１エネルギー蓄積素子に蓄積され、前記第２エネルギー蓄積素子に蓄積されたエネルギーが、前記第２エネルギー蓄積素子から前記インダクタを通り、前記トランスの一次側を通り、前記第１スイッチを通り、グランドへの経路において前記トランスの一次側に供給されるように構成され、
    前記コントローラは、第２制御信号を生成して前記第２スイッチをターンオンし、前記第２エネルギー蓄積素子からのエネルギーが前記トランスの一次側に供給されるように構成され、
    前記第１制御信号および前記第２制御信号は、前記第２スイッチをターンオンする前に前記第１スイッチをターンオフし、前記第１エネルギー蓄積素子に蓄積されたエネルギーが前記第２エネルギー蓄積素子に供給されるように構成され、
    前記第１制御信号および前記第２制御信号のオンである時間は、負荷に供給される電力量を調節するために前記コントローラによって調整される、インバータ動作および力率補正動作のための集積回路（ＩＣ）。
  2. 前記入力電源の前記力率補正は、前記入力電源の入力電圧が前記入力電源の入力電流に比例する請求項１に記載のＩＣ。
  3. 前記コントローラによって生成される前記複数の制御信号の各々は、パルス幅変調された信号である請求項１に記載のＩＣ。
  4. 前記コントローラは、前記インバータ回路および前記ＰＦＣ回路が負荷に電力を供給するように制御するように構成され、
    前記負荷は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルを具備する請求項１に記載のＩＣ。
  5. ＤＣ信号からＡＣ信号を生成することが可能なインバータ回路と、
    前記インバータ回路に接続された力率補正（ＰＦＣ）回路と、を具備し、前記ＰＦＣ回路は、前記ＰＦＣ回路と前記インバータ回路とに接続された入力電源の力率補正を提供することが可能であり、
    ＤＣ信号からＡＣ信号を生成するように前記インバータ回路の動作を制御する複数の制御信号を生成するように構成されたコントローラをさらに具備し、
    前記コントローラによって生成される前記制御信号は、前記ＰＦＣ回路が、前記力率補正を提供することを可能とするために、前記インバータ回路を介して前記ＰＦＣ回路の動作を制御し、
    前記インバータ回路は、第１スイッチの第１端子および第２スイッチの第１端子に接続された第１ノードを具備し、
    前記ＰＦＣ回路は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチによって第２エネルギー蓄積素子に制御可能に接続された第１エネルギー蓄積素子を具備し、
    前記第１スイッチの第２端子はグランドに接続され、前記第２スイッチの第２端子は前記第２エネルギー蓄積素子の第１端子に接続され、前記第２エネルギー蓄積素子の第２端子はグランドに接続され、
    前記第１ノードはトランスの一次側の第１端子に接続され、前記第２エネルギー蓄積素子はインダクタを通して前記トランスの一次側の第２端子に接続され、
    前記コントローラは、第１制御信号を生成して前記第１スイッチをターンオンし、前記入力電源からのエネルギーが前記第１エネルギー蓄積素子に蓄積され、前記第２エネルギー蓄積素子に蓄積されたエネルギーが、前記第２エネルギー蓄積素子から前記インダクタを通り、前記トランスの一次側を通り、前記第１スイッチを通り、グランドへの経路において前記トランスの一次側に供給されるように構成され、
    前記コントローラは、第２制御信号を生成して前記第２スイッチをターンオンし、前記第２エネルギー蓄積素子からのエネルギーが前記トランスの一次側に供給されるように構成され、
    前記第１制御信号および前記第２制御信号は、前記第２スイッチをターンオンする前に前記第１スイッチをターンオフし、前記第１エネルギー蓄積素子に蓄積されたエネルギーが前記第２エネルギー蓄積素子に供給されるように構成され、
    前記第１制御信号および前記第２制御信号のオンである時間は、負荷に供給される電力量を調節するために前記コントローラによって調整される、インバータ動作および力率補正動作のためのシステム。
  6. 前記インバータ回路は、前記ＤＣ信号から前記ＡＣ信号の第１の半サイクルを生成するように制御することが可能な前記第１スイッチと、前記ＡＣ信号の第２の半サイクルを生成するように制御することが可能な前記第２スイッチと、を具備するハーフブリッジインバータ回路を具備し、
    前記第１エネルギー蓄積素子は、少なくとも前記第１スイッチによって前記入力電源に制御可能に接続され、
    前記第１エネルギー蓄積素子は、前記ＡＣ信号の前記第１の半サイクルを生成するために、前記第１スイッチが前記コントローラによって制御されると前記入力電源の電圧に比例する電流を蓄積することが可能であり、
    前記第１エネルギー蓄積素子は、前記第１エネルギー蓄積素子内のエネルギーを前記第２エネルギー蓄積素子に伝達するために、前記第１および第２スイッチによって前記第２エネルギー蓄積素子に制御可能に接続される請求項５に記載のシステム。
  7. 前記第２エネルギー蓄積素子は、トランス回路をリセットするための前記ＡＣ信号の前記第２の半サイクルを生成するために、前記第２スイッチが前記コントローラによって制御されると、閉ループ内の前記トランス回路に制御可能に接続される請求項６に記載のシステム。
  8. 前記コントローラは、前記インバータ回路および前記ＰＦＣ回路が負荷に電力を供給するように制御するように構成され、
    前記負荷は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルを具備する請求項５に記載のシステム。
  9. コントローラによって、ＤＣ信号からＡＣ信号を生成するようにインバータ回路の動作を制御する複数の制御信号を生成するステップを有し、前記インバータ回路は、第１スイッチの第１端子および第２スイッチの第１端子に接続された第１ノードを具備し、
    力率補正（ＰＦＣ）回路が、前記ＰＦＣ回路と前記インバータ回路とに接続された入力電源の力率補正を提供することを可能とするために、前記インバータ回路を介して前記ＰＦＣ回路の動作を制御するために前記コントローラによって生成される前記制御信号を使用するステップをさらに有し、前記ＰＦＣ回路は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチによって第２エネルギー蓄積素子に制御可能に接続された第１エネルギー蓄積素子を具備し、前記第１スイッチの第２端子はグランドに接続され、前記第２スイッチの第２端子は前記第２エネルギー蓄積素子の第１端子に接続され、前記第２エネルギー蓄積素子の第２端子はグランドに接続され、前記第１ノードはトランスの一次側の第１端子に接続され、前記第２エネルギー蓄積素子はインダクタを通して前記トランスの一次側の第２端子に接続され、
    前記コントローラによって、第１制御信号を生成して前記第１スイッチをターンオンし、前記入力電源からのエネルギーが前記第１エネルギー蓄積素子に蓄積され、前記第２エネルギー蓄積素子に蓄積されたエネルギーが、前記第２エネルギー蓄積素子から前記インダクタを通り、前記トランスの一次側を通り、前記第１スイッチを通り、グランドへの経路において前記トランスの一次側に供給されるステップと、
    前記コントローラによって、第２制御信号を生成して前記第２スイッチをターンオンし、前記第２エネルギー蓄積素子からのエネルギーが前記トランスの一次側に供給されるステップと、をさらに有し、
    前記第１制御信号および前記第２制御信号は、前記第２スイッチをターンオンする前に前記第１スイッチをターンオフし、前記第１エネルギー蓄積素子に蓄積されたエネルギーが前記第２エネルギー蓄積素子に供給されるように構成され、
    前記第１制御信号および前記第２制御信号のオンである時間は、負荷に供給される電力量を調節するために前記コントローラによって調整される、インバータ動作および力率補正動作のための方法。
  10. 前記入力電源の前記力率補正は、前記入力電源の入力電圧に比例する電流を蓄積するステップを有する請求項９に記載の方法。
  11. 前記コントローラによって、前記インバータ回路および前記ＰＦＣ回路が負荷に電力を供給するように制御するステップをさらに有し、
    前記負荷は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルを具備する請求項９に記載の方法。
  12. 前記第２エネルギー蓄積素子は、ともに第２ノードに接続された第１コンデンサおよび第２コンデンサを具備する分圧コンデンサ回路を具備し、前記第２ノードは、前記インダクタを通して前記トランスの一次側の第２端子に接続される請求項１に記載のＩＣ。
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