KR20150063144A - 스위칭 전원 회로 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

스위칭 전원 회로의 부하가 작은 상태에 있어서도, 누설 전류의 증대, 효율의 저하, 고조파의 증대를 억제한다. 출력이 역치 P11보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P11~P21(＞P11) 사이에 있으면 불연속 모드를, 역치 P21~P31(＞P21) 사이에 있으면 임계 모드를, 역치 P31보다도 큰 경우에는 연속 모드를, 각각 회로의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 누설 전류의 증대를 더욱 억제할 수 있다.

Description

스위칭 전원 회로 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING POWER SOURCE SWITCHING CIRCUIT}
이 발명은 스위칭 전원 회로를 제어하는 방법이며, 예를 들면 상기 스위칭 전원이 승압 컨버터를 구성하는 경우에 적용된다.
종래부터, 소위 승압 컨버터로서의 구성을 채용한 역률 개선 회로가 공지이다. 그리고 예를 들면 하기의 특허 문헌 2, 4에서는 승압 컨버터가 한 쌍 설치되고, 소위 인터리브 방식이 채용되고 있다.
이러한 승압 컨버터의 동작은 스위칭을 수반하므로, 스위칭 손실, 고조파의 발생, 더 나아가서는 누설 전류의 발생과 같은 현상이 수반된다. 이러한 현상을 개선하기 위해서, 상기 특허 문헌 1, 3에서는, 부하가 작은 경우에는 승압 컨버터의 동작으로 불연속 모드가 채용되고, 부하가 큰 경우에는 승압 컨버터의 임계 모드가 채용되고 있다. 동일하게, 특허 문헌 2에서는 저부하에서 불연속 모드가, 고부하에서 임계 모드 혹은 연속 모드가, 각각 채용되고 있다.
또한, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드라는 용어는, 본래는 승압 컨버터가 갖는 리액터에 흐르는 전류의 전류 모드에 대해서 이용되어야 한다. 단, 본원에서는 편의상, 상기 리액터를 갖는 승압 컨버터의 동작 모드를 표현하기 위해서도 이들 용어를 채용한다.
이와 같이 저부하에 있어서의 승압 컨버터의 동작으로서 불연속 모드를 채용함으로써, 고조파의 전력 성분이 작은 동작 영역에 있어서 스위칭 주파수를 저감 하고, 이로써 고조파 전력 성분의 저감과 스위칭 손실의 저감을 도모하고 있다.
또한, 특허 문헌 5는 후술하는 누설 전류에 대해서 보상하는 기술을 개시한다.
일본국 특허 공개 2009-291034호 공보 국제 공개 제2010/023978호 일본국 특허 공개 2011-019323호 공보 일본국 특허 공개 2011-223865호 공보 일본국 특허 제3044650호 공보
그러나, 불연속 모드여도 스위칭이 수반하는 이상, 승압 컨버터의 스위칭 손실은 불가피하게 된다.
또, 넓은 동작 영역에 있어서, 부하가 작아질수록 누설 전류는 커지는 경향을 가지므로, 불연속 모드가 채용되어도, 승압 컨버터의 누설 전류를 충분히 저감할 수 없는 동작 영역이 존재한다.
본 발명은 상기 과제를 감안한 것이며, 스위칭 전원 회로의 부하가 작은 상태에 있어서도, 누설 전류의 증대, 효율의 저하, 고조파의 증대를, 억제하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법은, 하기를 구비하는 스위칭 전원 회로를 제어하는 방법이다: 제1 및 제2의 입력단(P1, P2)과; 콘덴서(C1)와 부하(4)가 접속되는, 제1 및 제2의 출력단(P3, P4)과; 상기 제2의 입력단 및 상기 제2의 출력단을 접속하는 제2의 전원선(LL)과; 적어도 하나의 회로(3a, 3b).
단, 상기 회로의 각각은, 상기 제1의 입력단과 상기 제1의 출력단을 접속하는 제1의 전원선(LH1, LH2)과; 상기 제1의 전원선 상에 설치되는 리액터(L1, L2)와; 상기 제1의 전원선 상에서 상기 리액터와 직렬로 접속되고, 애노드를 상기 리액터측을 향하게 해 배치되는 다이오드(D11, D21)와; 상기 리액터와 상기 다이오드 사이의 점과, 상기 제2의 전원선 사이에 설치되는 스위치 소자(S1, S2)를 갖는다.
그리고 상기 제어 방법은, 상기 부하의 소비 전력이 제1의 역치(P11;P12;P13;P14;P15;P16;P21;P22)보다도 작을 때에는, 상기 회로의 어디에서나 상기 스위치 소자를 비도통으로 하여, 모든 상기 회로로부터 상기 부하로 전력을 공급한다. 그리고 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치보다도 클 때에는 상기 회로의 적어도 어느 1개의 상기 스위치 소자를 간헐적으로 도통시켜, 모든 상기 회로로부터 상기 부하로 전력을 공급한다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법의 제2의 양태는, 그 제1의 양태이며, 하기 제2의 역치(P21;P22;P23)는 상기 제1의 역치(P11;P12;P13)보다도 크고, 하기 제3의 역치(P31;P32;P33)는 상기 제2의 역치보다도 크다.
상기 부하의 상기 소비 전력이, 상기 제1의 역치보다도 크고 상기 제2의 역치보다도 작을 때에는 상기 리액터에 흐르는 전류 모드에 불연속 모드가 채용된다.
상기 부하의 소비 전력이, 상기 제2의 역치보다도 크고 상기 제3의 역치보다도 작을 때에는 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용된다.
상기 부하의 소비 전력이, 상기 제3의 역치보다도 클 때에는 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용된다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법의 제3의 양태는, 그 제1의 양태이며, 하기 제2의 역치(P21;P22;P23)는 상기 제1의 역치(P11;P12;P13)보다도 크다.
상기 부하의 상기 소비 전력이, 상기 제1의 역치보다도 크고 상기 제2의 역치보다도 작을 때에는 상기 리액터에 흐르는 전류 모드에 불연속 모드가 채용된다.
상기 부하의 소비 전력이, 상기 제2의 역치보다도 클 때에는 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용된다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법의 제4의 양태는, 그 제1의 양태이며, 하기 제2의 역치(P31;P32;P33)는 상기 제1의 역치(P21;P22;P23)보다도 크다.
상기 부하의 상기 소비 전력이, 상기 제1의 역치보다도 크고 상기 제2의 역치보다도 작을 때에는 상기 리액터에 흐르는 전류 모드에 임계 모드가 채용된다.
상기 부하의 소비 전력이, 상기 제2의 역치보다도 클 때에는 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용된다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법의 제5의 양태는, 그 제1의 양태이며, 하기 제2의 역치(P31;P32;P33)는 상기 제1의 역치(P11;P12;P13)보다도 크다.
상기 부하의 상기 소비 전력이, 상기 제1의 역치보다도 크고 상기 제2의 역치보다도 작을 때에는 상기 리액터에 흐르는 전류 모드에 불연속 모드가 채용된다.
상기 부하의 소비 전력이, 상기 제2의 역치보다도 클 때에는 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용된다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법의 제6의 양태는, 그 제2의 양태이며, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P11)일 때에 상기 전류 모드에 불연속 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로로부터의 누설 전류의 크기와, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P21)일 때에 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용될 때의 상기 누설 전류의 크기와, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제3의 역치(P31)일 때에 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용될 때의 상기 누설 전류의 크기는, 서로 동일하다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법의 제7의 양태는, 그 제3의 양태이며, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P11)일 때에 상기 전류 모드에 불연속 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로로부터의 누설 전류의 크기와, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P21)일 때에 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용될 때의 상기 누설 전류의 크기는, 서로 동일하다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법의 제8의 양태는, 그 제4의 양태이며, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P21)일 때에 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로로부터의 누설 전류의 크기와, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P31)일 때에 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용될 때의 상기 누설 전류의 크기는, 서로 동일하다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법의 제9의 양태는, 그 제5의 양태이며, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P11)일 때에 상기 전류 모드에 불연속 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로로부터의 누설 전류의 크기와, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P31)일 때에 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용될 때의 상기 누설 전류의 크기는, 서로 동일하다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법의 제10의 양태는, 그 제2의 양태이며, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P12)일 때에 상기 전류 모드에 불연속 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로의 효율과, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P22)일 때에 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용될 때의 상기 효율과, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제3의 역치(P32)일 때에 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용될 때의 상기 효율 사이에서, 적어도 어느 2개가 서로 상이하다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법의 제11의 양태는, 그 제2의 양태이며, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P13)일 때에 상기 전류 모드에 불연속 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로에서 발생하는 고조파의 크기와, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P23)일 때에 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용될 때의 상기 고조파의 크기와, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제3의 역치(P33)일 때에 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용될 때의 상기 고조파의 크기는, 서로 동일하다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법의 제12의 양태는, 그 제3의 양태이며, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P13)일 때에 상기 전류 모드에 비도통 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로의 효율과, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P23)일 때에 상기 전류 모드에 불연속 모드가 채용될 때의 상기 효율이 서로 동일하다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법의 제13의 양태는, 그 제4의 양태이며, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P13)일 때에 상기 전류 모드에 비도통 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로의 효율과, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P33)일 때에 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용될 때의 상기 효율이 서로 동일하다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법의 제14의 양태는, 그 제5의 양태이며, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P13)일 때에 상기 전류 모드에 비도통 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로의 효율과, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P23)일 때에 상기 전류 모드에 불연속 모드가 채용될 때의 상기 효율이 서로 동일하다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법의 제15의 양태는, 그 제1의 양태이며, 상기 스위칭 전원 회로에 있어서 상기 회로(3a, 3b)는 한 쌍 구비되고, 상기 한 쌍의 상기 회로는 인터리브 방식의 동작이 가능하다.
하기 제2의 역치(P24;P25;P26)는 상기 제1의 역치(P14;P15;P16)보다도 크고, 하기 제3의 역치(P34;P35;P36)는 상기 제2의 역치보다도 크고, 하기 제4의 역치(P44;P45;P46)는 상기 제3의 역치보다도 크고, 하기 제5의 역치(P64;P65;P66)는 상기 제4의 역치보다도 크다.
상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치보다도 크고 상기 제2의 역치보다도 작은 경우, 상기 한 쌍의 상기 회로 중 어느 한쪽의 상기 스위치 소자를 비도통으로 하여, 상기 한 쌍의 상기 회로 중 다른쪽의 상기 리액터에 흐르는 전류의 전류 모드에 불연속 모드를 채용한다.
상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치보다도 크고 상기 제3의 역치보다도 작은 경우, 상기 한 쌍의 상기 회로의 어디에서나 상기 리액터에 흐르는 전류의 전류 모드에 불연속 모드를 채용한다.
상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제3의 역치보다도 크고 상기 제4의 역치보다도 작은 경우, 상기 한 쌍의 상기 회로 중 어느 한쪽의 상기 스위치 소자를 비도통으로 하여, 상기 한 쌍의 상기 회로 중 다른쪽의 상기 리액터에 흐르는 전류의 전류 모드에 임계 모드를 채용한다.
상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제4의 역치보다도 크고 상기 제5의 역치보다도 작은 경우, 상기 한 쌍의 상기 회로의 어디에서나 상기 리액터에 흐르는 전류의 전류 모드에 임계 모드를 채용하하거나, 혹은, 상기 한 쌍의 상기 회로 중 어느 한쪽의 상기 스위치 소자를 비도통으로 하여, 상기 한 쌍의 상기 회로 중 다른쪽의 상기 리액터에 흐르는 전류의 전류 모드에 연속 모드를 채용한다.
상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제5의 역치보다도 큰 경우, 상기 한 쌍의 상기 회로의 어디에서나 상기 리액터에 흐르는 전류의 전류 모드에 연속 모드를 채용한다.
이 발명에 따른 스위칭 전원 회로 제어 방법에 의하면, 스위칭 전원 회로의 부하의 소비 전력이 작은 상태에 있어서도, 누설 전류의 증대, 효율의 저하, 고조파의 증대가 억제된다.
이 발명의 목적, 특징, 국면, 및 이점은, 이하의 상세한 설명과 첨부 도면에 의해서, 보다 명백해진다.
도 1은 제1의 실시형태, 제2의 실시형태에 따른 제어 방법의 대상이 되는 스위칭 전원 회로를 예시하는 회로도.
도 2는 보상 전류 출력부의 구성을 예시하는 회로도.
도 3은 다이오드 정류 회로로부터 흐르는 전류의 파형과, 리액터에 흐르는 전류의 파형을 나타내는 그래프.
도 4는 다이오드 정류 회로로부터 흐르는 전류의 파형과, 리액터에 흐르는 전류의 파형을 나타내는 그래프.
도 5는 다이오드 정류 회로로부터 흐르는 전류의 파형과, 리액터에 흐르는 전류의 파형을 나타내는 그래프.
도 6은 다이오드 정류 회로로부터 흐르는 전류의 파형과, 리액터에 흐르는 전류의 파형을 나타내는 그래프.
도 7은 제1의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의, 출력과 누설 전류의 관계를 나타내는 그래프.
도 8은 제1의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드에 있어서의, 출력과 누설 전류의 관계를 나타내는 그래프.
도 9는 제1의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의, 출력과 누설 전류의 관계를 나타내는 그래프.
도 10은 제1의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 불연속 모드, 연속 모드에 있어서의, 출력과 누설 전류의 관계를 나타내는 그래프.
도 11은 제1의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의, 출력과 효율의 관계를 나타내는 그래프.
도 12는 제1의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의, 출력과 효율의 관계를 나타내는 그래프.
도 13은 제1의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드에 있어서의, 출력과 효율의 관계를 나타내는 그래프.
도 14는 제1의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의, 출력과 효율의 관계를 나타내는 그래프.
도 15는 제1의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 불연속 모드, 연속 모드에 있어서의, 출력과 효율의 관계를 나타내는 그래프.
도 16은 제1의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의, 출력과 고조파의 관계를 나타내는 그래프.
도 17은 제1의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드에 있어서의, 출력과 고조파의 관계를 나타내는 그래프.
도 18은 제1의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의, 출력과 고조파의 관계를 나타내는 그래프.
도 19는 제1의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 불연속 모드, 연속 모드에 있어서의, 출력과 고조파의 관계를 나타내는 그래프.
도 20은 제2의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의, 출력과 누설 전류의 관계를 나타내는 그래프.
도 21은 제2의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의, 출력과 효율의 관계를 나타내는 그래프.
도 22는 제2의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의, 출력과 효율의 관계를 나타내는 그래프.
도 23은 제2의 실시형태에 있어서의, 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의, 출력과 고조파의 관계를 나타내는 그래프.
도 1은 하기 제 1의 실시형태 및 제2의 실시형태에 따른 제어 방법의 대상이 되는 스위칭 전원 회로를 예시하는 회로도이다.
상기 스위칭 전원 회로는, 입력단(P1, P2), 출력단(P3, P4), 전원선(LL), 및 회로(3a, 3b)를 구비한다. 전원선(LL)은, 입력단(P2)과 출력단(P4)을 접속한다.
출력단(P3, P4)에는, 콘덴서(C1)와 부하(4)가 병렬로 접속된다.
또한, 부하(4)로서, 여기에서는 인버터가 예시되지만, 실제로는 인버터에 의해서 전력이 공급되는 대상도 포함시켜 파악된다. 따라서 이하에서 말하는 부하(4)의 소비 전력이란, 부하(4) 그것 자신이 소비하는 전력뿐만 아니라, 부하(4)로부터 출력되는 전력도 포함시켜 파악된다.
입력단(P1, P2) 사이에는 직류 전압이 인가된다. 도 1의 예시에서는, 입력단(P1, P2)에는 다이오드 정류 회로(2)가 접속되어 있다. 다이오드 정류 회로(2)는 교류 전원(1)으로부터의 교류 전압을 정류하고, 정류 후의 직류 전압을 입력단(P1, P2) 사이에 인가한다. 여기에서는 입력단(P2)에 인가되는 전위는 입력단(P1)에 인가되는 전위보다도 낮다. 이러한 전압 인가와, 회로(3a, 3b)의 후술하는 동작에 의해서 직류의 전류 I가 다이오드 정류 회로(2)로부터 흘러나온다.
다이오드 정류 회로(2)와 교류 전원(1) 사이에는, 누설 전류 검출기(61)가 설치된다. 누설 전류 검출기(61)는 보상 전류 출력부(62)와 더불어, 누설 전류 저감 장치(6)를 구성한다.
누설 전류 검출기(61)는, 다이오드 정류 회로(2)에 입력되는 한 쌍의 전류끼리의 차분으로부터 누설 전류에 대응하는 전류 Ib를 검출하고, 이것을 보상 전류 출력부(62)에 출력한다. 구체적으로는 누설 전류 검출기(61)는, 교류 전원(1)과 다이오드 정류 회로(2) 사이에 설치되는 커먼 모드 초크(61a) 및 이것에 유도 결합한 코일(61b)을 갖고 있다.
누설 전류 저감 장치(6)에 대한 기본적인 설명은 특허 문헌 5에 개시되어 있으므로, 이것에 대한 설명은 이하와 같이 간단히 기재한다.
보상 전류 출력부(62)는, 코일(61b)에 접속되는 한 쌍의 입력단(Q1, Q2)과, 검출된 전류 Ib에 응답하여 보상 전류 Ic를 흘리는 출력단(Q3, Q4)을 갖는다.
도 1에서는 출력단(Q3, Q4)은 입력단(P1, P2)에 각각 접속되어 있는 경우가 도시되어 있다. 혹은 출력단(P3, P4)에 출력단(Q3, Q4)을 접속해도 된다.
도 2는 보상 전류 출력부(62)의 구성을 예시하는 회로도이다. 보상 전류 출력부(62)는, 그 출력단(Q3, Q4) 사이에 직렬 접속되는 트랜지스터(621, 622)를 구비한다. 트랜지스터(621, 622)는 서로 도전형이 상이하다. 구체적으로는 트랜지스터(621)는 NPN형이며, 트랜지스터(622)는 PNP형이다.
트랜지스터(621, 622)끼리가 접속되는 접속점이 접지되고, 여기에 보상 전류 Ic가 출력된다. 상기 접속점과, 트랜지스터(621, 622)의 베이스 사이에는 전류 Ib가 흐른다.
보상 전류 Ic로부터 직류분을 컷하기 위해서, 상기 접속점은 접지 사이에 용량성의 임피던스를 갖는 소자(623), 예를 들면 콘덴서와 저항의 직렬 접속을 설치하는 것이 바람직하다.
구체적으로는 트랜지스터(621)의 제어 전극인 베이스와, 트랜지스터(622)의 제어 전극인 베이스는, 예를 들면 저항(624)을 통해 누설 전류 검출기(61)에 접속된다. 상기 저항(624)에 전류 Ib가 흐름으로써, 베이스 바이어스 전압이 트랜지스터(621, 622)에 인가되게 된다.
또한, 입력단(P1, P2) 사이에는 콘덴서(C2)가 설치되어도 된다. 콘덴서(C2)는 회로(3a, 3b)에 입력하는 전류의 노이즈를 저감할 수 있다.
회로(3a, 3b)는 모두 입력단(P1, P2) 및 출력단(P3, P4)에 접속된다. 회로(3a, 3b)는 콘덴서(C1)와 협력하여 승압 컨버터로서 기능한다. 이에 의해, 회로(3a, 3b)는, 입력단(P1, P2)에 인가된 직류 전압을 승압함과 더불어 입력측의 역률을 개선하는 역률 개선 회로로서 기능한다.
회로(3a)는 전원선(LH1)과 리액터(L1)와 다이오드(D11)와 스위치 소자(S1)를 구비하고 있다. 전원선(LH1)은 입력단(P1)과 출력단(P3)을 접속한다. 리액터(L1)는 전원선(LH1) 상에 설치되어 있다. 다이오드(D11)는 리액터(L1)에 대해 출력단(P3)측에서 리액터(L1)에 직렬로 접속된다. 또 다이오드(D11)는 그 애노드를 리액터(L1)를 향하게 해 설치된다.
스위치 소자(S1)는 리액터(L1)와 다이오드(D11) 사이의 점과, 전원선(LL) 사이에 설치된다.
회로(3b)는 전원선(LH2)과 리액터(L2)와 다이오드(D21)와 스위치 소자(S2)를 구비하고 있다. 전원선(LH2)과 리액터(L2)와 다이오드(D21)와 스위치 소자(S2)의 접속 관계는, 전원선(LH1)과 리액터(L1)와 다이오드(D11)와 스위치 소자(S1)의 접속 관계와 동일하다.
도 1의 예시에서는, 스위치 소자(S1)는 트랜지스터(T1)와 다이오드(D12)를 구비하고 있다. 트랜지스터(T1)는 예를 들면 절연 게이트 바이폴러 트랜지스터이며, 그 이미터 전극을 전원선(LL)측을 향하게 해 설치된다. 또한, 스위치 소자(S1)는 반드시 트랜지스터(T1)와 다이오드(D12)를 갖고 있을 필요는 없다. 예를 들면 다이오드(D12)가 설치되어 있지 않아도 된다. 또 스위치 소자(S1)로서 예를 들면 MOS(Metal-Oxide-Semiconductor) 전계 효과 트랜지스터가 채용되어도 된다.
스위치 소자(S2)는 트랜지스터(T2)와 다이오드(D22)를 갖고 있다. 트랜지스터(T2)와 다이오드(D22)의 접속 관계는 트랜지스터(T1)와 다이오드(D12)의 접속 관계와 동일하다. 또 다이오드(D22)는 필수 요건이 아니며, 또 스위치 소자(S2)는 예를 들면 MOS 전계 효과 트랜지스터여도 된다.
또한, 이하에서 설명하는 스위치 소자(S1, S2)의 도통/비도통의 제어에 대해서, 특별한 기재가 없는 한, 그 제어는 제어부(5)에 의해서 행해진다.
제어부(5)는 부하(4)가 소비하는 소비 전력을 검출한다. 구체적으로는 콘덴서(C1)의 양단의 전압 Vo와, 부하(4)와 전원선(LL) 사이에 흐르는 전류 Io를 검출한다. 부하(4)의 소비 전력은 상기 전압 Vo와 전류 Io로부터 산출된다.
또 제어부(5)는 리액터(L1)에 흐르는 전류 IL1, 리액터(L2)에 흐르는 전류 IL2를 검출한다. 제어부(5)는 원하는 소비 전력을 부하(4)에 공급하기 위한 스위치 소자(S1, S2)의 도통/비도통을 제어한다. 단, 상기 제어에 있어서 어떠한 전류 모드가 채용되는지는 상기한 소비 전력에 의존하고, 후에 상술하는 바와 같이 하여 결정된다.
제어부(5)는 마이크로 컴퓨터와 기억 장치를 포함하여 구성할 수 있다. 마이크로 컴퓨터는, 프로그램에 기술된 각 처리 단계(환언하면, 순서)를 실행한다. 상기 기억 장치는, 예를 들면 ROM(Read-Only-Memory), RAM(Random-Access-Memory), 재기록 가능한 비휘발성 메모리(EPROM(Erasable-Programmable-ROM) 등), 하드 디스크 장치 등의 각종 기억 장치 중 1개 또는 복수로 구성 가능하다. 상기 기억 장치는, 각종 정보나 데이터 등을 저장하고, 또 마이크로 컴퓨터가 실행하는 프로그램을 저장하고, 또, 프로그램을 실행하기 위한 작업 영역을 제공한다. 또한, 마이크로 컴퓨터는, 프로그램에 기술된 각 처리 단계에 대응하는 각종 수단으로서 기능한다도 파악할 수 있고, 혹은, 각 처리 단계에 대응하는 각종 기능을 실현한다고도 파악할 수 있다. 또, 제어부(5)는 이에 한정되지 않고, 제어부(5)에 의해서 실행되는 각종 순서, 혹은 실현되는 각종 수단 또는 각종 기능의 일부 또는 전부를 하드웨어로 실현되어도 상관없다.
이러한 구성을 갖는 스위칭 전원 회로에 있어서 회로(3a, 3b) 중 어느 한쪽만을 채용하고, 그 이외를 생략해도 된다. 이하에서는 설명을 간단하게 하기 위해, 우선 회로(3b)를 생략하고, 회로(3a)를 채용한 구성의 스위칭 전원 회로에 대한 제어에 대해서 제1의 실시형태에 있어서 설명한다.
제1의 실시형태.
도 3 내지 도 6 모두, 교류 전원(1)의 일주기(위상 0~360도)에 있어서의, 다이오드 정류 회로(2)로부터 흐르는 전류 I의 파형(굵은 선)과, 리액터(L1)에 흐르는 전류 IL1의 파형(도 4 내지 도 6에 있어서의 가는 선의 삼각파)을 나타내는 그래프이다. 단, 전류 I의 실효가는 동일하게 한 경우를 예시하고 있다.
도 3은 스위치 소자(S1)를 비도통으로 하여 부하(4)로 전력을 공급한 경우를 나타낸다. 이 경우, 스위치 소자(S1)에는 전류가 흐르지 않고, 회로(3b)는 생략되어 있으므로, 전류 IL1은 전류 I와 동일하고, 전류 IL1의 그래프는 전류 I와 일치한다. 도 4 내지 도 6은 스위치 소자(S1)를 간헐적으로 도통시켜 부하(4)로 전력을 공급한 경우를 나타낸다. 보다 상세하게는, 도 4, 도 5, 도 6은, 각각 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드의 경우를 나타낸다. 이하, 편의상, 스위치 소자(S1)를 비도통으로 하여 부하(4)로 전력을 공급하는 경우의 회로(3a)의 동작을 「비도통 모드」로 가칭한다.
이들 도면을 비교하여 이해되는 바와 같이, 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드로 순서대로 진행됨에 따라 전류 I의 파형은 정현파에 가까워지고, 고조파의 발생이 보다 억제되어, 역률이 개선됨을 알 수 있다.
한편, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드로 순서대로 진행됨에 따라 스위치 소자(S1)가 비도통에서 도통으로 천이하는 시점의 간격, 소위 스위칭 주기는 주기 T2, T3, T4로 변동한다. 그리고 T2＞T3＞T4(즉 1/T2＜1/T3＜1/T4)이므로, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드로 이 순서대로 진행됨에 따라 스위칭 주파수는 증대하고, 스위칭 손실도 증대함을 알 수 있다.
따라서, 역시, 특허 문헌 1 내지 3에 나타난 바와 같이, 부하가 작은 경우에 불연속 모드를 채용하는 것은 스위칭 손실의 저감에 관해 효과적이다. 그러나, 불연속 모드여도 스위칭이 수반하는 이상, 승압 컨버터의 스위칭 손실은 불가피해진다. 이에 반해, 비도통 모드에서는 스위칭을 채용하지 않으므로, 이론적으로는 스위칭 손실은 발생하지 않는다.
또 누설 전류는 부하에 대해 단일 피크성(單峰性)의 특성을 가지므로, 불연속 모드가 채용되어도, 승압 컨버터의 누설 전류를 충분히 저감할 수 없는 동작 영역이 존재한다. 불연속 모드를 채용했다고 해도 부하가 작아지면 누설 전류가 커져, 이것을 저감하는 것이 바람직하다.
이에 반해, 비도통 모드에서는, 스위칭 주파수를 0(＜1/T2＜1/T3＜1/T4)으로 간주할 수 있으므로, 누설 전류를 불연속 모드보다도 저감할 수 있다.
이러한 비도통 모드와 그 이외의 동작 모드의 전환은, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드 사이에서의 전환과 동일하게, 종래의 제어 기술을 이용하여 용이하게 실행할 수 있다.
도 7은 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의 스위칭 전원 회로의 출력(이것은 회로(3a)의 출력으로서 파악할 수도 있고, 부하(4)의 소비 전력으로도 파악할 수 있음)과 누설 전류의 관계를 나타내는 그래프이다. 출력의 크기가 변동해도, 비도통 모드가 불연속 모드보다도, 불연속 모드가 임계 모드보다도, 임계 모드가 연속 모드보다도, 누설 전류가 작음을 알 수 있다. 게다가, 넓은 영역에 있어서, 출력이 클수록 누설 전류는 저하됨을 알 수 있다.
따라서 굵은 선과 같이, 출력의 크기에 따라 회로(3a)의 동작 모드를 전환함으로써, 출력의 많고 적음에 관계없이, 쇄선으로 나타난 역치보다도 작은 누설 전류를 유지할 수 있다.
이것은 누설 전류 저감 장치(6)의 회로 규모의 저감, 혹은 또한 그 생략을 초래하는 관점에서 바람직한 효과로서 파악할 수 있다.
구체적으로는 출력이 역치 P11보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P11~P21(＞P11) 사이에 있으면 불연속 모드를, 역치 P21~P31(＞P21) 사이에 있으면 임계 모드를, 역치 P31보다도 큰 경우에는 연속 모드를, 각각 회로(3a)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 누설 전류의 증대를 더욱 억제할 수 있다.
출력에 대한 역치는, 하기와 같이 선정할 수 있다. 누설 전류는 출력에 관계없이 작은 것이 바람직하기 때문에, 누설 전류에 대해서 일정한 크기를 취할 때의, 불연속 모드에서의 출력, 임계 모드에서의 출력, 연속 모드에서의 출력을 각각 역치 P11, P21, P31로서 미리 알아두면 된다. 환언하면, 스위칭 전원 회로에 있어서, 불연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P11을 취할 때, 임계 모드가 채용되어 출력이 역치 P21을 취할 때, 연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P31을 취할 때, 누설 전류의 크기는 서로 동일하다(도 7의 쇄선 참조).
도 8은 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드에 있어서의 스위칭 전원 회로의 출력과 누설 전류의 관계를 나타내는 그래프이다.
출력이 역치 P11보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P11~P21(＞P11) 사이에 있으면 불연속 모드를, 역치 P21보다도 큰 경우에는 임계 모드를, 각각 회로(3a)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 누설 전류의 증대를 더 억제할 수 있다.
출력에 대한 역치는, 하기와 같이 선정할 수 있다. 스위칭 전원 회로에 있어서, 불연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P11을 취할 때, 임계 모드가 채용되어 출력이 역치 P21을 취할 때, 누설 전류의 크기는 서로 동일하다(도 8의 쇄선 참조).
도 9는 비도통 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의 스위칭 전원 회로의 출력과 누설 전류의 관계를 나타내는 그래프이다.
출력이 역치 P21보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P21~P31(＞P21) 사이에 있으면 임계 모드를, 역치 P31보다도 큰 경우에는 연속 모드를, 각각 회로(3a)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 누설 전류의 증대를 더욱 억제할 수 있다.
출력에 대한 역치는, 하기와 같이 선정할 수 있다. 스위칭 전원 회로에 있어서, 임계 모드가 채용되어 출력이 역치 P21을 취할 때, 연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P31을 취할 때, 누설 전류의 크기는 서로 동일하다(도 9의 쇄선 참조).
도 10은 비도통 모드, 불연속 모드, 연속 모드에 있어서의 스위칭 전원 회로의 출력과 누설 전류의 관계를 나타내는 그래프이다.
출력이 역치 P11보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P11~P31(＞P11) 사이에 있으면 불연속 모드를, 역치 P31보다도 큰 경우에는 연속 모드를, 각각 회로(3a)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 누설 전류의 증대를 더욱 억제할 수 있다.
출력에 대한 역치는, 하기와 같이 선정할 수 있다. 스위칭 전원 회로에 있어서, 불연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P11을 취할 때, 연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P31을 취할 때, 누설 전류의 크기는 서로 동일하다(도 10의 쇄선 참조).
역시, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의 모드의 전환은 상술한 바와 같이 공지이므로, 상기 실시형태의 동작은 이하와 같이 정리할 수 있다.
(1a) 부하(4)의 소비 전력이 제1의 역치보다도 작을 때에는, 회로(3a)에 있어서 스위치 소자(S1)를 비도통으로 하여 회로(3a)로부터 부하(4)로 전력을 공급한다.
(1b) 부하(4)의 소비 전력이 제1의 역치보다도 클 때에는 회로(3a)의 스위치 소자(S1)를 간헐적으로 도통시켜, 회로(3a)로부터 부하(4)로 전력을 공급한다.
(1c) 상기 (1a), (1b)에 있어서의 제1의 역치란, 스위치 소자(S1)가 간헐적으로 도통하는 모드이며 스위칭 전원 회로에 있어서 채용되는 것 중, 가장 누설 전류가 작은 모드(도 7, 도 8 및 도 10의 예시에서는 불연속 모드, 도 9의 예시에서는 임계 모드)에 있어서 누설 전류에 대한 역치(도 7 내지 도 10의 쇄선으로 나타남)를 취할 때의, 부하(4)의 소비 전력(도 7, 도 8 및 도 10의 예시에서는 역치 P11, 도 9의 예시에서는 P21)이다.
도 11 및 도 12는 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의 스위칭 전원 회로의 출력과 효율의 관계를 나타내는 그래프이다. 출력의 크기가 변동해도, 비도통 모드가 불연속 모드보다도, 불연속 모드가 임계 모드보다도, 임계 모드가 연속 모드보다도, 효율이 좋음을 알 수 있다. 그리고 굵은 선과 같이, 출력의 크기에 따라 회로(3a)의 동작 모드를 전환함으로써, 출력의 많고 적음에 관계없이, 쇄선으로 나타난 역치보다도 효율이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
구체적으로는 출력이 역치 P12보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P12~P22(＞P12) 사이에 있으면 불연속 모드를, 역치 P22~P32(＞P22) 사이에 있으면 임계 모드를, 역치 P32보다도 큰 경우에는 연속 모드를, 각각 회로(3a)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 효율의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
도 11에서는, 스위칭 전원 회로에 있어서, 출력이 역치 P11을 취할 때 불연속 모드가 채용된 경우의 효율과, 출력이 역치 P21을 취할 때 임계 모드가 채용된 경우의 효율과, 출력이 역치 P31을 취할 때 연속 모드가 채용된 경우의 효율은, 서로 동일하다(도 11의 쇄선 참조).
단, 효율은, 부하(4)의 소비 전력에 대해서 어느 영역에서 많이 이용되는지에 대해서 평가해야 하는 경우가 있다. 예를 들면 공기 조화기의 경우, 효율 계산으로서 연중 에너지 소비 효율(APF:Annual Performance Factor)가 채용되는 일도 많다. 그리고 APF는 대략적으로는, 발휘된 공조 능력의 총합을 소비된 전력의 총합으로 나누어 계산된다. 따라서 실현되는 시간이 긴 소비 전력에 있어서의 효율이 중시된다.
통상, 공기 조화기에서는 소비 전력이 커지는 것은 동작 초기뿐이며, 소비 전력이 작은 동작시에 있어서의 효율이 APF에 있어서 중요해진다. 따라서, 예를 들면 효율에 대한 역치가 소비 전력이 작을수록 커져도 된다. 이것을 일반적으로 보면, 스위칭 전원 회로의 효율이, 부하(4)의 소비 전력이 역치 P12일 때에 불연속 모드가 채용되는 경우와, 부하(4)의 소비 전력이 역치 P22일 때에 임계 모드가 채용되는 경우와, 부하(4)의 소비 전력이 역치 P32 때에 연속 모드가 채용되는 경우 사이에서, 적어도 어느 2개가 서로 상이해도 된다.
공기 조화기의 소비 전력의 대부분은, 인버터가 공급하는 소비 전력이다. 따라서 도 12에서는 상기 공기 조화기에 있어서 바람직한 역치 P12, P22, P32의 예로서, 스위칭 전원 회로의 효율은, 출력이 역치 P12를 취할 때에 불연속 모드가 채용되는 경우보다도, 출력이 역치 P22를 취할 때에 임계 모드가 채용되는 경우가 작고, 출력이 역치 P22를 취할 때 임계 모드가 채용되는 경우보다도, 출력이 역치 P32를 취할 때 연속 모드가 채용되는 경우가 작은 경우가 예시된다. 즉, 효율에 대한 역치가 소비 전력이 클수록 작아지는 경우가, 도 12에 있어서 쇄선으로 나타난다.
도 13은 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드에 있어서의 스위칭 전원 회로의 출력과 누설 전류의 관계를 나타내는 그래프이다.
출력이 역치 P12보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P12~P22(＞P12) 사이에 있으면 불연속 모드를, 역치 P22보다도 큰 경우에는 임계 모드를, 각각 회로(3a)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 효율의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
출력에 대한 역치는, 하기와 같이 선정할 수 있다. 스위칭 전원 회로에 있어서, 불연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P12를 취할 때의 효율과, 임계 모드가 채용되어 출력이 역치 P22를 취할 때의 효율은 서로 상이하다. 보다 구체적으로는 스위칭 전원 회로에 있어서, 불연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P12를 취할 때의 효율이, 임계 모드가 채용되어 출력이 역치 P22를 취할 때의 효율보다도 크다(도 13의 쇄선 참조).
도 14는 비도통 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의 스위칭 전원 회로의 출력과 누설 전류의 관계를 나타내는 그래프이다.
출력이 역치 P22보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P22~P32(＞P22) 사이에 있으면 임계 모드를, 역치 P32보다도 큰 경우에는 연속 모드를, 각각 회로(3a)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 효율의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
출력에 대한 역치는, 하기와 같이 선정할 수 있다. 스위칭 전원 회로에 있어서, 임계 모드가 채용되어 출력이 역치 P22를 취할 때의 효율과, 연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P32를 취할 때의 효율은 서로 상이하다. 보다 구체적으로는 스위칭 전원 회로에 있어서, 임계 모드가 채용되어 출력이 역치 P22를 취할 때의 효율이, 연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P32를 취할 때의 효율보다도 크다(도 14의 쇄선 참조).
도 15는 비도통 모드, 불연속 모드, 연속 모드에 있어서의 스위칭 전원 회로의 출력과 누설 전류의 관계를 나타내는 그래프이다.
출력이 역치 P12보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P12~P32(＞P12) 사이에 있으면 불연속 모드를, 역치 P32보다도 큰 경우에는 연속 모드를, 각각 회로(3a)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 효율의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
출력에 대한 역치는, 하기와 같이 선정할 수 있다. 스위칭 전원 회로에 있어서, 불연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P12를 취할 때의 효율과, 연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P32를 취할 때의 효율은 서로 상이하다. 보다 구체적으로는 스위칭 전원 회로에 있어서, 불연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P12를 취할 때의 효율이, 연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P32를 취할 때의 효율보다도 크다(도 15의 쇄선 참조).
도 11~15의 굵은 선으로 나타난 회로(3a)의 동작의 전환은, 상기 동작 (1a), (1b), (1c)를 따라서 이하와 같이 정리할 수 있다.
(2a) 부하(4)의 소비 전력이 제1의 역치보다도 작을 때에는, 회로(3a)에 있어서 스위치 소자(S1)를 비도통으로 하여 회로(3a)로부터 부하(4)로 전력을 공급한다.
(2b) 부하(4)의 소비 전력이 제1의 역치보다도 클 때에는 회로(3a)의 스위치 소자(S1)를 간헐적으로 도통시켜, 회로(3a)로부터 부하(4)로 전력을 공급한다.
(2c) 상기 (2a), (2b)에 있어서의 제1의 역치란, 스위치 소자(S1)가 간헐적으로 도통하는 모드이며 스위칭 전원 회로에 있어서 채용되는 것 중, 가장 효율이 높은(좋은) 모드(도 11, 도 12, 도 13 및 도 15의 예시에서는 불연속 모드, 도 14의 예시에서는 임계 모드)에 있어서 누설 전류에 대한 역치(도 11 내지 도 15의 쇄선으로 나타남)를 취할 때의, 부하(4)의 소비 전력(도 11, 도 12, 도 13 및 도 15의 예시에서는 역치 P12, 도 14의 예시에서는 P22)이다.
도 16은 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의 스위칭 전원 회로의 출력과 고조파의 관계를 나타내는 그래프이다. 출력의 크기가 변동해도, 비도통 모드가 불연속 모드보다도, 불연속 모드가 임계 모드보다도, 임계 모드가 연속 모드보다도, 고조파에 대해서 증대(악화)되는 것을 알 수 있다. 그러나, 어느 동작 모드에서나 부하(4)의 소비전량이 작을수록, 고조파는 저감(개선)된다.
따라서 굵은 선과 같이, 출력의 크기에 따라 회로(3a)의 동작 모드를 전환함으로써, 출력의 많고 적음에 관계없이, 쇄선으로 나타난 역치보다도 고조파가 증대하는 것을 억제할 수 있다.
구체적으로는 출력이 역치 P13보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P13~P23(＞P13) 사이에 있으면 불연속 모드를, 역치 P23~P33(＞P23) 사이에 있으면 임계 모드를, 역치 P33보다도 큰 경우에는 연속 모드를, 각각 회로(3a)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 더욱, 고조파가 증대하는 것을 억제하면서, 누설 전류가 작고, 혹은 효율이 높은 동작 모드를 채용할 수 있다.
고조파에 대해서도 출력에 관계없이 작은 것이 바람직하기 때문에, 일정한 크기의 고조파를 취할 때의, 비도통 모드에서의 출력, 불연속 모드에서의 출력, 임계 모드에서의 출력을 각각 역치 P13, P23, P33으로서 미리 알아두면 된다. 환언하면, 스위칭 전원 회로에 있어서, 비도통 모드가 채용되어 부하(4)의 소비 전력이 역치 P13을 취할 때, 불연속 모드가 채용되어 부하(4)의 소비 전력이 역치 P23을 취할 때, 임계 모드가 채용되어 부하(4)의 소비 전력이 역치 P33을 취할 때, 고조파의 크기는 서로 동일하다(도 16의 쇄선 참조).
도 17은 비도통 모드, 불연속 모드, 임계 모드에 있어서의 스위칭 전원 회로의 출력과 고조파의 관계를 나타내는 그래프이다.
출력이 역치 P13보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P13~P23(＞P13) 사이에 있으면 불연속 모드를, 역치 P23보다도 큰 경우에는 임계 모드를, 각각 회로(3a)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 고조파를 억제하면서, 누설 전류가 작고, 혹은 효율이 높은 동작 모드를 채용할 수 있다.
출력에 대한 역치는, 하기와 같이 선정할 수 있다. 스위칭 전원 회로에 있어서, 비도통 모드가 채용되어 출력이 역치 P13을 취할 때, 불연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P23을 취할 때, 고조파의 크기는 서로 동일하다(도 17의 쇄선 참조).
도 18은 비도통 모드, 임계 모드, 연속 모드에 있어서의 스위칭 전원 회로의 출력과 고조파의 관계를 나타내는 그래프이다.
출력이 역치 P13보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P13~P33(＞P13) 사이에 있으면 임계 모드를, 역치 P33보다도 큰 경우에는 연속 모드를, 각각 회로(3a)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 고조파를 억제하면서, 누설 전류가 작고, 혹은 효율이 높은 동작 모드를 채용할 수 있다.
출력에 대한 역치는, 하기와 같이 선정할 수 있다. 스위칭 전원 회로에 있어서, 비도통 모드가 채용되어 출력이 역치 P13을 취할 때, 임계 모드가 채용되어 출력이 역치 P33을 취할 때, 고조파의 크기는 서로 동일하다(도 18의 쇄선 참조).
도 19는 비도통 모드, 불연속 모드, 연속 모드에 있어서의 스위칭 전원 회로의 출력과 고조파의 관계를 나타내는 그래프이다.
출력이 역치 P13보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P13~P23(＞P13) 사이에 있으면 불연속 모드를, 역치 P23보다도 큰 경우에는 연속 모드를, 각각 회로(3a)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 고조파를 억제하면서, 누설 전류가 작고, 혹은 효율이 높은 동작 모드를 채용할 수 있다.
출력에 대한 역치는, 하기와 같이 선정할 수 있다. 스위칭 전원 회로에 있어서, 비도통 모드가 채용되어 출력이 역치 P13을 취할 때, 불연속 모드가 채용되어 출력이 역치 P23을 취할 때, 고조파의 크기는 서로 동일하다(도 19의 쇄선 참조).
도 16 내지 도 19의 굵은 선으로 나타난 회로(3a)의 동작의 전환은, 상기 동작 (1a), (1b), (1c)를 따라서 이하와 같이 정리할 수 있다.
(3a) 부하(4)의 소비 전력이 제1의 역치보다도 작을 때에는, 회로(3a)에 있어서 스위치 소자(S1)를 비도통으로 하여 회로(3a)로부터 부하(4)로 전력을 공급한다.
(3b) 부하(4)의 소비 전력이 제1의 역치보다도 클 때에는 회로(3a)의 스위치 소자(S1)를 간헐적으로 도통시켜, 회로(3a)로부터 부하(4)로 전력을 공급한다.
(3c) 상기 (3a), (3b)에 있어서의 제1의 역치란, 스위치 소자(S1)가 비도통의 모드에 있어서 고조파에 대한 역치(도 16 내지 도 19의 쇄선으로 나타남)를 취할 때의, 부하(4)의 소비 전력(도 16 내지 도 19의 예시에서는 역치 P11)이다.
제2의 실시형태.
다음에, 회로(3a)뿐만 아니라, 회로(3b)도 채용한 경우의 동작에 대해서 설명한다. 특허 문헌 2, 4에서 나타난 바와 같이, 본 실시형태의 회로(3a, 3b)의 양방을 이용하여 인터리브 방식으로 동작시킬 수 있다. 이와 같은 인터리브 방식에서는 통상, 회로(3a, 3b)의 양방이 임계 모드로 동작한다. 그래서, 이하에서는 이러한 인터리브 방식에서의 동작 모드를, 모두가 임계 모드로 동작하는 것에 연관지어, 「임계(2상) 모드」로 가칭한다. 후술하는 바와 같이 회로(3a, 3b)가 「임계(2상) 모드」로 동작하는, 출력의 영역이 존재한다. 즉, 회로(3a, 3b)는 인터리브 방식에서의 동작이 가능하다.
이것과 유사하게, 회로(3a, 3b)의 모두가 연속 모드로 동작하는 경우, 그 동작 모드를 「연속(2상) 모드」로 가칭한다. 또 회로(3a, 3b)의 모두가 불연속 모드로 동작하는 경우, 그 동작 모드를 「불연속(2상) 모드」로 가칭한다.
이에 대해, 회로(3a, 3b) 중 어느 한쪽만이 임계 모드로, 다른쪽이 비도통 모드로, 각각 동작하는 경우, 그 동작 모드를 「임계(1상) 모드」로 가칭한다. 동일하게, 회로(3a, 3b) 중 어느 한쪽만이 연속 모드로, 다른쪽이 비도통 모드로, 각각 동작하는 경우, 그 동작 모드를 「연속(1상) 모드」로 가칭한다. 동일하게, 회로(3a, 3b) 중 어느 한쪽만이 불연속 모드로, 다른쪽이 비도통 모드로, 각각 동작하는 경우, 그 동작 모드를 「불연속(1상) 모드」로 가칭한다.
또, 회로(3a, 3b)의 모두가 비도통 모드로 동작하는 경우, 그 동작 모드를 편의상, 단순히 「비도통 모드」로서 취급한다.
도 7을 이용하여 설명한 바와 같이, 비도통 모드를 이용하는 것이, 그 밖의 동작 모드(즉 불연속 모드, 임계 모드, 연속 모드) 중 어느 것보다도 누설 전류가 작다. 따라서 누설 전류가 작은 동작 모드부터 순차적으로 들면, 원칙적으로는, 비도통 모드, 불연속 모드(1상), 불연속 모드(2상), 임계 모드(1상), 임계 모드(2상), 연속 모드(1상), 연속 모드(2상)의 순서가 된다.
단, 상술한 바와 같이 임계(2상) 모드는, 소위 인터리브 방식의 동작이다. 따라서, 임계 모드의 스위칭 주파수에 따라서는, 연속(1상) 모드보다도 임계(2상) 모드가 누설 전류가 큰 경우도 있을 수 있다. 따라서, 이하의 설명에 있어서, 상기 순서에 있어서 연속 모드(1상)와 임계 모드(2상) 사이에서의 순서를 바꿔도 된다.
또한, 상술한 순서는, 도 12, 도 16을 이용한 설명으로부터도 알 수 있듯이, 효율이 양호한 동작 모드부터 순차적으로 드는 순서, 및 고조파가 큰(나쁜) 동작 모드부터 순차적으로 드는 순서와 같다.
도 20은 회로(3a, 3b)의 동작 모드의 각종에 있어서, 스위칭 전원 회로의 출력(이것은 회로(3a, 3b)의 양방으로부터의 출력으로서 파악할 수 있고, 또 부하(4)의 소비 전력으로서 파악할 수도 있다)과 누설 전류의 관계를 나타내는 그래프이다. 굵은 선과 같이, 출력의 크기에 따라 회로(3a, 3b)의 동작 모드를 전환함으로써, 출력의 많고 적음에 관계없이, 누설 전류를 쇄선으로 나타난 역치보다도 작게 유지할 수 있다.
구체적으로는 출력이 역치 P14보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P14~P24(＞P14) 사이에 있으면 불연속(1상) 모드를, 역치 P24~P34(＞P24) 사이에 있으면 불연속(2상) 모드를, 역치 P34~P44(＞P34) 사이에 있으면 임계(1상) 모드를, 역치 P44~P54 사이(＞P44)에 있으면 임계(2상) 모드를, 역치 P54~P64(＞P54) 사이에 있으면 연속(1상) 모드를, 역치 P64보다도 큰 경우에는 연속(2상) 모드를, 각각 회로(3a, 3b)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 누설 전류의 증대를 더욱 억제할 수 있다.
출력에 대한 역치는, 하기와 같이 선정할 수 있다. 누설 전류는 출력에 관계없이 작은 것이 바람직하기 때문에, 누설 전류에 대해서 일정한 크기를 취할 때의, 불연속 모드(1상)에서의 출력, 불연속 모드(2상)에서의 출력, 임계 모드(1상)에서의 출력, 임계 모드(2상)에서의 출력, 연속 모드(1상)에서의 출력, 연속 모드(2상)에서의 출력을 각각 역치 P14, P24, P34, P44, P54, P64로서 미리 알아두면 된다. 환언하면, 스위칭 전원 회로에 있어서, 불연속 모드(1상)가 채용되어 출력이 역치 P14를 취할 때, 불연속 모드(2상)가 채용되어 출력이 역치 P24를 취할 때, 임계 모드(1상)가 채용되어 출력이 역치 P34를 취할 때, 임계 모드(2상)가 채용되어 출력이 역치 P44를 취할 때, 연속 모드(1상)가 채용되어 출력이 역치 P54를 취할 때, 연속 모드(2상)가 채용되어 출력이 역치 P64를 취할 때, 누설 전류의 크기는 서로 동일하다(도 20의 쇄선 참조).
도 21 및 도 22는 회로(3a, 3b)의 동작 모드의 각종에 있어서, 출력과 효율의 관계를 나타내는 그래프이다. 굵은 선과 같이, 출력의 크기에 따라 회로(3a, 3b)의 동작 모드를 전환함으로써, 출력의 많고 적음에 관계없이, 쇄선으로 나타난 역치보다도 양호한 효율을 얻을 수 있다.
구체적으로는 출력이 역치 P15보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P15~P25(＞P15) 사이에 있으면 불연속(1상) 모드를, 역치 P25~P35(＞P25) 사이에 있으면 불연속(2상) 모드를, 역치 P35~P45(＞P35) 사이에 있으면 임계(1상) 모드를, 역치 P45~P55(＞P45) 사이에 있으면 임계(2상) 모드를, 역치 P55~P65(＞P55) 사이에 있으면 연속(1상) 모드를, 역치 P65보다도 큰 경우에는 연속(2상) 모드를, 각각 회로(3a, 3b)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 효율을 더욱 높일 수 있다.
출력에 대한 역치는, 하기와 같이 선정할 수 있다. 예를 들면 도 21에 나타난 예에서는, 일정한 효율을 취할 때의, 불연속 모드(1상)에서의 출력, 불연속 모드(2상)에서의 출력, 임계 모드(1상)에서의 출력, 임계 모드(2상)에서의 출력, 연속 모드(1상)에서의 출력, 연속 모드(2상)에서의 출력을 각각 역치 P15, P25, P35, P45, P55, P65로서 미리 알아두면 된다. 환언하면, 스위칭 전원 회로에 있어서, 불연속 모드(1상)가 채용되어 출력이 역치 P15를 취할 때, 불연속 모드(2상)가 채용되어 출력이 역치 P25를 취할 때, 임계 모드(1상)가 채용되어 출력이 역치 P35를 취할 때, 임계 모드(2상)가 채용되어 출력이 역치 P45를 취할 때, 연속 모드(1상)가 채용되어 출력이 역치 P55를 취할 때, 연속 모드(2상)가 채용되어 출력이 역치 P65를 취할 때, 효율은 서로 동일하다(도 21의 쇄선 참조).
물론, 상술한 바와 같이, 소비 전력이 작을수록 효율의 역치가 커져도 된다. 구체적으로는 예를 들면, 공기 조화기에 있어서 바람직한 역치 P15, P25, P35, P45, P55, P65의 예로서, 스위칭 전원 회로의 효율은, 하기의 순서로 작아져 가는 경우를 들 수 있다(도 22 참조):출력이 역치 P15를 취해 불연속(1상) 모드가 채용될 때; 출력이 역치 P25를 취해 불연속(2상) 모드가 채용될 때; 출력이 역치 P35를 취해 임계(1상) 모드가 채용될 때; 출력이 역치 P45를 취해 임계(2상) 모드가 채용될 때; 출력이 역치 P55를 취해 연속(1상) 모드가 채용될 때; 출력이 역치 P65를 취해 연속(2상) 모드가 채용될 때.
이와 같이 효율에 대한 역치가 소비 전력이 클수록 작아지는 경우가, 도 22에 있어서 쇄선으로 나타난다.
도 23은 회로(3a, 3b)의 동작 모드의 각종에 있어서, 출력과 고조파의 관계를 나타내는 그래프이다. 굵은 선과 같이, 출력의 크기에 따라 회로(3a, 3b)의 동작 모드를 전환함으로써, 출력의 많고 적음에 관계없이, 고조파를 쇄선으로 나타난 역치보다도 작게 유지할 수 있다.
구체적으로는 출력이 역치 P16보다도 작은 경우에는 비도통 모드를, 역치 P16~P26(＞P16) 사이에 있으면 불연속(1상) 모드를, 역치 P26~P36(＞P26) 사이에 있으면 불연속(2상) 모드를, 역치 P36~P46(＞P36) 사이에 있으면 임계(1상) 모드를, 역치 P46~P56(＞P46) 사이에 있으면 임계(2상) 모드를, 역치 P56~P66(＞P56) 사이에 있으면 연속(1상) 모드를, 역치 P66보다도 큰 경우에는 연속(2상) 모드를, 각각 회로(3a, 3b)의 동작 모드로서 채용한다. 이에 의해, 종래의 기술에 비해, 부하(4)의 소비 전력이 작은 영역에 있어서 고조파를 억제하면서, 누설 전류가 작고, 혹은 효율이 높은 동작 모드를 채용할 수 있다.
고조파에 대해서도 출력에 관계없이 작은 것이 바람직하기 때문에, 일정한 크기의 고조파를 취할 때의, 비도통 모드에서의 출력, 불연속(1상) 모드에서의 출력, 불연속(2상) 모드에서의 출력, 임계(1상) 모드에서의 출력, 임계(2상) 모드에서의 출력, 연속(1상) 모드에서의 출력을 각각 역치 P16, P26, P36, P46, P56, P66으로서 미리 알아두면 된다. 환언하면, 스위칭 전원 회로에 있어서, 비도통 모드가 채용되어 부하(4)의 소비 전력이 역치 P16을 취할 때, 불연속(1상) 모드가 채용되어 부하(4)의 소비 전력이 역치 P26을 취할 때, 불연속(2상) 모드가 채용되어 부하(4)의 소비 전력이 역치 P36을 취할 때, 임계(1상) 모드가 채용되어 부하(4)의 소비 전력이 역치 P46을 취할 때, 임계(2상) 모드가 채용되어 부하(4)의 소비 전력이 역치 P56을 취할 때, 연속(1상) 모드가 채용되어 부하(4)의 소비 전력이 역치 P66을 취할 때, 고조파의 크기는 서로 동일하다(도 23의 쇄선 참조).
이와 같이 복수의 회로(3a, 3b)를 설치한 경우라도, 그 동작 모드에 대해서, 상기 (1a), (2a), (3a)를 따라서, 하기와 같이 표현할 수 있다.
(4a) 부하(4)의 소비 전력이 제1의 역치(도 20에서는 역치 P14, 도 21 및 도 22에서는 역치 P15, 도 23에서는 역치 P16)보다도 작을 때에는, 회로(3a, 3b)의 어느 것에나(환언하면 모든 회로(3a, 3b)에 있어서) 스위치 소자(S1, S2)를 비도통으로 하여, 모든 회로(3a, 3b)로부터 부하(4)로 전력을 공급한다.
회로(3a)만을 설치한 경우에는, 상기 (4a)의 「모든 회로(3a, 3b)」 「회로(3a, 3b)의 어느 것에나」라는 것은 회로(3a)만을 가리키게 된다.
따라서 상기 (4a)의 표현은, 부호를 제외하면 상기 (1a), (2a), (3a)의 표현을 내포 하면 파악할 수 있다.
또, 상기 (1b), (2b), (3b)를 따라서, 복수의 회로(3a, 3b)를 설치한 경우의 동작 모드에 대해서, 하기와 같이 표현할 수 있다.
(4b) 부하(4)의 소비 전력이 제1의 역치(도 20에서는 역치 P14, 도 21 및 도 22에서는 역치 P15, 도 23에서는 역치 P16)보다도 클 때에는 회로(3a, 3b)의 적어도 어느 1개의 스위치 소자(S1)(혹은 스위치 소자(S2))를 간헐적으로 도통시켜, 모든 회로(3a, 3b)로부터 부하(4)로 전력을 공급한다.
회로(3a)만을 설치한 경우에는, 상기 (4b)의 「회로(3a, 3b) 중 적어도 어느 1개」 「모든 회로(3a, 3b)」란 회로(3a)만을 가리키게 된다. 따라서 상기 (4b)라는 표현은, 부호를 제외하면 상기 (1b), (2b), (3b)의 표현을 내포한다고 파악할 수 있다.
그런데, 상기 (4b)에서 표현된 내용은, 도 20~도 23을 이용한 설명에 입각한 표현에 의해, 하기에 나타내는 바와 같이 구분된다.
(4b1) 부하(4)의 소비 전력이 역치 P14(혹은 역치 P15, 혹은 역치 P16)보다도 크고 역치 P24(혹은 역치 P25, 혹은 역치 P26)보다도 작은 경우, 회로(3a, 3b)중 어느 한쪽의 스위치 소자(S1)(혹은 스위치 소자(S2))를 비도통으로 하여, 다른쪽의 리액터(L2)(혹은 리액터(L1))에 흐르는 전류 IL2(혹은 전류 IL1)의 전류 모드에 불연속 모드를 채용한다(불연속(1상) 모드).
(4b2) 부하(4)의 소비 전력이 역치 P24(혹은 역치 P25, 혹은 역치 P26)보다도 크고 역치 P34(혹은 역치 P35, 혹은 역치 P36)보다도 작은 경우, 회로(3a, 3b) 어느 것에나 리액터(L1, L2)에 흐르는 전류 IL1, IL2의 전류 모드에 불연속 모드를 채용한다(불연속(2상) 모드).
(4b3) 부하(4)의 소비 전력이 역치 P34(혹은 역치 P35, 혹은 역치 P36)보다도 크고 역치 P44(혹은 역치 P45, 혹은 역치 P46)보다도 작은 경우, 회로(3a, 3b) 중 어느 한쪽의 스위치 소자(S1)(혹은 스위치 소자(S2))를 비도통으로 하여, 다른쪽의 리액터(L2)(혹은 리액터(L1))에 흐르는 전류 IL2(혹은 전류 IL1)의 전류 모드에 임계 모드를 채용한다(임계(1상) 모드).
(4b4) 부하(4)의 소비 전력이 역치 P44(혹은 역치 P45, 혹은 역치 P46)보다도 크고 역치 P64(혹은 역치 P65, 혹은 역치 P66)보다도 작은 경우, 하기 중 어느 한쪽의 모드가 채용된다:
(4b4-1) 회로(3a, 3b)의 어느 것에나 리액터(L1, L2)에 흐르는 전류 IL1, IL2의 전류 모드에 임계 모드를 채용한다(임계(2상) 모드);
(4b4-2) 회로(3a, 3b) 중 어느 한쪽의 스위치 소자(S1)(혹은 스위치 소자(S2))를 비도통으로 하여, 다른쪽의 리액터(L2)(혹은 리액터(L1))에 흐르는 전류 IL2(혹은 전류 IL1)의 전류 모드에 연속 모드를 채용한다(연속(1상) 모드).
(4b5) 부하(4)의 소비 전력이 역치 P64(혹은 역치 P65, 혹은 역치 P66)보다도 큰 경우, 회로(3a, 3b)의 어느 것에나 리액터(L1, L2)에 흐르는 전류 IL1, IL2의 전류 모드에 연속 모드를 채용한다(임계(2상) 모드).
상기 (4b4)가 (4b4-1), (4b4-2)로 더 구분되는 것은, 연속 모드(1상)와 연속 모드(2상) 사이에서의 순서가, 임계 모드의 스위칭 주파수에 따라서는, 바뀌는 경우가 있기 때문이다.
이 발명은 상세하게 설명되었지만, 상기한 설명은, 모든 국면에 있어서, 예시이며, 이 발명이 그것에 한정되는 것은 아니다. 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가, 이 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 상정될 수 있는 것이라고 해석된다.

Claims (15)

  1. 스위칭 전원 회로를 제어하는 방법으로서,
    상기 스위칭 전원 회로는,
    제1 및 제2의 입력단(P1, P2)과,
    콘덴서(C1)와 부하(4)가 접속되는, 제1 및 제2의 출력단(P3, P4)과,
    상기 제2의 입력단 및 상기 제2의 출력단을 접속하는 제2의 전원선(LL)과,
    적어도 하나의 회로(3a, 3b)를 구비하고,
    상기 회로의 각각이,
    상기 제1의 입력단과 상기 제1의 출력단을 접속하는 제1의 전원선(LH1, LH2)과,
    상기 제1의 전원선 상에 설치되는 리액터(L1, L2)와,
    상기 제1의 전원선 상에서 상기 리액터와 직렬로 접속되고, 애노드를 상기 리액터측을 향하게 해 배치되는 다이오드(D11, D21)와,
    상기 리액터와 상기 다이오드 사이의 점과, 상기 제2의 전원선 사이에 설치되는 스위치 소자(S1, S2)를 갖고,
    상기 부하의 소비 전력이 제1의 역치(P11;P12;P13;P14;P15;P16;P21;P22)보다도 작을 때에는, 상기 회로의 어디에서나 상기 스위치 소자를 비도통으로 하여, 모든 상기 회로로부터 상기 부하로 전력을 공급하고,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치보다도 클 때에는 상기 회로의 적어도 어느 1개의 상기 스위치 소자를 간헐적으로 도통시켜, 모든 상기 회로로부터 상기 부하로 전력을 공급하는, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제2의 역치(P21;P22;P23)는 상기 제1의 역치(P11;P12;P13)보다도 크고, 제3의 역치(P31;P32;P33)는 상기 제2의 역치보다도 크고,
    상기 부하의 상기 소비 전력이, 상기 제1의 역치보다도 크고 상기 제2의 역치보다도 작을 때에는 상기 리액터에 흐르는 전류 모드에 불연속 모드가 채용되고,
    상기 부하의 소비 전력이, 상기 제2의 역치보다도 크고 상기 제3의 역치보다도 작을 때에는 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용되고,
    상기 부하의 소비 전력이, 상기 제3의 역치보다도 클 때에는 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용되는, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제2의 역치(P21;P22;P23)는 상기 제1의 역치(P11;P12;P13)보다도 크고,
    상기 부하의 상기 소비 전력이, 상기 제1의 역치보다도 크고 상기 제2의 역치보다도 작을 때에는 상기 리액터에 흐르는 전류 모드에 불연속 모드가 채용되고,
    상기 부하의 소비 전력이, 상기 제2의 역치보다도 클 때에는 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용되는, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    제2의 역치(P31;P32;P33)는 상기 제1의 역치(P21;P22;P23)보다도 크고,
    상기 부하의 상기 소비 전력이, 상기 제1의 역치보다도 크고 상기 제2의 역치보다도 작을 때에는 상기 리액터에 흐르는 전류 모드에 임계 모드가 채용되고,
    상기 부하의 소비 전력이, 상기 제2의 역치보다도 클 때에는 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용되는, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    제2의 역치(P31;P32;P33)는 상기 제1의 역치(P11;P12;P13)보다도 크고,
    상기 부하의 상기 소비 전력이, 상기 제1의 역치보다도 크고 상기 제2의 역치보다도 작을 때에는 상기 리액터에 흐르는 전류 모드에 불연속 모드가 채용되고,
    상기 부하의 소비 전력이, 상기 제2의 역치보다도 클 때에는 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용되는, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P11)일 때에 상기 전류 모드에 불연속 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로로부터의 누설 전류의 크기와, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P21)일 때에 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용될 때의 상기 누설 전류의 크기와, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제3의 역치(P31)일 때에 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용될 때의 상기 누설 전류의 크기는, 서로 동일한, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P11)일 때에 상기 전류 모드에 불연속 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로로부터의 누설 전류의 크기와, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P21)일 때에 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용될 때의 상기 누설 전류의 크기는, 서로 동일한, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P21)일 때에 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로로부터의 누설 전류의 크기와, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P31)일 때에 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용될 때의 상기 누설 전류의 크기는, 서로 동일한, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P11)일 때에 상기 전류 모드에 불연속 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로로부터의 누설 전류의 크기와, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P31)일 때에 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용될 때의 상기 누설 전류의 크기는, 서로 동일한, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P12)일 때에 상기 전류 모드에 불연속 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로의 효율과, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P22)일 때에 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용될 때의 상기 효율과, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제3의 역치(P32)일 때에 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용될 때의 상기 효율 사이에서, 적어도 어느 2개가 서로 상이한, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P13)일 때에 상기 전류 모드에 불연속 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로에서 발생하는 고조파의 크기와, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P23)일 때에 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용될 때의 상기 고조파의 크기와, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제3의 역치(P33)일 때에 상기 전류 모드에 연속 모드가 채용될 때의 상기 고조파의 크기는, 서로 동일한, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
  12. 청구항 3에 있어서,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P13)일 때에 상기 전류 모드에 비도통 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로의 효율과, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P23)일 때에 상기 전류 모드에 불연속 모드가 채용될 때의 상기 효율이 서로 동일한, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
  13. 청구항 4에 있어서,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P13)일 때에 상기 전류 모드에 비도통 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로의 효율과, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P33)일 때에 상기 전류 모드에 임계 모드가 채용될 때의 상기 효율이 서로 동일한, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
  14. 청구항 5에 있어서,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치(P13)일 때에 상기 전류 모드에 비도통 모드가 채용될 때의 상기 스위칭 전원 회로의 효율과, 상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치(P23)일 때에 상기 전류 모드에 불연속 모드가 채용될 때의 상기 효율이 서로 동일한, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위칭 전원 회로에 있어서 상기 회로(3a, 3b)는 한 쌍 구비되고,
    상기 한 쌍의 상기 회로는 인터리브 방식의 동작이 가능하고,
    제2의 역치(P24;P25;P26)는 상기 제1의 역치(P14;P15;P16)보다도 크고,
    제3의 역치(P34;P35;P36)는 상기 제2의 역치보다도 크고,
    제4의 역치(P44;P45;P46)는 상기 제3의 역치보다도 크고,
    제5의 역치(P64;P65;P66)는 상기 제4의 역치보다도 크고,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제1의 역치보다도 크고 상기 제2의 역치보다도 작은 경우, 상기 한 쌍의 상기 회로 중 어느 한쪽의 상기 스위치 소자를 비도통으로 하여, 상기 한 쌍의 상기 회로 중 다른쪽의 상기 리액터에 흐르는 전류의 전류 모드에 불연속 모드를 채용하고,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제2의 역치보다도 크고 상기 제3의 역치보다도 작은 경우, 상기 한 쌍의 상기 회로의 어디에서나 상기 리액터에 흐르는 전류의 전류 모드에 불연속 모드를 채용하고,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제3의 역치보다도 크고 상기 제4의 역치보다도 작은 경우, 상기 한 쌍의 상기 회로 중 어느 한쪽의 상기 스위치 소자를 비도통으로 하여, 상기 한 쌍의 상기 회로 중 다른쪽의 상기 리액터에 흐르는 전류의 전류 모드에 임계 모드를 채용하고,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제4의 역치보다도 크고 상기 제5의 역치보다도 작은 경우, 상기 한 쌍의 상기 회로의 어디에서나 상기 리액터에 흐르는 전류의 전류 모드에 임계 모드를 채용하거나, 혹은, 상기 한 쌍의 상기 회로 중 어느 한쪽의 상기 스위치 소자를 비도통으로 하여, 상기 한 쌍의 상기 회로 중 다른쪽의 상기 리액터에 흐르는 전류의 전류 모드에 연속 모드를 채용하고,
    상기 부하의 상기 소비 전력이 상기 제5의 역치보다도 큰 경우, 상기 한 쌍의 상기 회로의 어디에서나 상기 리액터에 흐르는 전류의 전류 모드에 연속 모드를 채용하는, 스위칭 전원 회로 제어 방법.
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