特許6225602IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

軽負荷時にスイッチング周波数の最大周波数制限が加わった状態でも、入力電圧の位相角が小さい領域における力率の低下を招来することのないスイッチング電源装置

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

ところで前述したスイッチング制御においては、図8に示すように負荷が軽くなるに従ってスイッチング周波数Fcが高くなる。そしてスイッチング周波数Fcが前記スイッチング素子Qの動作周波数を超えると、そのスイッチング損失が増大する。これ故、例えば特許文献2に紹介されるように、前記スイッチング周波数Fcの最大周波数Fmaxを制限する制御が実行される。具体的にはスイッチング素子Qのターンオン・タイミングを一定時間遅らせることで前記スイッチング周波数Fcを最大周波数以下に制限し、これによって力率の低下を防止する制御が実行される。 しかしながら前記スイッチング周波数Fcの最大周波数の制限による力率改善制御には次のような問題がある。即ち、前述したスイッチング素子Qに対するオン・オフ制御においては、入力電圧Vinの位相角に応じてインダクタ電流の大きさを制御するので、位相角が小さい程、インダクタ電流が小さくなる。特に軽負荷時に前述したスイッチング周波数の最大周波数制限が加わると、入力電圧Vinの位相角の小さい領域においてインダクタ電流が流れ難くなり、入力電流波形に歪が発生する。するとこの電流波形の歪に起因して位相角の小さい領域での力率が低下すると言う、新たな問題が発生する。 本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、軽負荷時にスイッチング周波数の最大周波数制限が加わった状態においても、入力電圧の位相角が小さい領域における力率の低下を招来することのないスイッチング電源装置を提供することにある。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

上述した目的を達成するべく本発明に係るスイッチング電源装置は、入力交流電圧を整流する整流回路に接続されたインダクタと、オン時に前記整流回路との間で前記インダクタを介する電流路を形成するスイッチング素子と、このスイッチング素子のオフ時に前記インダクタと出力コンデンサとの間で電流路を形成して該出力コンデンサに所定の出力直流電圧を得るダイオードと、前記スイッチング素子をオン・オフ駆動して前記インダ・・・ 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】
構成のスイッチング電源装置によれば、負荷状態が軽負荷であるとき、スイッチング素子のターンオン・タイミングを遅らせると共に、この状態を入力電圧の周期毎に保つので、該入力電圧の位相角に拘わることなく該入力電圧が変化する周期に亘って前記スイッチング素子のオフ期間を一定に保つことができる。従って軽負荷時に前記スイッチング素子のスイッチング周波数に最大周波数制限が加えられて該スイッチング周波数が抑えられた状態においても、入力電圧の位相角に対して入力電流の位相角を揃えることが可能となり、入力電流の歪を抑えて力率の低下を防止することが可能となる。 しかも負荷状態を検出し、また入力電圧の周期を検出して上述したターンオン・タイミングの遅延制御を実行するだけなので、簡易にして効果的に軽負荷時における力率低下を抑制(防止)することができ、その実用的利点が多大である。

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】本発明の一スイッチング電源装置の概略構成図。

【図2】図1に示すスイッチング電源装置における交流周期検出回路の構成例を示す図。

【図3】図2に示す交流周期検出回路の動作を説明する為の信号波形図。

【図4】図1に示すスイッチング電源装置における周波数低減回路の構成例を示す図。

【図5】図4に示す周波数低減回路の動作を説明する為の信号波形図。

【図6】従来のスイッチング電源装置の一例を示す概略構成図。

【図7】入力電圧の変化に応じてスイッチング制御されてリアクトルに流れる入力電流を示す図。

【図8】負荷とスイッチング周波数との関係を示す図。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

Q スイッチング素子   L インダクタ   D ダイオード   CONT 制御回路(制御IC)   11 誤差検出器   12 比較器(過電圧検出)   13 比較器(過電流検出)   14 比較器(零電流検出)   15 比較器(PWM変調)   16 発振器   18 フリップフロップ回路   20 周波数低減回路   21a,21b 比較器(負荷状態検出)   21c ノア回路   21d インバータ   21e, 21f アンド回路   22a,22b,22c フリップフロップ回路(負荷状態保持)   23 遅延制御回路   24a,24b,24c アンド回路   25a,25b トグルフリップフロップ   26a 1ショット回路   26b ディレイ回路   28a,28b アンド回路   29 オア回路   30 交流周期検出回路   31 1ショット回路   32 スイッチ素子   33 コンデンサ   34 比較器

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