JP7291298B2 - 共振インバータ及び変換方法 - Google Patents
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Description
変換のための入力を受け取るための入力ノードと、
前記入力ノードに接続されるスイッチ回路網(switch network)であり、少なくとも第1及び第2スイッチを含むスイッチ回路網であって、前記スイッチ回路網が、スイッチング信号によって制御され、スイッチ回路網出力が、前記第1及び第2スイッチの間に位置するノードにおいて規定され、前記スイッチ回路網が、前記スイッチング信号の位相を表す位相信号を含むフィードバック信号を供給するよう適合されるスイッチ回路網と、
前記スイッチ回路網出力に結合される共振タンク回路であって、前記共振タンク回路の回路要素の両端の共振電圧を含むフィードバック信号を供給するよう適合される共振タンク回路と、
前記入力ノードから引き出されるべき基準電流を設定するための電流設定ユニットと、
前記基準電流に基づいて基準位相を設定するための位相設定ユニットと、
前記共振電圧及び前記位相信号の間の位相差に基づいて、且つ前記基準位相に基づいて、前記スイッチ回路網のための前記スイッチング信号を生成するための位相制御回路とを有する共振インバータが提供される。
前記位相差信号及び前記基準位相の間の差をフィルタリングするループフィルタと、
前記ループフィルタからの出力によって駆動される電圧制御発振器とを有してもよい。
AC入力と、
整流器であって、前記AC入力が、前記整流器の入力に結合される整流器と、
上記で規定されているようなコンバータであって、前記整流器の出力を、前記コンバータの入力として有するコンバータとを含むAC/DC PFCコンバータも提供する。
上記で規定されているようなインバータと、
前記インバータの下流の負荷であって、1つ以上のLEDから成るLED装置のような負荷とを有する装置も提供する。
変換のための入力を受け取るステップと、
スイッチング信号を使用してスイッチ回路網を制御するステップであって、前記スイッチ回路網が、少なくとも第1及び第2スイッチを含み、スイッチ回路網の出力が、前記第1及び第2スイッチの間に位置するノードにおいて規定されるステップと、
前記スイッチング信号の位相を表す位相信号を含むフィードバック信号を前記スイッチ回路網から供給するステップと、
前記スイッチ回路網の前記出力を共振タンク回路に供給するステップと、
前記共振タンク回路の要素の両端の共振電圧を含むフィードバック信号を前記共振タンク回路から供給するステップと、
前記入力ノードから引き出されるべき基準電流を設定するステップと、
前記基準電流に基づいて基準位相を設定するステップと、
前記共振電圧及び前記位相信号の間の位相差に基づいて、且つ前記基準位相に基づいて、前記スイッチ回路網のための前記スイッチング信号を生成するステップとを有する変換方法も提供する。
前記入力ノードから引き出される入力電流を含む更なるフィードバック信号を供給するステップを更に有してもよく、前記基準位相を設定するステップが、前記入力電流及び前記基準電流に基づく、且つ/又は
出力電圧を含む更なるフィードバック信号を供給するステップを更に有してもよく、前記基準電流を設定するステップが、少なくとも前記出力電圧に基づく。
共振コンバータを制御する標準的な手法は、スイッチング周波数(即ち、発振器周波数)を、例えばコンバータの入力電流を制御するフィードバックシステムの直接的操作変数(immediate manipulating variable)として使用する。
様々な閾値制御方式があるが、これらは、全て、インバータのスイッチングの瞬間におけるコンバータの状態変数(例えば、共振タンクのCンデンサ電圧vC)が、スイッチングサイクルごとの変換エネルギと線形関係にあることを利用する。
この場合には、インバータが、閾値検出に直接応答して転流(commutate)される。この方式は、発振器を必要とせず、「自励発振型」と呼ばれる。US 8729830が、例を示している。
カスケード閾値制御(Cascaded Threshold control)
Claims (15)
- 変換のための入力を受け取るための入力ノードと、
前記入力ノードに接続されるスイッチ回路網であり、少なくとも第1及び第2スイッチを含むスイッチ回路網であって、前記スイッチ回路網が、スイッチング信号によって制御され、スイッチ回路網出力が、前記第1及び第2スイッチの間に位置するノードにおいて規定され、前記スイッチ回路網が、前記スイッチング信号の位相を表す位相信号を含むフィードバック信号を供給するよう適合されるスイッチ回路網と、
前記スイッチ回路網出力に結合される共振タンク回路であって、前記共振タンク回路の回路要素の両端の共振電圧を含むフィードバック信号を供給するよう適合される共振タンク回路と、
前記入力ノードから引き出されるべき基準電流を設定するための電流設定ユニットと、
前記基準電流に基づいて基準位相を設定するための位相設定ユニットと、
前記共振電圧及び前記位相信号の間の位相差に基づいて、且つ前記基準位相に基づいて、前記スイッチ回路網のための前記スイッチング信号を生成するための位相制御回路とを有する共振インバータ。 - 前記位相制御回路が、位相ロックループを有する請求項1に記載のインバータ。
- 前記位相制御回路が、前記共振電圧と前記位相信号との間の位相差を検出するための位相検出器を有する請求項1又は2に記載のインバータ。
- 前記位相制御回路が、
前記位相差及び前記基準位相の間の差をフィルタリングするためのループフィルタと、
前記ループフィルタからの出力によって駆動される電圧制御発振器とを有する請求項1乃至3のいずれか一項に記載のインバータ。 - 前記共振タンク回路が、LLC回路を有する請求項1乃至4のいずれか一項に記載のインバータ。
- 前記共振電圧が、前記LLC回路のコンデンサの両端の電圧である請求項5に記載のインバータ。
- 前記位相信号が、前記第1スイッチ又は前記第2スイッチの両端の電圧である請求項1乃至6のいずれか一項に記載のインバータ。
- 前記第1及び第2スイッチが、ハーフブリッジインバータを形成する請求項1乃至7のいずれか一項に記載のインバータ。
- 更に、前記入力ノードから引き出される入力電流を、更なるフィードバック信号として供給するよう適合され、前記位相設定ユニットが、前記入力電流及び前記基準電流に基づいて前記基準位相を設定するためのものである請求項1乃至8のいずれか一項に記載のインバータ。
- 前記共振タンク回路が、出力電圧を含む更なるフィードバック信号を供給するよう適合され、前記電流設定ユニットが、少なくとも前記出力電圧に基づいて前記基準電流を設定するためのものである請求項1乃至9のいずれか一項に記載のインバータ。
- AC入力と、
整流器であって、前記AC入力が、前記整流器の入力に結合される整流器と、
請求項10に記載のインバータであって、前記整流器の出力を、前記インバータの入力として有するインバータとを含むAC/DC PFCコンバータ。 - 請求項1乃至10のいずれか一項に記載のインバータと、
前記インバータの下流の負荷とを有する装置。 - 入力ノードにおいて変換のための入力を受け取るステップと、
スイッチング信号を使用してスイッチ回路網を制御するステップであって、前記スイッチ回路網が、少なくとも第1及び第2スイッチを含み、スイッチ回路網の出力が、前記第1及び第2スイッチの間に位置するノードにおいて規定されるステップと、
前記スイッチング信号の位相を表す位相信号を含むフィードバック信号を前記スイッチ回路網から供給するステップと、
前記スイッチ回路網の前記出力を共振タンク回路に供給するステップと、
前記共振タンク回路の要素の両端の共振電圧を含むフィードバック信号を前記共振タンク回路から供給するステップと、
前記入力ノードから引き出されるべき基準電流を設定するステップと、
前記基準電流に基づいて基準位相を設定するステップと、
前記共振電圧及び前記位相信号の間の位相差に基づいて、且つ前記基準位相に基づいて、前記スイッチ回路網のための前記スイッチング信号を生成するステップとを有する変換方法。 - 前記入力ノードから引き出される入力電流を含む更なるフィードバック信号を供給するステップを更に有し、前記基準位相を設定するステップが、前記入力電流及び前記基準電流に基づく、且つ/又は
出力電圧を含む更なるフィードバック信号を供給するステップを更に有し、前記基準電流を設定するステップが、少なくとも前記出力電圧に基づく、請求項13に記載の方法。 - AC入力を整流するステップと、力率補正を実施するために請求項13又は14に記載の方法を使用する変換を提供するステップと、前記変換をしたDC電圧に基づいてLED負荷を駆動するステップとを有するLED駆動方法。
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