JP6031793B2 - ゼロクロス検出回路及び高力率整流回路 - Google Patents

Description

本発明は、交流電源のゼロクロス点を検出する回路と、交流電源を使用するインバータなどに適用され高力率化を図った整流回路に関するものである。

交流電源からより効率的に電力を取り出すには電源力率を改善することが有効である。この力率を改善するための従来の高力率整流回路として、交流電源のゼロクロスを基準にしてスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御する整流回路がある。特に交流電源電圧のゼロクロス点の直後に適当な時間だけスイッチング素子をオンさせることによって、リアクタが接続された整流回路の出力側を短絡し、交流電源電流の導通期間を拡大するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平２−２９９４７０号公報（第２〜３頁、図１、２）

しかしながら、交流電源の周期中に瞬時停電などのノイズが発生して瞬間的に電源電圧がゼロになった場合、ゼロクロスを誤って検出してしまう虞があり、この誤って検出したゼロクロスを基準にして整流回路を制御すると、整流回路の誤動作などの不具合を生じることがあった。例えば、上記の公報に開示されている図１の高力率整流回路では、図２（１）に示す電源電圧にｔ３のタイミングで瞬時停電などによるノイズが発生した場合に、図２（２）に示すゼロクロス検出信号を検出することで、誤って図２（３）に示すスイッチング素子をオンさせてしまう可能性があり、その場合には図２（４）に示す整流回路の出力側に流れる短絡電流は正常時のタイミングｔ１とｔ２よりもｔ３では過電流となり、整流回路のダイオードブリッジやトランジスタの破損を招く虞があった。

本発明は以上述べた問題点を解決し、瞬時停電などによるノイズが発生した場合にも正確なゼロクロス点を判定するゼロクロス検出回路及びそれを用いた高力率整流回路を実現することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部と、前記交流電源の電圧を所定間隔で検出する電源電圧検出部と、前記ゼロクロス検出部と前記電源電圧検出部との検出結果に基づいてゼロクロス点を判定するゼロクロス判定手段を備え、前記電源電圧検出部は、検出した電圧が検出したタイミングに応じて所定の電圧範囲内にあるか否かを判定し、検出した電圧が所定の電圧範囲内の場合には検出した電圧に基づいてゼロクロス点の検出を許可し、検出した電圧が所定の電圧範囲外の場合にはゼロクロス点の検出を禁止するようにしたゼロクロス検出回路である。

また、本発明の請求項２に記載の発明は、整流器と、同整流器の入力側または出力正極側に接続されたリアクタと、前記整流器の出力正極側と出力負極側との間に設けられたスイッチング素子と、前記整流器に入力される交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部と、前記交流電源の電圧を所定間隔で検出する電源電圧検出部と、前記スイッチング素子のＯＮ，ＯＦＦを制御するスイッチング制御部とを備えた高力率整流回路であって、前記電源電圧検出部は、検出した電圧が検出したタイミングに応じて所定の電圧範囲内にあるか否かを判定し、検出した電圧が所定の電圧範囲内の場合には検出した電圧に基づいてゼロクロス点の検出を許可し、検出した電圧が所定の電圧範囲外の場合にはゼロクロス点の検出を禁止し、前記スイッチング制御部は、前記ゼロクロス検出部と前記電源電圧検出部との検出結果に基づいて、前記スイッチング素子をＯＮするものである。

また、本発明の請求項３に記載の発明は、前記スイッチング制御部は、前記電源電圧検出部で検出した前記電圧に基づいて、前記スイッチング素子をＯＮとする制御を許可するスイッチング許可期間を設定し、前記スイッチング許可期間においてゼロクロス点を検出した場合にのみ前記スイッチング素子をＯＮするものである。

また、本発明の請求項４に記載の発明は、前記スイッチング制御部は、前記スイッチング許可期間の設定において、前回許可とされた時刻から電源周期に応じて予め設定された所定時間の経過を、前記スイッチング許可期間の設定の条件に加えるものである。

以上の手段を用いることにより、本発明によるゼロクロス検出回路によれば、瞬時停電などノイズに起因するゼロクロス点の誤検知を排除することができる。

また、本発明による高力率整流回路によれば、瞬時停電などノイズに起因するゼロクロス点の誤検知による、スイッチング素子のオン，オフ制御を防止することができ、高力率整流回路の信頼性が向上する。

従来例を示す回路図である。 従来例による電源電圧、ゼロクロス点検出信号、スイッチング素子の状態、短絡電流を示す説明図である。 本発明を示す回路図である。 本発明による電源電圧、ゼロクロス点検出信号、サンプリング信号、スイッチング可否判定の処理、トランジスタの状態、短絡電流を示す説明図である。 本発明によるスイッチング可否判定の条件を説明する説明図である。 本発明によるマイコンのスイッチング制御部の処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。なお
、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図３は、本発明を示す回路図である。図３において、高力率整流回路は交流電源１に接続され、交流電源１の正極側に一方が接続された交流リアクタ２と、交流リアクタ２の他方に一方が接続され他方が交流電源１の負極側に接続される４つのダイオード３１〜３４で構成されたブリッジ形の整流器３と、整流器３の出力正極側をアノード側として接続された電流の逆流を防止するダイオード４と、ダイオード４のカソード側を正極側として接続され負極側に整流器３の出力負極側が接続された平滑用コンデンサ５と、整流器３とダイオード４の間に平滑用コンデンサ５と並列に接続されたスイッチング素子であるトランジスタ６と、平滑用コンデンサ５の正極側と負極側に並列に接続された負荷７と、交流電源１とトランジスタ６に接続されたマイコン１０とを備え、マイコン１０は交流電源１と並列に接続されたＡ／Ｄポートによって電源電圧を１ｍｓ間隔でサンプリングして検出する電源電圧検出部１１と、交流電源１と並列に接続された外部割込みポートによって電源電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部１２と、トランジスタ６に接続され電源電圧検出部１１とゼロクロス検出部１２の検出結果を用いて整流回路の出力正負極間を短絡／開放するためのスイッチング信号を出力するスイッチング制御部１３とを有している
。なお、交流リアクタ２に代わり、整流器３の出力正極側と平滑用コンデンサ５の正極側との間に直列に接続された、図示しない直流リアクタを備えても良い。また、マイコン１０を高力率整流回路とは異なる用途でゼロクロス検出回路として用いる場合には、スイッチング制御部１３はゼロクロス点の判定を行うゼロクロス判定手段１３となる。

図３において、トランジスタ６がＯＦＦとなっている時の電流経路は、交流電源１→交流リアクタ２→ダイオード３１→ダイオード４→平滑用コンデンサ５→ダイオード３４→交流電源１となる。また、マイコン１０のスイッチング制御部１３からスイッチング信号が出力されトランジスタ６がＯＮとなった時の電流経路は、交流電源１→交流リアクタ２→ダイオード３１→トランジスタ６→ダイオード３４→交流電源１となり、交流リアクタ２を負荷とする電流により平滑用コンデンサ５の不充電期間における整流器３への交流入力電流の継続を可能とし、同整流器３の力率改善が図られる。なお、上記の両電流経路は交流電源１の電圧極性が交流リアクタ２側において正の場合に対応したものであり、両電流経路による通電は交流電源のゼロクロス点直後から次のゼロクロス点に至る正弦波の半周期の期間に渡り行われる。また、次の半周期では交流電源１の電圧極性が交流リアクタ２側において負の場合となり、ダイオード３１と３４とに代わり、ダイオード３２を経由して整流器３の出力正極側に出力され、出力負極側からダイオード３３を経由する電流経路となる。

図４は、本発明による電源電圧、ゼロクロス点検出信号、サンプリング信号、スイッチング可否判定の処理、トランジスタの状態、短絡電流を示す説明図である。図４（１）は
、交流電源１の電源電圧を示している。また左側から右側への時間の経過を示し、ｔ０〜ｔ３の一点鎖線は図４（１）〜（６）に共通する特定のタイミングを示している。

また、図４（２）は、マイコン１０のゼロクロス検出部１２で検出される交流電源１がＨＩ→ＬＯＷもしくは、ＬＯＷ→ＨＩとなるゼロクロス点検出信号を示し、図４（３）は
、マイコン１０の電源電圧検出部１１で交流電源１の電源電圧を０．０Ｖ〜５．０Ｖの間の電圧値で検出するサンプリング信号を示し、図４（４）は、瞬時停電などのノイズにより誤ってトランジスタ６をＯＮさせないために、ゼロクロス検出部１２と電源電圧検出部１１の検出結果を用いて、マイコン１０のスイッチング制御部１３でスイッチング可否判定の結果決定されるスイッチングをＯＮする許可／禁止期間を示し、図４（５）は、スイッチング制御部１３からの信号を受けて動作するトランジスタ６のＯＮまたはＯＦＦの状態を示し、図４（６）は、トランジスタ６がＯＮとなった時に流れる短絡電流を示している。

この図４を用いて、正常時のゼロクロス点検出と、瞬時停電などのノイズによる異常時のゼロクロス点検出の場合で実施される、スイッチング可否判定の処理概要を説明する。ゼロクロス検出部１２は、図４（１）の電源電圧がゼロクロス点に達するｔ０〜ｔ３のタイミングで、図４（２）に示すＨＩ→ＬＯＷもしくはＬＯＷ→ＨＩのゼロクロス点検出信号を出力する。なお、ｔ０〜ｔ２は正常時、ｔ３は瞬時停電などによる異常時のゼロクロス点検出である。

電源電圧検出部１１は、図４（１）の電源電圧を１ｍｓ間隔でサンプリングし図４（３）に示す電源電圧を検出する。なお電源周期を５０Ｈｚとすると正弦波は１周期で２０ｍｓとなり、電源電圧検出部１１はｔ０〜ｔ２に示す点線両矢印のように１周期に２０回の電圧値を検出することとなる。

スイッチング制御部１３は、ｔ１においてゼロクロス検出部１２から図４（２）に示すＬＯＷ→ＨＩのゼロクロス点検出信号が出力されると、その直後から１ｍｓ間隔で検出されるサンプリング信号毎の電圧値に応じて、図４（４）に示すトランジスタ６をＯＮさせるスイッチング信号出力の「許可」もしくは「禁止」期間を定めるスイッチング可否判定をサンプリング信号の検出毎に実施する。そして、ｔ１のスイッチング可否判定の開始以降に検出されるサンプリング信号の電圧値が所定の電圧値範囲に存在しない時「禁止」と判定され、同サンプリング信号の電圧値が所定の電圧値範囲に存在する時（ここでは図４（３）のｅ１に示す区間における電圧値が所定の電圧値範囲とする）「許可」と判定される。なお、図４（３）のｅ１に示した所定の電圧値範囲の判定条件については、続く図５で後述する。

また、スイッチング制御部１３は、ｔ２においてゼロクロス検出部１２から図４（２）に示すＨＩ→ＬＯＷのゼロクロス点検出信号が出力されると、その直後から１ｍｓ間隔で検出されるサンプリング信号毎の電圧値に応じて、図４（４）に示すトランジスタ６をＯＮさせるスイッチング信号出力の「許可」もしくは「禁止」期間を定めるスイッチング可否判定をサンプリング信号の検出毎に実施する。そして、ｔ２のスイッチング可否判定の開始から以降に検出されるサンプリング信号の電圧値が所定の電圧値範囲に存在しない時「禁止」と判定され、同サンプリング信号の電圧値が所定の電圧値範囲に存在する時（ここでは図４（３）のｅ２に示す区間における電圧値が所定の電圧値範囲とする）「許可」と判定される。なお、図４（３）のｅ２に示した所定の電圧値範囲の判定条件についても
、続く図５で後述する。

ｔ１とｔ２のタイミングにおいて、スイッチング可否判定で「許可」と判定していたスイッチング制御部１３は、ＬＯＷ→ＨＩもしくはＨＩ→ＬＯＷの図４（２）に示すゼロクロス点検出信号が出力されると、トランジスタ６へスイッチングＯＮ信号を出力する。そして、図４（５）に示すようにトランジスタ６はＯＮ状態へと切り替わり、予め定められた所定時間の経過後にスイッチング制御部１３より図示しないスイッチングＯＦＦ信号が出力されるまでの期間、ＯＮ状態を継続した後にＯＦＦ状態へと戻される。

また、スイッチング制御部１３はｔ３のタイミングにおいて、図４（１）に示す瞬時停電などによる異常時の電源電圧または、ノイズなどによりゼロクロス点を誤検知した場合にＬＯＷ→ＨＩの図４（２）に示すゼロクロス点検出信号が出力されると、図４（３）に示すように、この時点ではスイッチング可否判定によって「禁止」と判定されているためゼロクロス点検出信号を無効とする。

このようなスイッチング制御部１３の処理によって、図４（６）に示すように、正常時のゼロクロス点であるｔ１とｔ２のタイミングにおいては、整流器３の出力側に適切かつ妥当な短絡電流を流し力率改善を図る。また、瞬時停電やノイズなどによってゼロクロス検出部１２がゼロクロス点を誤検知した異常時であるｔ３のタイミングにおいては、同短絡電流が流れないため、従来の高力率整流回路の問題であった短絡電流の過電流化を防止し、整流回路のダイオードブリッジやトランジスタの破損を防止することができる。
なお、スイッチング制御部１３に代わりゼロクロス検出回路として用いられるゼロクロス判定手段１３の処理の場合には、図４（４）に示すトランジスタ６をＯＮさせるスイッチング信号に代わり、図示しないゼロクロス判定信号が出力される。

図５は、本発明によるスイッチング制御部１３で処理されるスイッチング可否判定の条件を説明する説明図である。図５（１）は、電源電圧検出部１１で検出されるサンプリング信号であり、電源電圧の１周期中に１ｍｓ間隔で２０回検出されるサンプリング信号の時間と、正弦波の位相と、その時のサンプリング信号の電圧の想定値とを示している。また、図５（３）は、スイッチング可否判定において「許可」を判定する条件であり、電源電圧検出部１１で検出されたサンプリング信号の電圧値に応じて、図４（４）に示すスイッチング可否判定の条件を、実施例１と２の２通り示している。なお、両実施例の判定条件に分割された電源電圧が「ＨＩ」の時と「ＬＯＷ」の時とは、ゼロクロス点検出信号がＬＯＷ→ＨＩを示す場合には「ＨＩ」、ゼロクロス点検出信号がＨＩ→ＬＯＷを示す場合には「ＬＯＷ」の時を判定条件とする。つまり電源電圧の半周期毎にこの判定条件が入れ替わることを示している。また、図５（２）は、図５（３）に示す実施例の各判定条件を
、図５（１）に示すサンプリング信号の検出間隔を時間軸として、それぞれの期間を示している。

実施例１のスイッチングのＯＮを「許可」するか否かの判定は次のように行われる。電源電圧が「ＨＩ」の場合は、電源電圧検出部１１で検出される最新の電圧値が、電源電圧における位相１６２°と位相１８０°とでそれぞれ検出されるであろう電圧値（図５（１）に示すＶ２とＶ１の点）の間の値でかつ、最新のサンプリング信号から１ｍｓ前に検出された電圧値が、電源電圧における位相１４４°と位相１６２°とでそれぞれ検出されるであろう電圧値（図５（１）に示すＶ３とＶ２の点）の間の値であれば、スイッチングのＯＮを「許可」することとし、これ以外の条件であればスイッチングのＯＮが禁止される。電源電圧が「ＬＯＷ」の場合は、電源電圧検出部１１で検出される最新の電圧値が
、電源電圧における位相３４２°と位相３６０°とでそれぞれ検出されるであろう電圧値（図５（１）に示すＶ５とＶ４の点）の間の値でかつ、最新のサンプリング信号から１ｍｓ前に検出された電圧値が、電源電圧における位相３２４°と位相３４２°とでそれぞれ検出されるであろう電圧値（図５（１）に示すＶ６とＶ５の点）の間の値であれば、スイッチングのＯＮを「許可」することとし、これ以外の条件であればスイッチングのＯＮが禁止される。

ここで、電源電圧が「ＨＩ」の場合の位相１８０°に対応する電圧値は、ＨＩ→ＬＯＷのゼロクロス点において検出されるであろう電圧値２．５０ｖであり、位相１６２°に対応する電圧値は、同ゼロクロス点からサンプリング信号の検出間隔である１ｍｓ前に検出されるであろう電圧値３．２７ｖであり、位相１４４°に対応する電圧値は、同ゼロクロス点からサンプリング信号の検出間隔である２ｍｓ前に検出されるであろう電圧値３．９７ｖである。この判定条件を式で示したものが、図５（３）に示すａの、［２．５０ｖ≦最新のサンプリング信号値≦３．２７ｖ×１．１］とｂの、［３．２７ｖ×０．９≦１ｍｓ前のサンプリング信号値≦３．９７ｖ×１．１］である。なお、ａの式において電圧値３．２７ｖに「１．１」を掛けているのは、誤差を考慮し＋１０％の補正を加えた電圧値とするためであり、ｂの式において電圧値３．２７ｖに「０．９」を掛けているは、誤差を考慮し−１０％の補正と、電圧値３．９７ｖに「１．１」を掛けているは、誤差を考慮し＋１０％の補正とを加えた電圧値とするためである。

また、電源電圧が「ＬＯＷ」の場合の位相３６０°に対応する電圧値は、ＬＯＷ→ＨＩのゼロクロス点において検出されるであろう電圧値２．５０ｖであり、位相３４２°に対応する電圧値は、同ゼロクロス点からサンプリング信号の検出間隔である１ｍｓ前に検出されるであろう電圧値１．７３ｖであり、位相３２４°に対応する電圧値は、同ゼロクロス点からサンプリング信号の検出間隔である２ｍｓ前に検出されるであろう電圧値１．０３ｖである。この判定条件を式で示したものが、図５（３）に示すｃの、［１．７３ｖ×０．９≦最新のサンプリング信号値≦２．５０ｖ］とｄの、［１．０３ｖ×０．９≦１ｍｓ前のサンプリング信号値≦１．７３ｖ×１．１］である。なお、ｃの式において電圧値１．７３ｖに「０．９」を掛けているのは、誤差を考慮し−１０％の補正を加えた電圧値とするためであり、ｄの式において電圧値１．０３ｖに「０．９」を掛けているは、誤差を考慮し−１０％の補正と、電圧値１．７３ｖに「１．１」を掛けているは、誤差を考慮し＋１０％の補正とを加えた電圧値とするためである。

つまり、電源電圧検出部１１で検出される最新の電圧値と、この１ｍｓ前の電圧値が図５（１）に示すａとｂまたはｃとｄの縦両矢印の間にあるときにゼロクロス点が検出された場合に、このゼロクロス点検出によりスイッチングのＯＮが行われる。なお、図５（２）に示すａとｃの白抜き横両矢印はサンプリング信号の検出間隔を時間軸としてスイッチングのＯＮを「許可」と判定される電圧値が検出されるであろう期間を示している。このような実施例１の判定条件とすることで、正確なスイッチング可否判定が可能となる
。

実施例２のスイッチングのＯＮを「許可」するか否かの判定は次のように行われる。電源電圧が「ＨＩ」の場合は、実施例１の判定条件ａとｂに加え、ａとｂの範囲内に存在するサンプリング信号の電圧値を検出した時に、前回の「許可」判定から８ｍｓ以上経過していることを条件としたｅにも該当する場合にスイッチングのＯＮを「許可」することとし、同判定から８ｍｓ以上経過していない場合にスイッチングのＯＮが禁止される。電源電圧が「ＬＯＷ」の場合は、実施例１の判定条件ｃとｄに加え、ｃとｄの範囲内に存在するサンプリング信号の電圧値を検出した時に、前回の「許可」判定から８ｍｓ以上経過していることを条件としたｆにも該当する場合にスイッチングのＯＮを「許可」することとし、同判定から８ｍｓ以上経過していない場合にスイッチングのＯＮが禁止される。なお
、図５（２）に示すｅとｆの白抜き横矢印は、経過時間の起点となる前回の「許可」判定をｅはｃ’と仮定し、ｆはａ’と仮定し、サンプリング信号の検出間隔を時間軸とするスイッチングのＯＮを「許可」と判定されるであろう期間を示している。このような実施例２の判定条件とすることで、一時的に電源電圧もしくは検出電圧の乱れが生じた場合にも誤判定を低減し、より正確なスイッチング可否判定が可能となる。

また、実施例１と２のスイッチング可否判定の条件によって「許可」と判定される期間を電源電圧がゼロクロス点を通過する直前の限定された期間とすることにより、仮にこの「許可」期間中にノイズなどによってゼロクロス検出部１２がゼロクロス点を誤検知したとしても、この期間の電源電圧は微少であるため短絡電流が過電流となる虞がない。なお
、スイッチング制御部１３に代わりゼロクロス検出回路として用いられるゼロクロス判定手段１３の処理の場合には、図５（２）に示す判定期間と（３）に示す判定条件が「電源電圧の異常時とノイズによる誤検知を排除したゼロクロス点判定の」期間と条件の説明となる。

図６は、本発明によるマイコン１０のスイッチング制御部１３の処理を説明するフローチャートである。なお、図５のフローチャートに記載のＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を、またＹはＹｅｓをＮはＮｏをそれぞれ表している。

スイッチング制御部１３は、電源電圧検出部１１で電源電圧値を１ｍｓ間隔で検出するサンプリング信号の有無を確認する（ＳＴ１）。サンプリング信号が無い場合（ＳＴ１−Ｎ）、ゼロクロス検出部１２から電源電圧がゼロクロス点に達した時に検出されるゼロクロス点検出信号の有無を確認する（ＳＴ２）。ゼロクロス点検出信号が有る場合（ＳＴ２−Ｙ）。サンプリング信号の電圧値によって「許可」もしくは「禁止」が記憶されるスイッチング可否情報に、そのどちらが記憶されているかを確認する（ＳＴ３）。なお、スイッチング可否情報に「許可」もしくは「禁止」を記憶する処理については、本フローチャート内で後述する。

スイッチング制御部１３はＳＴ３において、スイッチング可否情報が「許可」の場合（ＳＴ３−許可）、トランジスタ６をＯＮにするスイッチング信号を出力する（ＳＴ４）
。続いてＳＴ２で確認したゼロクロス点検出信号がＨＩ→ＬＯＷもしくはＬＯＷ→ＨＩのどちらかを確認する（ＳＴ５）。ゼロクロス点検出信号がＨＩ→ＬＯＷの場合（ＳＴ５−ＨＩ）、マイコン１０に内蔵されるメモリへ電源電圧の出力情報として「ＨＩ」を記憶する（ＳＴ６）。そしてＳＴ１へジャンプする。一方、ＳＴ５において、ゼロクロス点検出信号がＬＯＷ→ＨＩの場合（ＳＴ５−ＬＯＷ）、マイコン１０に内蔵されるメモリへ電源電圧の出力情報として「ＬＯＷ」を記憶する（ＳＴ７）。そしてＳＴ１へジャンプする。

また、スイッチング制御部１３はＳＴ１において、サンプリング信号が有る場合（ＳＴ１−Ｙ）、ＳＴ６もしくはＳＴ７でマイコン１０に内蔵されるメモリへ記憶された電源電圧の出力情報が「ＨＩ」もしくは「ＬＯＷ」のどちらかを確認する（ＳＴ８）。電源電圧の出力情報が「ＨＩ」の場合（ＳＴ８−ＨＩ）、ＳＴ１で確認したサンプリング信号の電圧値が、図５で説明した各実施例における電源電圧が「ＨＩ」の時の判定条件範囲か否かを確認する（ＳＴ９）。サンプリング信号の電圧値が電源電圧「ＨＩ」の時の判定条件範囲の場合（ＳＴ９−Ｙ）、マイコン１０に内蔵されるメモリへスイッチング可否情報として「許可」を記憶する（ＳＴ１０）。そしてＳＴ２へジャンプする。

また、スイッチング制御部１３はＳＴ８において、電源電圧の出力情報が「ＬＯＷ」の場合（ＳＴ８−ＬＯＷ）、ＳＴ１で確認したサンプリング信号の電圧値が、図５で説明した各実施例における電源電圧が「ＬＯＷ」の時の判定条件範囲か否かを確認する（ＳＴ１１）。サンプリング信号の電圧値が電源電圧「ＬＯＷ」の時の判定条件範囲ではない場合（ＳＴ１１−Ｎ）、マイコン１０に内蔵されるメモリへスイッチング可否情報として「禁止」を記憶する（ＳＴ１２）。そしてＳＴ１へジャンプする。一方、ＳＴ９において、サンプリング信号の電圧値が電源電圧「ＨＩ」の時の判定条件範囲ではない場合（ＳＴ９−Ｎ）、ＳＴ１２へジャンプする。一方、ＳＴ１１において、サンプリング信号の電圧値が電源電圧「ＬＯＷ」の時の判定条件範囲の場合（ＳＴ１１−Ｙ）、ＳＴ１０へジャンプする。

また、スイッチング制御部１３はＳＴ２において、ゼロクロス点検出信号が無い場合（ＳＴ２−Ｎ）と、ＳＴ３において、スイッチング可否情報が「禁止」の場合（ＳＴ３−禁止）、とは共にＳＴ１へジャンプする。

以上の実施例では交流電源電圧のゼロクロス点から一定時間トランジスタをＯＮして短絡電流を流し力率を改善する力率改善回路について説明したが、これに限るものではなく
、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子を用い交流電源のゼロクロスを検出して制御を行う種々のＰＦＣに適用可能である。

１ 交流電源
２ 交流リアクタ
３ 整流器
４ ダイオード
５ 平滑用コンデンサ
６ トランジスタ
７ 負荷
１０ マイコン
１１ 電源電圧検出部
１２ ゼロクロス検出部
１３ スイッチング制御部（ゼロクロス判定手段）
３１，３２，３３，３４ 整流器を構成するダイオード

Claims (4)

1. 交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部と、前記交流電源の電圧を所定間隔で検出する電源電圧検出部と、前記ゼロクロス検出部と前記電源電圧検出部との検出結果に基づいてゼロクロス点を判定するゼロクロス判定手段を備え、前記電源電圧検出部は、検出した電圧が検出したタイミングに応じて所定の電圧範囲内にあるか否かを判定し、検出した電圧が所定の電圧範囲内の場合には検出した電圧に基づいてゼロクロス点の検出を許可し、検出した電圧が所定の電圧範囲外の場合にはゼロクロス点の検出を禁止することを特徴とするゼロクロス検出回路。
2. 整流器と、同整流器の入力側または出力正極側に接続されたリアクタと、前記整流器の出力正極側と出力負極側との間に設けられたスイッチング素子と、前記整流器に入力される交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部と、前記交流電源の電圧を所定間隔で検出する電源電圧検出部と、前記スイッチング素子のＯＮ，ＯＦＦを制御するスイッチング制御部とを備えた高力率整流回路であって、前記電源電圧検出部は、検出した電圧が検出したタイミングに応じて所定の電圧範囲内にあるか否かを判定し、検出した電圧が所定の電圧範囲内の場合には検出した電圧に基づいてゼロクロス点の検出を許可し、検出した電圧が所定の電圧範囲外の場合にはゼロクロス点の検出を禁止し、前記スイッチング制御部は、前記ゼロクロス検出部と前記電源電圧検出部との検出結果に基づいて、前記スイッチング素子をＯＮすることを特徴とする高力率整流回路。
3. 前記スイッチング制御部は、前記電源電圧検出部で検出した前記電圧に基づいて、前記スイッチング素子をＯＮとする制御を許可するスイッチング許可期間を設定し、前記スイッチング許可期間においてゼロクロス点を検出した場合にのみ前記スイッチング素子をＯＮすることを特徴とする請求項２に記載の高力率整流回路。
4. 前記スイッチング制御部は、前記スイッチング許可期間の設定において、前回許可とされた時刻から電源周期に応じて予め設定された所定時間の経過を、前記スイッチング許可期間の設定の条件に加えることを特徴とする請求項３に記載の高力率整流回路。

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