特許6053706IP 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に関するものである。

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

ここで、前記特許文献1のようなコンバータ回路では、入出力電圧を電源制御部に入力し、電源制御部は入出力電圧の関係に応じて昇圧制御、降圧制御、昇降圧制御から適した制御方法を判断して、適切なスイッチングパターンで主回路のスイッチング素子のオンオフを行う。これら入出力電圧信号を入力する際に、電源制御部における誤動作を防ぐために、主回路で発生するスイッチング素子等によるノイズを除去する必要があり、入出力電圧信号をローパスフィルタを通して電源制御部に入力するのが一般的である。
しかしながら、入出力電圧をローパスフィルタを通して検出することにより、検出した入出力電圧は実際の入出力電圧より位相が遅れる。ここで、入力電圧と出力電圧の比較により昇圧制御、降圧制御、昇降圧制御の制御モードを決定しており、特に検出した入力電圧が実際の入力電圧より遅れることで、電源制御部の制御モードを切り替える指令電圧よりも遅れたタイミングで制御モードの切替が行われる。その結果、入力電流に歪みが発生し、力率の低下及び高調波ノイズが発生する。 この発明は、前記の課題を解決するためになされたものであり、入力電圧を電源制御部に入力する際に、フィルタを設けた場合に生じる、実際の入力電圧に対する検出入力電圧の遅れを考慮して、最適なタイミングで制御モードの切替を行い、入力電流の高調波を抑制し、力率を向上することを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

この発明は、電源主回路部と電源制御部とからなり、 前記電源主回路部は、交流電圧を全波整流する全波整流回路と、前記全波整流回路で全波整流された後の入力電圧をフィルタを通して検出する入力電圧検出部と、スイッチング素子及びリアクトルを有して前記全波整流回路によって得られた前記入力電圧を目標とする出力電圧に変換する昇降圧コンバータと、前記昇降圧コンバータで電圧変換された後の出力電圧を検出する出力・・・ 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、昇降圧コンバータを制御するモードとして昇圧制御、降圧制御、昇降圧制御のうちのいずれか二つの制御モード間を切り替えるタイミングを、入力電圧検出部により検出した入力電圧検出値と、制御モードを切り替える電圧指令値である制御切替指令電圧をフィルタを通して検出した入力電圧検出値の検出遅れに基づいて補正した値とを比較して決定するようにしたので、制御モード切替時の入力電流歪みを抑制することができ、電力変換装置の力率を向上させることができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

知財ポータルサイト IP Force にログインして確認する (無料)

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による入出力電圧に対する昇圧制御、降圧制御、昇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】実入力電圧波形とフィルタを設けた場合の入力電圧検出波形の概略図及び電圧変換装置の力率が低下する原因を示す概略図である。

【図6】この発明の実施の形態1による入力電圧波形の傾きを判断するための概略図である。

【図7】この発明の実施の形態1による入力電圧レベルの変化に応じた制御切替指令電圧補正値の変化を示した概略図である。

【図8】この発明の実施の形態1による入力電圧レベルの変化に応じた制御切替指令電圧補正値の変化を示した概略図である。

【図9】この発明の実施の形態1による目標とする出力電圧レベルの変化に応じた制御切替指令電圧補正値の変化を示した概略図である。

【図10】この発明の実施の形態1による目標とする出力電圧レベルの変化に応じた制御切替指令電圧補正値の変化を示した概略図である。

【図11】この発明の実施の形態1による入力電圧の周波数の変化に応じた制御切替指令電圧補正値の変化を示した概略図である。

【図12】この発明の実施の形態1による入力電圧の周波数の変化に応じた制御切替指令電圧補正値の変化を示した概略図である。

【図13】この発明の実施の形態1による電源制御部の演算処理を示すフローチャートである。

【図14】この発明の実施の形態1による電源制御部の演算処理を示すフローチャートである。

【図15】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16】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17】この発明の実施の形態2による制御切替指令電圧とその補正値の関係を近似式で表した図である。

【図18】この発明の実施の形態3による電源制御部の演算処理を示すフローチャートである。

【図19】この発明の実施の形態3による電源制御部の演算処理を示すフローチャートである。

【図20】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21】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22】この発明の実施の形態5によ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

1 電源主回路部、2 電源制御部、3 交流電源、4 全波整流回路、   5 昇降圧コンバータ、6 リアクトル電流検出部、7 入力電圧検出部、   8 出力電圧検出部、9 負荷、10 LED電流検出部、20 初期設定部、   21 制御切替指令電圧補正値決定部、22 比較部、23,26c セレクタ、   24a,24b,24d 目標ピーク電流演算部、   25a,25b,25d スイッチ信号生成部、   26a,26b,26d スイッチ制御部。

全ての図面はログインすると無料で閲覧できます。ログイン・ユーザー登録

[広告欄]

ログインすれば広告は減ります

ログインすれば広告は減ります