特許6038190IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

この発明は、力率改善(PFC:Power Factor Correction)機能を備えて交流電力を直流電力に昇降圧変換する電力変換装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかし、の特許文献1の装置では、力率改善動作を行うPFC回路と、降圧動作を行う降圧回路とを別々に構成した2段のコンバータを備えている。そのため、全体的に部品点数が増加して高コストであるといった問題点があった。また、コンバータを2段持つために効率が低下するという問題点があった。 また、の特許文献2の装置では、力率改善動作を1段の昇降圧コンバータで実現しているが、PFC制御を行うための最適かつ具体的な目標リアクトル電流の演算に関しては何ら開示されていない。 この発明は、の課題を解決するためになされたものであり、昇圧制御時、降圧制御時、及び昇降圧制御時に対応して目標とするリアクトル電流の演算方法を変更してリアクトル電流を制御することで入力電流波形を入力電圧波形に近づけるようにして高力率を達成する電力変換装置を提供する。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

この発明に係る電力変換装置は、電源主回路部と電源制御部とからなり、 電源主回路部は、交流電源の交流電圧を全波整流する全波整流回路と、第1及び第2スイッチング素子並びにリアクトルを有して全波整流回路によって得られた入力電圧を目標とする出力電圧に変換するHブリッジ型昇降圧コンバータと、全波整流回路で全波整流された後の入力電圧、Hブリッジ型昇降圧コンバータで電圧変換された後の出・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
この発明によれば、Hブリッジ型昇降圧コンバータを用いた場合、昇圧制御時、降圧制御時、又は昇降圧制御時に対応してそれぞれ個別に力率改善制御を行うための目標リアクトル電流iL*の演算を行い、リアクトル電流iLが目標リアクトル電流iL*に一致するように電流制御を行うようにしたので、入力電流波形を入力電圧波形により近づけることができ、高い力率改善効果を得ることができる。また、1段のコンバータで所望の出力を得ることができるため、低コストで高効率を実現することが可能となる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】この発明の実施の形態1による電力変換装置の電源主回路部を示す回路ブロック図である。

【図2】この発明の実施の形態1による電力変換装置の電源制御部を示す回路ブロック図である。

【図3】この発明の実施の形態1における入出力電圧に対する昇圧制御及び降圧制御の動作モードの説明図である。

【図4】この発明の実施の形態1によるピーク電流制御方式の説明図である。

【図5】この発明の実施の形態1の電源制御部の制御内容を示すフローチャートである。

【図6】この発明の実施の形態1によるヒステリシスコンパレータ制御方式の説明図である。

【図7】この発明の実施の形態1によるウインドウコンパレータ制御方式の説明図である。

【図8】この発明の実施の形態2による電力変換装置の電源制御部の構成を示す回路ブロック図である。

【図9】ピーク電流制御方式においてスイッチング周波数に制限を設けない場合の入力電圧|vac|が0付近の目標ピーク電流iref*とリアクトル電流iLを示す説明図である。

【図10】この発明の実施の形態2による電力変換装置のピーク電流制御方式(スイッチング周波数に上限を設ける)の説明図である。

【図11】この発明の実施の形態3による電力変換装置の電源制御部を示す回路ブロック図である。

【図12】ピーク電流制御方式において昇降圧時のいずれの制御モードにおいてもスイッチング素子のスイッチング周波数を固定した場合に生じるスイッチング不連続期間の説明図である。

【図13】この発明の実施の形態3における電力変換装置のピーク電流制御方式(スイッチング周波数を昇圧制御と降圧制御で切り替える)の説明図である。

【図14】スイッチング周波数を固定したときの入力電流シミュレーション波形図である。

【図15】この発明の実施の形態3のピーク電流制御方式(スイッチング周波数を昇圧制御時は可変し、降圧制御時は150kHz一定とした場合)に基づく力率変化を表す説明図である。

【図16】この発明の実施の形態3のピーク電流制御方式(スイッチング周波数を昇圧制御時は100kHz、降圧制御時は150kHzとした場合)に基づく入力電流シミュレーション波形図である。

【図17】この発明の実施の形態4による電力変換装置の電源主回路部を示す回路ブロック図である。

【図18】この発明の実施の形態4による電力変換装置の電源制御部を示す回路ブロック図である。

【図19】この発明の実施の形態5による電力変換装置の電源主回路部を示す回路ブロック図である。

【図20】この発明の実施の形態5による電力変換装置の電源制御部を示す回路ブロック図である。

【図21】昇圧制御時及び降圧制御時におけるリアクトル電流iLの説明図である。

【図22】この発明の実施の形態5における電源制御部の比較部の制御動作判定を示す図である。

【図23】この発明の実施の形態5における電力変換装置の電源制御部の制御内容を示すフローチャートである。

【図24】この発明の実施の形態6における電力変換装置の電源制御部の構成を示す回路ブロック図である。

【図25】この発明の実施の形態6における電力変換装置のリアクトル電流のピーク電流制御方式の説明図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

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