特開 2015-50921 力率補償回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-50921(P2015-50921A)

(43)【公開日】2015年3月16日

(54)【発明の名称】力率補償回路

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/12 20060101AFI20150217BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/12 Q

   H02M7/12 H

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-63528(P2014-63528)

(22)【出願日】2014年3月26日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0104934

(32)【優先日】2013年9月2日

(33)【優先権主張国】KR

(71)【出願人】

【識別番号】593121379

【氏名又は名称】エルエス産電株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＬＳＩＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100165191

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 章

(74)【代理人】

【識別番号】100151459

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 健一

(72)【発明者】

【氏名】パク チャン キ

(72)【発明者】

【氏名】リ チェ ホ

(72)【発明者】

【氏名】チン ホ サン

【テーマコード（参考）】

5H006

【Ｆターム（参考）】

5H006AA02

5H006AA05

5H006CA02

5H006CA03

5H006CA07

5H006CB01

5H006CB08

5H006CC01

5H006DA02

5H006DB02

5H006DB07

5H006DC08

5H006FA02

(57)【要約】

【課題】突入電流を制限する力率補償回路が開示される。
【解決手段】整流部は過度状態で交流電圧の整流を中断し、正常状態で交流電圧を整流して整流された電圧を生成する。力率補償部は整流された電圧を力率を補償し、力率補償された電圧を生成する。平滑部は力率補償された電圧を平滑化し、平滑化された電圧を生成する。突入電流制限部は、過度状態では交流電圧によって生成される突入電流を制限して制限された電流を平滑部に提供し、正常状態では平滑部への電流の提供を中断する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流電圧の力率を補償する力率補償回路において、
過度状態で前記交流電圧の整流を中断し、正常状態で前記交流電圧を整流して整流された電圧を生成する整流部と、
前記整流された電圧を力率補償し、力率補償された電圧を生成する力率補償部と、
前記力率補償された電圧を平滑化し、平滑化された電圧を生成する平滑部と、
前記過度状態では交流電圧によって生成される突入電流を制限して制限された電流を前記平滑部に提供し、前記正常状態では前記平滑部への電流の提供を中断する突入電流制限部と、を含む力率補償回路。

【請求項2】

前記整流部と前記突入電流制限部を成業する電流制御信号を生成し、前記力率補償回路の正常状態可否に応じて前記突入電流制限部への電流の流入を制御する電流制御信号生成部を更に含む、請求項１に記載の力率補償回路。

【請求項3】

前記電流制御信号生成部は、
前記一つ又は並列連結された複数のキャパシタの一端に印加される前記力率補償された電圧値に基づいて前記電流制御信号を生成する、請求項２に記載の力率補償回路。

【請求項4】

前記電流制御信号生成部は、
前記平滑化された電圧値が基準電圧値以上である場合、前記力率補償回路が正常状態であると判断して前記突入電流制限部からの電流の流入を遮断する、請求項３に記載の力率補償回路。

【請求項5】

前記電流制御信号生成部は、
前記平滑化された電圧値が基準電圧値以下である場合、前記力率補償回路が過度状態であると判断して前記突入電流制限部に電流を流入する、請求項４に記載の力率補償回路。

【請求項6】

前記突入電流制限部はシリコーン制御整流素子を含み、
前記整流部はシリコーン制御整流素子を含む、請求項１に記載の力率補償回路。

【請求項7】

前記電流制御信号生成部は、
前記力率補償回路が正常状態である場合、制御信号を生成して前記突入電流制限部内のシリコーン制御整流素子をターンオフし、前記整流部内のシリコーン制御整流素子をターンオンする、請求項６に記載の力率補償回路。

【請求項8】

前記電流制御信号生成部は、
前記力率補償回路が過度状態である場合、制御信号を生成して前記突入電流制限部内のシリコーン制御整流素子をターンオンし、前記整流部内のシリコーン制御整流素子をターンオフする、請求項６に記載の力率補償回路。

【請求項9】

力率補償回路において、
複数のブリッジダイオードと、
前記複数のブリッジダイオードの出力端子に連結された入力端子を含む力率補償部と、
前記力率補償部の出力端子に連結される一端を含む平滑キャパシタと、
交流電圧が印加される一端を有するスイッチと、
前記スイッチの他端に連結される一端を有するダイオードと、
前記ダイオードの他端に連結される一端を有する抵抗と、
過度状態で前記スイッチをターンオンし、前記複数のブリッジダイオードのうち２つの上側ブリッジダイオードに流入される電流を遮断して前記抵抗の大きさが制限された電流を前記平滑キャパシタに提供する電流制御信号生成部と、を含む力率補償回路。

【請求項10】

前記電流制御信号生成部は、前記力率補償の出力端子に連結される前記平滑キャパシタの一端に印加される電圧値に基づいて電流制御信号を生成する、請求項９に記載の力率補償回路。

【請求項11】

前記電流制御信号生成部は、前記力率補償の出力端子に連結される前記平滑キャパシタの一端に印加される電圧値が基準電圧値以下である場合、前記力率補償回路が過度状態であると判断する、請求項１０に記載の力率補償回路。

【請求項12】

交流電圧の力率を補償する力率補償回路の動作方法において、
前記力率補償回路が過度状態であるのかを判断するステップと、
前記力率補償回路が過度状態である場合、交流電圧によって生成される突入電流を制限するステップと、
前記力率補償回路が正常状態である場合、前記交流電圧を整流して整流された電圧を生成するステップと、
前記整流された電圧を力率補償し、力率補償された電圧を生成するステップと、
前記力率補償された電圧を平滑化し、平滑化された電圧を生成するステップと、を含む動作方法。

【請求項13】

電流制御信号を生成し、前記力率補償回路の正常状態可否に応じて前記突入電流制限可否を制御するステップを更に含む、請求項１２に記載の動作方法。

【請求項14】

前記突入電流制限可否を制御するステップは、
前記一つ又は並列連結された複数のキャパシタの一端に印加される前記力率補償された電圧値に基づいて前記電流制御信号を生成するステップを更に含む、請求項１３に記載の動作方法。

【請求項15】

前記力率補償回路が過度状態であるのかを判断するステップは、
前記平滑化された電圧値が基準電圧値以上である場合、前記力率補償回路が正常状態であると判断するステップを含む、請求項１４に記載の動作方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、交流電源の連結初期に発生する突入電流（ｉｎｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ）を制限して回路素子を保護する力率補償回路に関するものである。

【背景技術】

【0002】

交流回路では必ずしも電圧と電流の位相が同じではないため、電圧と電流の積が全て実際に使用可能な電力にはならない。電圧と電流の積と実際に使用可能な電力である有効電力の比を力率という。力率が小さければそれだけ送電電力の損失が生じるため、それを防止するための力率補償回路が各種電子製品に広範囲に使用されている。また、多くの国ではこのような力率補償回路の設置を義務化している。

【0003】

電気自動車の充電式バッテリを充電するための充電装置にも力率補償回路が必要である。バッテリの初期充電の際に力率補償回路の平滑部のキャパシタは電荷が充電されていない状態であるため、突入電流が発生する。突入電流とは、配線線路や電気機器に電源を投入する瞬間、正常電流より高い電流が流れる過度現象をいう。突入電流は電源の投入と同時に数倍又は数十倍に当たる電流が流れた後、徐々に減少して正常状態に達すると消える特性を示す。このような突入電流をそのまま流す場合、回路の素子の最大許容電流以上の電流が流入されて誤作動及び故障の原因になり得る。よって、突入電流を制限するための装置が必要である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電気自動車の充電装置のように力率補償回路が使用される場合、交流電圧を印加した初期に発生する突入電流から回路内素子を保護する力率補償回路を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一実施例による交流電圧の力率を補償する力率補償回路は、過度状態で前記交流電圧の整流を中断し、正常状態で前記交流電圧を整流して整流された電圧を生成する整流部と、前記整流された電圧を力率補償して力率補償された電圧を生成する力率補償部と、前記力率補償された電圧を平滑化して平滑化された電圧を生成する平滑部と、前記過度状態では交流電圧によって生成される突入電流を制限して制限された電流を前記平滑部に提供し、前記正常状態では電流の提供を中断する突入電流制限部と、を含む。

【0006】

本発明の一実施例による交流電圧の力率を補償する力率補償回路は、複数のブリッジダイオードと、前記複数のブリッジダイオードの出力端子に連結された入力端子を含む力率補償部と、前記力率補償部の出力端子に連結される一端を含む平滑キャパシタと、交流電圧が印加される一端を有するスイッチと、前記スイッチの他端に連結される一端を有するダイオードと、前記ダイオードの他端に連結される一端を有する抵抗と、過度状態で前記スイッチをターンオンし、前記複数のブリッジダイオードのうち２つの上側ブリッジダイオードに流入される電流を遮断して前記抵抗の大きさが制限された電流を前記平滑キャパシタに提供する電流制御信号生成部と、を含む。

【0007】

交流電圧を印加した初期に発生する突入電流から回路内素子を保護する力率補償回路を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施例による力率補償回路のブロック図である。

【図2】本発明の一実施例による力率補償回路の回路図である。

【図3】本発明の一実施例による力率補償回路の動作を示すフローチャートである。

【図4】本発明の他の実施例による力率補償回路のブロック図である。

【図5】本発明の他の実施例による力率補償回路の回路図である。

【図6】本発明の他の実施例による力率補償回路の動作を示すフローチャートである。

【図7】本発明のまた他の実施例による力率補償回路のブロック図である。

【図8】本発明のまた他の実施例による力率補償回路の回路図である。

【図9】本発明のまた他の実施例による力率補償回路の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付した図面を参照し、本発明の実施例に対して本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施し得るように詳しく説明する。しかし、本発明は様々な相異なる形態に具現されてもよく、ここで説明する実施例に限定されることはない。そして、本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は図面から省略しており、明細書全体に渡って類似した部分に対しては類似した部面符号を付けている。

【0010】

また、ある部分がある構成要素を「含む」という際、これは特に反対する記載がない限りある構成要素を除くのではなく、他の構成要素を更に含むということを意味する。

【0011】

以下、図１乃至図３を参照して本発明の一実施例による力率補償回路を説明する。

【0012】

図１は、本発明の一実施例による力率保証回路のブロック図である。

【0013】

図１を参照すると、力率補償回路１００は交流電圧生成部１１０、突入電流制限部１２０、交流ノイズ制御部１３０、整流部１４０、力率補償部１５０、平滑部１６０、直流／直流コンバータ１７０、バッテリ１８０を含む。

【0014】

力率補償部１５０は力率を補償する。

【0015】

直流／直流コンバータ１７０は、平滑化された電圧を充電するために必要な電圧の大きさに変換する。

【0016】

バッテリ１８０は変換された電圧で充電される。

【0017】

力率補償回路１００の他の構成要素に対しては、図２を参照して詳しく説明する。

【0018】

図２は、本発明の一実施例による力率補償回路の回路図である。

【0019】

交流電圧生成部１１０は交流電圧を生成する。

【0020】

突入電流制限部１２０は、負温度係数（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ＮＴＣ）サーミスタＲｎ１を含む。負温度係数サーミスタは、交流電圧生成部１１０の一端で生成される交流電圧が印加される一端を有する。

【0021】

負温度係数サーミスタとは、負の温度係数を有し、連続的に電気抵抗が変化するサーミスタをいう。回路に交流電圧が最初に供給されて突入電流が発生する場合、回路内の温度が低いため負温度係数サーミスタは大きい抵抗値を有する。よって、負温度係数サーミスタの抵抗値によって回路内部抵抗の大きさが増加するため、Ｖ＝ＩＲ（Ｖ：電圧、Ｉ：電流、Ｒ：抵抗）というオームの法則によると突入電圧の大きさは減少する。それによって、回路内素子を突入電流から保護することができる。また、回路が正常状態（ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅ）に入ると回路内温度が上昇するため、負温度係数サーミスタは非常に小さい抵抗値を有する。よって、回路内等価抵抗の大きさは負温度係数サーミスタが連結されていない場合と大きい差はなく、正常状態では突入電流制限部１２０が力率補償回路の本来の機能に及ぼす影響が小さい。正常状態とは、過度応答が消滅された後で究極的に達する安定状態である。

【0022】

交流ノイズ除去部１３０はキャパシタＣ１１を含む。キャパシタの一端は負温度係数サーミスタの他端位連結され、他端は交流電圧生成部１１０の他端に連結される。交流ノイズ除去部１３０は交流電圧のノイズを除去する。

【0023】

整流部１４０は複数のダイオードを含む。図２の一実施例では４つのダイオードを含む。４つのデイオードはブリッジ連結される。ブリッジ連結された４つのダイオードのうち、下側の左側ダイオードＤ１３の一端は交流ノイズ除去部１３０のキャパシタＣ１１の他端に連結され、他端は接地される。ブリッジ連結された４つのダイオードのうち、下側の右側ダイオードＤ１４の一端は交流ノイズ除去部１３０のキャパシタＣ１１の一端に連結され、他端は接地される。ブリッジ連結された４つのダイオードのうち、上側の左側ダイオードＤ１１の一端は交流ノイズ除去部１３０のキャパシタＣ１１の他端に連結され、他端は下側の左側のダイオードＤ１３の一端に連結される。ブリッジ連結された４つのダイオードのうち、上側の右側ダイオードＤ１２の一端は上側の左側のダイオードＤ１１の他端に連結され、他端は下側の右側のダイオードＤ１４の一端に連結される。整流部１４０はノイズが除去された交流電圧を全て同じ極性を有するように整流して出力する。

【0024】

力率補償部１５０はインダクタＬ１、ＭＯＳＦＥＴスイッチＳＷ１、ダイオードＤ１５を含む。インダクタＬ１の一端は整流部１４０の上側の右側ダイオードＤ１２の一端に連結される。ＭＯＳＦＥＴスイッチＳＷ１の一端はインダクタＬ１の他端に連結され、他端は接地される。ダイオードＤ１５の一端はインダクタＬ１の他端に連結される。力率補償部１５０は整流された電圧を力率補償し、力率補償された電圧を生成する。力率補償部１５０は、詳しくはブーストコンバータであってもよい。ブーストコンバータは、整流された電圧の大きさを一定に維持しながら電流の移送を電圧の位相と同じくするためにスイッチングを繰り返す。即ち、電流が一定時間の間に流れるようにしてから一定時間遮断する方法を介し、電流の流れを調整する。このような動作を介し、電圧の位相と同じく電流の位相を作って力率を補償する。

【0025】

平滑部１６０は一つのキャパシタＣ１２を含む。特に、キャパシタＣ１２は電解コンデンサであってもよい。キャパシタＣ１２の一端はダイオードＤ１５の他端に連結され、他端は接地される。一実施例において、平滑部１６０は複数のキャパシタを含む。複数のキャパシタそれぞれの一端はダイオードＤ１５の他端に連結され、他端は接地される。平滑部１６０は力率補償された電圧からリップルを除去し、直流電圧を生成する。即ち、平滑部１６０は力率補償された電圧を平滑化する。

【0026】

このような実施例において、負温度係数サーミスタの温度が高くなると負温度係数サーミスタは小さい抵抗値を有する。但し、負温度係数サーミスタの抵抗値が完全になくなるのではないため、力率補償とは関係のない電力の損失が発生して力率補償回路の効率を落とす問題がある。

【0027】

図３は、本発明の一実施例による力率補償回路の動作を示すフローチャートである。

【0028】

交流電圧生成部１１０は交流電圧を生成する（Ｓ１０１）。

【0029】

突入電流制限部１２０は、負温度係数サーミスタＲｎ１の温度に応じて突入電流を制限する（Ｓ１０３）。負温度係数サーミスタＲｎ１の抵抗値は温度に応じて変化する。よって、負温度係数サーミスタＲｎ１の抵抗値が大きい低い温度では突入電流が制限され、突入電流が発生する交流電圧印加初期には回路の温度が低いため突入電流が制限される。

【0030】

交流ノイズ除去部１３０は交流のノイズを除去する（Ｓ１０５）。

【0031】

整流部１４０はノイズが除去された交流電圧を整流し、整流された電圧を生成する（Ｓ１０７）。

【0032】

力率補償部１５０は整流された電圧を力率補償し、力率補償された電圧を生成する（Ｓ１０９）。

【0033】

平滑部１６０は力率補償された電圧を平滑化する（Ｓ１１１）。

【0034】

以下、図４乃至図６を参照して本発明の他の実施例による力率補償回路を説明する。

【0035】

図４は、本発明の他の実施例による力率補償回路のブロック図である。

【0036】

力率補償回路２００は交流電圧生成部２１０、突入電流制限部２２０、交流ノイズ除去部２３０、整流部２４０、力率補償部２５０、平滑部２６０、直流／直流コンバータ２７０、バッテリ２８０、突入電流制限部制御信号生成部２９０を含む。突入電流制限部制御信号生成部２９０を含むことを除く他の構成は図１の実施例と全て同じである。

【0037】

突入電流制限部制御信号生成部２９０は制御信号を生成し、突入電流制限部２２０内のスイッチを制御する。

【0038】

力率補償回路２００の他の構成要素に対しては、図５を参照して詳しく説明する。

【0039】

図５は、本発明の他の実施例による力率補償回路の回路図である。

【0040】

図５の回路図は図２の回路図と他の部分は同じであるが突入電流制限部２２０の回路にその差があり、図４で説明したように突入電流制限部制御信号生成部２９０を更に含む。

【0041】

図５の実施例では、突入電流制限部２２０はリレースイッチＳＷＲと負温度係数サーミスタＲｎ１を含む。負温度係数サーミスタは交流電圧が印加される一端を有し、他端は交流ノイズ除去部２３０のキャパシタＣ１１の一端に連結される。リレースイッチＳＷＲも同じく交流電圧が印加される一端を有し、他端は交流ノイズ除去部２３０のキャパシタＣ１１の一端に連結される。

【0042】

リレースイッチＳＷＲは突入電流制限部制御信号によって制御される。交流電圧を印加した初期に突入電流が流れる場合、突入電流制限部制御信号生成部２９０はリレースイッチＳＷＲをターンオフして突入電流を制限する。回路が正常状態に達した場合、突入電流が発生する可能性がないため突入電流制限部制御信号生成部２９０はリレースイッチＳＷＲをターンオンして負温度係数サーミスタに電流が流入なれないようにする。この際、力率補償回路が正常状態に達したのか否かは、予め決められた基準時間の経過可否で判断する。力率補償回路２００の場合、数秒内に正常状態に達することが普通であるため基準時間は２秒乃至３秒にしてもよい。

【0043】

図５の回路図の実施例による場合、リレースイッチＳＷＲが抵抗値を有しない理想的な状況を仮定すると、図２の実施例とは異なって回路が正常状態に入った場合に負温度係数サーミスタＲｎ１に電流が流入されず、電力損失が発生しないという問題が解決される。しかし、リレースイッチＳＷＲも自体抵抗成分を有する実際の回路ではりレースイッチＳＷＲがターンオンされても、負温度係数サーミスタＲｎ１に電流が一部流入されて電飾損失が発生する。このような電力損失を完璧に防止するためには、負温度係数サーミスタＲｎ１の一端にリレースイッチを更に一つを連結して回路が突入電流が流れる状態ではターンオンし、正常状態に入った場合にはリレースイッチをターンオフする。但し、このようにリレースイッチを追加する場合には追加的なコストがかかり、回路の容積が大きくなる問題が発生する。また、リレースイッチＳＷＲの場合には機械的に接点を作るためその寿命に制限がある。そして、リレースイッチＳＷＲは電力変換機などの高温の環境で動作する場合には動作及び寿命の信頼度が低い問題点もある。

【0044】

図６は、本発明の他の実施例による力率補償回路の動作を示すフローチャートである。

【0045】

交流電圧生成部２１０は交流電圧を生成する（Ｓ２０１）。

【0046】

突入電流制限部制御信号生成部２９０は、力率補償回路２００が過度状態（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｓｔａｔｅ）であるのかを判断する（Ｓ２０３）。過度状態とは回路が過度応答を示す状態であって、正常状態に入る前の状態をいう。

【0047】

力率補償回路２００が過度状態であれば、突入電流制限部制御信号生成部２９０は制御信号を生成して突入電流制限部２２０内のスイッチをターンオフする。

【0048】

突入電流制限部２２０内のスイッチがターンオンされると、突入電流制御部２００は回路内の温度に応じて突入電流を制限する（Ｓ２０７）。

【0049】

力率補償回路２００が正常状態であれば、突入電流制限部制御信号生成部２９０は制御信号を生成して突入電流制限部２２０内のスイッチをターンオフする（Ｓ２０９）。

【0050】

交流ノイズ除去部２３０は交流のノイズを除去する（Ｓ２１１）。

【0051】

整流部２４０はノイズが除去された交流電圧を整流し、整流された電圧を生成する（Ｓ２１３）。

【0052】

力率補償部２５０は整流された電圧を力率補償し、力率補償された電圧を生成する（Ｓ２１５）。

【0053】

平滑部２６０は力率補償された電圧を平滑化する（Ｓ２１７）。

【0054】

以下、図７乃至図９を参照して本発明のまた他の実施例による力率補償回路及びその設計方法を説明する。

【0055】

図７は、本発明のまた他の実施例による力率補償回路のブロック図である。

【0056】

力率補償回路３００は交流電圧生成部３１０、突入電流制限部３２０、交流ノイズ除去部３３０、整流部３４０、力率補償部３５０、平滑部３６０、直流／直流コンバータ３７０、バッテリ３８０、電流制御信号生成部３９０を含む。

【0057】

突入電流制限部３２０は過度状態では交流電圧によって生成される突入電流を制限して制限された電流を平滑部３６０に提供し、正常状態では電流の提供を中断する。

【0058】

整流部３４０は過度状態で交流電圧の整流を中断し、正常状態で交流電圧を整流して整流された電圧を生成する。

【0059】

電流制御信号生成部３９０は突入電流制限部３２０と整流部３４０を制御する信号を生成する。

【0060】

力率補償回路３００他の構成要素に対しては、図８を参照して詳しく説明する。

【0061】

図８は、本発明のまた他の実施例による力率補償回路の回路図である。

【0062】

交流電圧生成部３１０は交流電圧を生成する。

【0063】

突入電流制限部３２０はダイオード、スイッチ及び抵抗を含む。ダイオードは交流電圧が印加される一端を有する。スイッチはダイオードの他端に連結される。抵抗Ｒはスイッチの他端に連結される。

【0064】

特に、ダイオードとスイッチはダイオードの機能をスイッチの機能を全て含むシリコーン制御整流素子（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ，ＳＣＲ）ＳＤ３１に代替されてもよい。ダイオードとスイッチをシリコーン制御整流素子に代替する場合、回路に必要な素子のサイズが減少するため回路を小型化することができる。また、シリコーン制御整流素子は一般的なスイッチに比べ長寿命が保証されるため回路の寿命を延長することができる。また、ダイオードとシリコーン制御整流素子の価格は殆ど差がないため、別途のスイッチを使用する場合より回路の製作コストを減らすことができる。

【0065】

回路が角状態である場合、即ち、シリコーン制御整流素子ＳＤ３１がターンオンされる場合、突入電流は突入電流制限部３２０に流入される。突入電流制限部３２０内に抵抗Ｒが存在するため、シリコーン制御整流素子ＳＤ３１がターンオフされている場合より力率保証回路内の全体内部抵抗値が増加する。よって、内部抵抗の大きさが増加するためＶ＝ＩＲ（Ｖ：電圧、Ｉ：電流、Ｒ：抵抗）というオームの法則によると電流の大きさが減り、突入電流が制限される。

【0066】

回路が正常状態である場合、即ち、シリコーン制御整流素子ＳＤ３１がターンオフされる場合には突入電流制限部３２０に電流が流入されない。よって、図１乃至図６の実施例とは異なって正常状態で突入電流制御部３２０による電力損失が発生しない。また、本実施例による場合、回路が正常状態で動作していたのに外部的要因によって過電流が流れるようになった状況では整流素子ＳＤ３１を更にターンオフして回路を保護する。

【0067】

交流ノイズ除去部３３０はキャパシタ（Ｃ３１）を含む。キャパシタの一端には交流電圧生成部３１０の一端で生成される交流電圧が印加され、他端は交流電圧生成部３１０の他端に連結される。交流ノイズ除去部３３０は交流のノイズを除去する。

【0068】

整流部３４０は複数のダイオードと複数のスイッチを含む。図７の実施例では４つのダイオードと２つのスイッチを含む。複数のスイッチと複数のスイッチの一端に連結される複数の上側ダイオードは、シリコーン制御整流素子に代替されてもよい。

【0069】

スイッチとダイオードを使用する場合よりシリコーン制御整流素子を使用する場合、上述したように一般的なスイッチとダイオードを使用する場合より回路を小型化することができ、相対的に長寿命を保証することができる。また、ダイオードとシリコーン制御整流素子の価格に殆ど差がないため、別途のスイッチを使用する場合より回路の製作コストを減らすことができる。

【0070】

２つのダイオードＤ３３，Ｄ３４と２つのシリコーン制御整流素子ＳＤ３２，ＳＤ３３はブリッジ連結される。２つのダイオードのうち左側ダイオードＤ３３の一端は交流ノイズ除去部３３０のキャパシタＣ３１の一端に連結され、他端は接地される。２つのダイオードのうち右側ダイオードＤ３４の一端は交流ノイズ除去部３３０のキャパシタＣ３１の他端に連結され、他端は接地される。２つのシリコーン制御整流素子のうち左側のシリコーン制御整流素子ＳＤ３２の一端は突入電流制限部３２０の抵抗Ｒの他端に連結され、他端は左側のダイオードＤ３３の一端に連結される。２つのシリコーン制御整流素子のうち右側のシリコーン制御整流素子ＳＤ３３の一端は突入電流制限部３２０の抵抗Ｒの他端に連結され、他端は右側のダイオードＤ３４の一端に連結される。

【0071】

過度状態である場合、即ち、２つのシリコーン制御整流素子ＳＤ３２，ＳＤ３３がターンオフされる場合、整流部３４０に電流が流入されずに突入電流制限部３２０で力率補償部３５０に直接流入される。２つのシリコーン制御整流素子ＳＤ３２，ＳＤ３３がターンオンされる場合、整流部３４０に電流が流入される。

【0072】

整流部３４０はノイズが除去された交流電圧を全て同じ極性を有するように整流し、整流された電圧を生成する。

【0073】

力率補償部３５０はインダクタＬ１３、ＭＯＳＦＥＴスイッチＳＷ３、ダイオードＤ３５を含む。インダクタＬ３の一端は整流部２４０の右側のシリコーン制御整流素子の一端に連結される。ＭＯＳＦＥＴスイッチＳＷ３の一端はインダクタＬ３の他端に連結され、他端は接地される。ダイオードＤ３５の一端はインダクタＬ３の他端に連結される。力率補償部３５０は、詳しくはブーストコンバータであってもよい。ブーストコンバータは、整流された電圧の大きさを一定に維持しながら電流の位相を電圧の位相と同じくするためにスイッチングを繰り返す。即ち、電流が一定時間流れるようにしてから一定時間遮断する方法を介して電流の流れを調整する。このような動作を介し、電圧の位相と同じく電流の位相を作って力率を補償する。

【0074】

平滑部３６０は一つのキャパシタＣ３２を含む。特に、キャパシタＣ３２は電解コンデンサであってもよい。キャパシタＣ３２の一端はダイオードＤ３５の他端に連結され、他端は接地される。一実施例において、平滑部３６０は複数のキャパシタを含む。複数のキャパシタそれぞれの一端はダイオードＤ３５の他端に連結され、他端は接地される。平滑部３６０は力率補償された電圧からリップルを除去して直流電圧を生成する。

【0075】

図９は、本発明のまた他の実施例による力率補償回路の動作を示すフローチャートである。

【0076】

交流電圧生成部３１０は交流電圧を生成する（Ｓ３０１）。

【0077】

電流制御信号生成部３９０は、力率補償回路３００が過度状態であるのかを判断する（Ｓ３０３）。力率補償回路３００が正常状態に達した場合、突入電流が発生する恐れがないためである。

【0078】

特に、正常状態可否は図６の実施例のように交流電圧が印加された後から経過した時間で判断する。力率補償回路３００は交流電圧が印加されてから数秒以内に正常状態に達するため、正常状態の基準時間は２秒乃至３秒であってもよい。但し、このような方法を使用して正常状態を判断する場合、正常状態可否を精密に判断することができない。

【0079】

力率補償回路が正常状態であるのか否かに対する精密な判断のために、力率補償回路の正常状態可否を平滑部３６０内のキャパシタＣ３２の一端に印加される電圧値に基づいて判断する。特に、キャパシタＣ３２に電荷が充電されてキャパシタＣ３２の一端に印加される電圧値が基準電圧以上であるのか否かで正常状態可否を判断する。キャパシタＣ３２に一定量以上の電荷が充電されると突入電流が発生しないためである。基準電圧値は交流電圧生成部３１０が生成する交流電圧の実効値（Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ，ＲＭＳ）の

【数1】

倍であってもよい。

【0080】

力率補償回路３００が過度状態であれば、電流制御信号生成部３９０は制御信号を生成して突入電流制限部３２０に電流を流入する（Ｓ３０５）。即ち、電流制御信号生成部３９０は制御信号を生成して突入電流制限部３２０内のスイッチをターンオンし、整流部３４０内のスイッチをターンオフする。突入電流制限部３２０が連結されたため、突入電流は突入電流制限３２０に流入されて制限される。

【0081】

力率補償回路３００が正常状態であれば、電流制御信号生成部３９０は突入電流制限部３２０に電流の流入を中断する（Ｓ３０７）。即ち、電流制御信号生成部３９０は制御信号を生成して突入電流制限部３２０内のスイッチをターンオフし、整流部３４０内のスイッチをターンオンする。

【0082】

力率補償回路３００が正常状態であれば、交流ノイズ除去部３３０は交流のノイズを除去する（Ｓ３０９）。

【0083】

力率補償回路３００が正常状態であれば、整流部３４０はノイズが除去された交流電圧を整流して整流された電圧を生成する（Ｓ３１１）。

【0084】

力率補償部３５０は力率を補償された電圧を生成する（Ｓ３１３）。

【0085】

平滑部３６０は力率補償された電圧を平滑化する（Ｓ３１５）。

【0086】

以上、実施例で説明された特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施例に含まれるが、必ずしも一つの実施例にのみ限定されることはない。なお、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは実施例が属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組換え又は変形されて実施可能である。よって、このような組換えと変形に関する内容は本発明の範囲に含まれるものとして解析されるべきである。

【0087】

これまで実施例を中心に説明したが、これは単なる例示に過ぎないものであって本発明を限定するものでなく、本発明の属する分野の通常の知識を有する者であれば本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲で上記に例示されていない多様な変形と応用が可能であることを理解できるはずである。例えば、実施例に具体的に示した各の構成要素は変形して実施してもよい。そして、このような変形と応用に関する差は、添付した特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解析されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】