特開 2024-8914 サージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣ及びトーテムポールＰＦＣに用いるサージ保護方法

(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】P2024008914

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】サージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣ及びトーテムポールＰＦＣに用いるサージ保護方法

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/12 20060101AFI20240112BHJP

【ＦＩ】

H02M7/12 H

H02M7/12 Q

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023111959

(22)【出願日】2023-07-07

(31)【優先権主張番号】22183677

(32)【優先日】2022-07-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】511176654

【氏名又は名称】デルタ エレクトロニクス （タイランド） パブリック カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｄｅｌｔａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ （Ｔｈａｉｌａｎｄ） Ｐｕｂｌｉｃ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】９０９ Ｓｏｉ ９， Ｍｏｏ ４， Ｂａｎｇｐｏｏ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｓｔａｔｅ （Ｅ．Ｐ．Ｚ．）， Ｐａｔｔａｎａ １ Ｒｏａｄ， Ｔａｍｂｏｎ Ｐｒａｋａｓａ， Ａｍｐｈｕｒ Ｍｕａｎｇ， Ｓａｍｕｔｐｒａｋａｒｎ １０２８０， Ｔｈａｉｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ロベルト・ポールマン

【テーマコード（参考）】

5H006

【Ｆターム（参考）】

5H006AA02

5H006CA02

5H006CA07

5H006CB02

5H006CB08

5H006DB01

5H006DC02

5H006FA02

(57)【要約】

【課題】本発明は、サージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣに関する。
【解決手段】トーテムポールＰＦＣは、少なくとも２つのバイパスダイオードを備えた少なくとも１つのバイパスダイオード分岐と、少なくとも２つのスイッチを備えた少なくとも１つのスイッチ分岐と、少なくとも２つのスイッチを備えた少なくとも１つの極性変換器分岐と、スイッチ分岐を入力電圧源と接続する入力ブリッジと、入力ブリッジをバイパスダイオード分岐のバイパスダイオードと並列に接続する少なくとも１つのバイパス分岐と、を含む。サージ保護回路は、バイパスダイオード分岐の少なくとも１つのバイパスダイオードを流れる電流を検出するように構成される少なくとも１つの電流センサと、検出された電流値を電流センサから受信し、検出された電流値に少なくとも基づいてトーテムポールＰＦＣの少なくとも１つのスイッチを切り替える制御ユニットと、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

サージ保護回路を備えたトーテムポール力率改善回路（ＰＦＣ）であって、
少なくとも２つのバイパスダイオードを備えた少なくとも１つのバイパスダイオード分岐と、
少なくとも２つのスイッチを備えた少なくとも１つのスイッチ分岐と、
少なくとも２つのスイッチを備えた少なくとも１つの極性変換器分岐と、
前記スイッチ分岐を入力電圧源と接続する入力ブリッジと、
前記入力ブリッジを前記バイパスダイオード分岐のバイパスダイオードと並列に接続する少なくとも１つのバイパス分岐と、を含み、
前記サージ保護回路は、
前記バイパスダイオード分岐の少なくとも１つのバイパスダイオードを流れる電流を検出するように構成される少なくとも１つの電流センサと、
検出された電流値を前記少なくとも１つの電流センサから受信し、前記検出された電流値に少なくとも基づいて前記トーテムポールＰＦＣの少なくとも１つのスイッチを切り替える制御ユニットと、を含む、トーテムポールＰＦＣ。

【請求項2】

前記制御ユニットは、
前記検出された電流値を所定の保護電流値と比較するためのコンパレータと、
前記トーテムポールＰＦＣの前記少なくとも１つのスイッチをスイッチオフするためのラッチと、
前記トーテムポールＰＦＣを制御するための信号処理ユニットと、
を含む、請求項１に記載のトーテムポールＰＦＣ。

【請求項3】

前記信号処理ユニットは、さらに、前記トーテムポールＰＦＣがスイッチオンされた後、前記検出された電流値と所定の持続時間とに基づいて前記トーテムポールＰＦＣの前記少なくとも１つのスイッチを切り替えることに用いられる、請求項２に記載のトーテムポールＰＦＣ。

【請求項4】

前記検出された電流値が前記所定の保護電流値以上である場合、前記コンパレータは、前記ラッチにラッチ信号を入力し、前記ラッチは、前記ラッチ信号に基づいて、前記スイッチ分岐と前記極性変換器分岐の前記少なくとも１つのスイッチをスイッチオフすることに用いられる、請求項３に記載のトーテムポールＰＦＣ。

【請求項5】

前記検出された電流値が前記所定の保護電流値以上である場合、前記信号処理ユニットは、前記スイッチ分岐と前記極性変換器分岐のすべての前記スイッチを前記所定の持続時間オフ状態に維持させる、請求項３に記載のトーテムポールＰＦＣ。

【請求項6】

前記信号処理ユニットは、さらに、前記検出された電流値が前記所定の保護電流値以下でありかつ前記所定の持続時間が経過した場合、ラッチリセット入力を前記ラッチに提供することに用いられる、請求項４に記載のトーテムポールＰＦＣ。

【請求項7】

前記サージ保護回路は、さらに、前記検出された電流値が前記所定の保護電流値以上である場合、電流が前記バイパスダイオード分岐を流れないようにすることに用いられる、請求項２に記載のトーテムポールＰＦＣ。

【請求項8】

前記サージ保護回路は、さらに、前記トーテムポールＰＦＣの起動中、充電操作中又はサージ電圧の導入中にのみ、電流が前記少なくとも１つのバイパス分岐を流れるようにすることに用いられる、請求項１に記載のトーテムポールＰＦＣ。

【請求項9】

前記少なくとも１つのバイパスダイオード分岐は前記少なくとも１つのスイッチ分岐と並列に接続している、請求項１に記載のトーテムポールＰＦＣ。

【請求項10】

前記少なくとも１つの電流センサは、前記バイパス分岐と前記バイパスダイオード分岐との複数の接続点の間に配置される、請求項１に記載のトーテムポールＰＦＣ。

【請求項11】

前記少なくとも１つの電流センサはそれぞれ、前記バイパス分岐と前記バイパスダイオード分岐との接続点と、前記バイパスダイオード分岐と前記スイッチ分岐との接続点との間のノードに配置される、請求項１０に記載のトーテムポールＰＦＣ。

【請求項12】

前記少なくとも１つの電流センサはそれぞれ、前記バイパス分岐と前記入力ブリッジとの接続点と、前記バイパス分岐と前記バイパスダイオード分岐との接続点との間の前記バイパス分岐のノードに配置される、請求項１０に記載のトーテムポールＰＦＣ。

【請求項13】

前記少なくとも１つの電流センサは複数の電流センサであり、前記複数の電流センサが配置され、且つ前記バイパスダイオード分岐の各バイパスダイオードは前記複数の電流センサのうちの少なくとも１つと直列に接続している、請求項１０に記載のトーテムポールＰＦＣ。

【請求項14】

所定の保護電流値が前記トーテムポールＰＦＣの起動電流値以上である、請求項１に記載のトーテムポールＰＦＣ。

【請求項15】

トーテムポールＰＦＣに用いるサージ保護方法であって、前記トーテムポールＰＦＣは、少なくとも２つのバイパスダイオードを備えた少なくとも１つのバイパスダイオード分岐と、少なくとも２つのスイッチを備えた少なくとも１つのスイッチ分岐と、少なくとも２つのスイッチを備えた少なくとも１つの極性変換器分岐と、前記スイッチ分岐を入力電圧源と接続する入力ブリッジと、前記入力ブリッジを前記バイパスダイオード分岐のバイパスダイオードと並列に接続する少なくとも１つのバイパス分岐と、を含み、前記サージ保護方法は、
少なくとも１つの電流センサによって前記バイパスダイオード分岐の少なくとも１つのバイパスダイオードを流れる電流を検出するステップと、
検出された電流値を所定の保護電流値と比較するステップと、
前記検出された電流値が前記所定の保護電流値以上である場合、前記トーテムポールＰＦＣの少なくとも１つのスイッチをオフ状態に切り替えるステップと、を含む、サージ保護方法。

【請求項16】

ラッチを用いて切り替えられた状態を所定のラッチ持続時間保持するステップと、前記所定のラッチ持続時間後に前記ラッチをリセットするステップと、をさらに含む、請求項１５に記載のサージ保護方法。

【請求項17】

前記検出された電流値が前記所定の保護電流値以上である場合、前記トーテムポールＰＦＣのすべてのスイッチは前記所定のラッチ持続時間オフ状態に切り替えられる、請求項１６に記載のサージ保護方法。

【請求項18】

前記所定のラッチ持続時間が経過した後、且つ前記検出された電流値が前記所定の保護電流値以下である場合、前記ラッチをリセットする、請求項１６に記載のサージ保護方法。

【請求項19】

前記トーテムポールＰＦＣがシャットオンされた後、前記少なくとも１つのスイッチを前記切り替えられた状態に切り替える前に、所定の持続時間待機するステップ、をさらに含む、請求項１５に記載のサージ保護方法。

【請求項20】

前記検出された電流値が前記所定の保護電流値以上である場合、電流が前記少なくとも１つのバイパス分岐を流れるようにするステップ、をさらに含む、請求項１５に記載のサージ保護方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣ（ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ、力率改善回路）及びトーテムポールＰＦＣに用いるサージ保護方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばＵＳ ２０１２／０２９４０５３Ａ１又はＵＳ ２０２０／０１６１９６２Ａ１から知られている従来のＰＦＣ電力変換器は、一般的に、電力高調波による電力網の干渉の低減及び電力網のノイズの低減のために用いられる。特に、ＰＦＣの初期製品テスト中及びその使用中に、入力電圧源（例えば電力網）から供給される電圧は、サージ電圧を生成する傾向がある。このような場合、これらのサージ電圧及びその誘導電流に起因する破壊からデバイスを保護するために、サージ保護回路が一般的に使用されている。しかしながら、従来のサージ保護回路では、トーテムポールＰＦＣを適切かつ確実に保護できるものがない。特に、従来のサージ保護回路は、極性変換器を備えるトーテムポールＰＦＣに適したサージ保護を提供していない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の１つの目的は、サージ電圧に適切、確実かつ迅速に反応するとともにトーテムポールＰＦＣを保護できる、サージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣを提供することにある。また、本発明の１つの目的は、トーテムポールＰＦＣをサージ電圧から適切、確実かつ迅速に保護できる、トーテムポールＰＦＣに用いるサージ保護方法を提供することにある。

【0004】

当該目的の解決手段は独立請求項の発明特定事項によって解決される。従属請求項は本発明の有利な実施例を含む。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、サージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣに関する。ここで、トーテムポールＰＦＣは、少なくとも２つのバイパスダイオードを備えた少なくとも１つのバイパスダイオード分岐と、少なくとも２つのスイッチを備えた少なくとも１つのスイッチ分岐と、少なくとも２つのスイッチを備えた少なくとも１つの極性変換器分岐と、スイッチ分岐を入力電圧源と接続する入力ブリッジと、を含む。また、トーテムポールＰＦＣは、入力ブリッジをバイパスダイオード分岐のバイパスダイオードと並列に接続する少なくとも１つのバイパス分岐を含む。サージ保護回路は、バイパスダイオード分岐の少なくとも１つのバイパスダイオードを流れる電流を検出するように構成された少なくとも１つの電流センサを含む。サージ保護回路は、検出された電流値を電流センサから受信し、検出された電流値に少なくとも基づいてトーテムポールＰＦＣの少なくとも１つのスイッチを切り替えるように構成された制御ユニットをさらに含む。

【0006】

サージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣは、電流センサがバイパスダイオード分岐の少なくとも１つのバイパスダイオードを流れる電流を検出することによってサージ電圧を適切に検出できるという利点がある。

【0007】

好ましくは、当該少なくとも１つの電流センサは電流変換器、好ましくはホール効果センサ、さらに好ましくは磁気抵抗（ｍａｇｎｅｔｏ ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ、ＡＭＲ）センサである。それに加えて、またはその代わりに、少なくとも１つの電流センサは、好ましくはシャント抵抗器（電流検出用抵抗器）である。

【0008】

好ましくは、電流は、ＰＦＣデバイスの初期起動中とその直後、及び入力電圧源がサージ電圧を入力するときにのみ、バイパスダイオード分岐を流れる。したがって、本発明は、バイパスダイオード分岐を流れる電流を検出することにより、サージ電圧の発生を迅速かつ確実に検出する。

【0009】

好ましくは、用語「初期起動」は、特に初めて及び／又は完全に遮断された後に、デバイスの電源を入れた状態を指す。

【0010】

サージ保護回路は、サージ電圧を有利に検出し、サージ電圧から保護することに加えて、好ましくは、ＰＬＤ（ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ、電力線干渉）を検出し、それに応じてこれらから保護することができる。

【0011】

好ましくは、トーテムポールＰＦＣは、特にその出力側において、トーテムポールＰＦＣの起動中に充電されるコンデンサを含む。好ましくは、電流は、サージ電圧が存在しない場合、コンデンサ充電中にのみバイパスダイオード分岐を流れる。言い換えると、コンデンサは完全に充電されると、トーテムポールＰＦＣの動作中に、サージ電圧が存在しない限り、バイパスダイオードを流れる電流はない。

【0012】

好ましくは、用語「電流はない」は「基本的に電流はない」ことを意味する。言い換えると、例えば電磁干渉に起因する小さな誘導電流は、必ずしも「電流はない」という用語によって除外されるわけではない。また、例えば、「電流はない」は、好ましくは「意図的な電流はない」ことを意味し、すなわち、トーテムポールＰＦＣ及びサージ保護回路は、例えば電流を供給するデバイスの明示的な切り替えを介して、「電流はない」という用語が指す時間及び／又は位置に流れる意図的な電流がない、ように設計されている。

【0013】

好ましくは、電流センサはバイパス分岐に配置される。さらに好ましくは、電流センサは、特に、バイパス分岐と入力ブリッジとの接続点と、バイパス分岐とバイパスダイオード分岐との接続点との間のバイパス分岐のノードに配置される。

【0014】

好ましくは、サージ保護回路は複数の電流センサを含む。ここで、バイパスダイオード分岐の各バイパスダイオードはこれらの電流センサの少なくとも１つと直列に接続される。好ましくは、１つ又は複数のバイパスダイオード分岐の各バイパスダイオードは複数の電流センサのうちの少なくとも１つの電流センサに接続される。

【0015】

有利なことに、少なくとも１つのバイパスダイオード分岐は少なくとも１つのスイッチ分岐と並列に接続される。ここで、１つ又は複数の電流センサはそれぞれ、バイパスダイオード分岐とバイパス分岐との接続点と、バイパスダイオード分岐とスイッチ分岐との接続点との間のノードに配置される。

【0016】

さらに好ましくは、第１の電流センサは、バイパスダイオード分岐とバイパス分岐との接続点と、バイパスダイオード分岐とスイッチ分岐の少なくとも１つのハイサイドスイッチとの接続点との間のノードに配置される。さらに好ましくは、第２の電流センサは、バイパスダイオード分岐とバイパス分岐との接続点と、バイパスダイオード分岐とスイッチ分岐のローサイドスイッチとの接続点との間のノードに配置される。

【0017】

有利なことに、トーテムポールＰＦＣは、１つ又は複数の上記したスイッチ分岐と１つの極性変換器分岐を含む。複数のスイッチ分岐の場合、バイパスダイオード分岐に最も近いスイッチ分岐は、第１のスイッチ分岐と呼ばれてもよい。当該第１のスイッチ分岐がバイパスダイオード分岐との直接接続点を有する。１つ又は複数の他のスイッチ分岐は、第２又はそれ以上のスイッチ分岐と呼ばれてもよく、第１のスイッチ分岐との直接接続点を有すると同時に、好ましくは１つ又は複数又はいずれかのバイパスダイオード分岐との直接接続点を有しない。

【0018】

好ましくは、トーテムポールＰＦＣは複数の電流センサを含む場合、少なくとも１つの電流センサは、バイパスダイオード分岐とバイパス分岐との接続点と、第１のスイッチ分岐の接続点とを接続する各ノード、すなわち、バイパスダイオード分岐と第１のスイッチ分岐との間のハイサイドノードとローサイドノードとの少なくとも１つに配置される。これらの電流センサは、好ましくは、バイパス分岐に配置される少なくとも１つの電流センサに加えて、または代替的に配置される。

【0019】

１つの有利な実施例では、トーテムポールＰＦＣは、ちょうど１つのバイパスダイオード分岐を含む。

【0020】

好ましくは、トーテムポールＰＦＣは、１つ又は複数、好ましくは２つ又はそれ以上、好ましくは３つ又はそれ以上、さらに好ましくは４つ又はそれ以上のスイッチ分岐を含む。好ましくは、トーテムポールＰＦＣは、ちょうど１つの又はちょうど２つの又はちょうど３つのスイッチ分岐を含む。さらに好ましくは、各スイッチ分岐はちょうど２つのスイッチを含む。

【0021】

さらに好ましくは、トーテムポールＰＦＣは、ちょうど１つの極性変換器分岐を含む。有利なことに、極性変換器分岐は、ちょうど２つのスイッチを含む。

【0022】

好ましくは、トーテムポールＰＦＣのいずれか又はすべてのスイッチは、特に各スイッチは逆並列ダイオードに接続される。ＭＯＳＦＥＴスイッチの例示的な例では、これらのスイッチは、好ましくは逆並列ボディダイオードである。

【0023】

好ましくは、バイパスダイオード分岐は、２つのスイッチ分岐と並列に結合される。さらに好ましくは、極性変換器分岐は、スイッチ分岐及びバイパスダイオード分岐と並列に結合される。

【0024】

有利なことに、極性変換器分岐は、特に、バイパス分岐を介して入力電圧源と追加的に並列に結合される。さらに好ましくは、トーテムポールＰＦＣは、極性変換器分岐を入力電圧源と接続する極性変換器ブリッジを含む。

【0025】

１つの実施例では、制御ユニットは、好ましくは、トーテムポールＰＦＣの少なくとも１つのスイッチをスイッチオフするためのラッチとラッチをリセットするためのラッチリセット入力とを含む。ここで、ラッチリセット入力は、特に、デジタル信号プロセッサからラッチリセット信号を受信するように構成される。デジタル信号プロセッサは、好ましくは、トーテムポールＰＦＣに、特に、トーテムポールＰＦＣのサージ保護回路に含まれる。

【0026】

好ましくは、前記ラッチは集積論理ラッチである。さらに好ましくは、ラッチはディスクリートトランジスタ／ＭＯＳＦＥＴ回路であり、特に、ダイオードフィードバックで実現される。さらに好ましくは、ラッチは集積ドライバであり、特に、ダイオードフィードバックで自己保持が実現される。

【0027】

好ましくは、ラッチはエッジトリガーフリップフロップタイプのものである。

【0028】

好ましくは、特に、各スイッチがノーマルオンスイッチであるかノーマルオフスイッチであるかに応じて、ラッチは積極的に（ＯＦＦ信号を介して）各スイッチをスイッチオフするか、または受動的に（ＯＮ信号なしで）スイッチをスイッチオフする。

【0029】

さらに好ましくは、制御ユニットは、検出された電流を所定の保護電流値と比較するためのコンパレータを含む。

【0030】

好ましくは、コンパレータは集積演算増幅器（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、ＯＰＶ）である。さらに好ましくは、コンパレータは集積コンパレータ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ、ＩＣ）である。さらに好ましくは、コンパレータは、特に、ドライバの一定の入力レベルを使用する集積ドライバである。

【0031】

好ましくは、所定の保護電流値は、ＰＦＣの起動電流値よりも高い所定の値である。例えば、トーテムポールＰＦＣの起動中に、バイパスダイオード分岐の１つ又は複数のバイパスダイオードに例えば３０Ａの電流が発生され得る。好ましくは、所定の保護電流値は、３０Ａよりも高く設定され、好ましくは３０Ａから１００Ａの間に設定される。なお、好ましくは、当該所定の保護電流値は３００Ａ未満である。

【0032】

１つの有利な実施例では、コンパレータは、制御ユニットのラッチに用いるラッチ入力信号を出力する。したがって、好ましくは、コンパレータは検出された電流が所定の保護電流値以上であると決定すると、コンパレータはラッチ入力信号を出力し、当該ラッチ入力信号は、ラッチがトーテムポールＰＦＣの少なくとも１つのスイッチを切り替えるように制御する。

【0033】

好ましくは、コンパレータはシュミットトリガー又はアナログコンパレータである。コンパレータは好ましくはシュミットトリガーである場合、その下限しきい値は、好ましくは、バイパスダイオード分岐を流れる起動電流の予定の範囲内に設定される。さらに好ましくは、その上限しきい値は、好ましくは、所定の保護電流値に設定される。したがって、コンパレータは、トーテムポールＰＦＣの起動中にラッチ入力信号を出力しない。保護回路は、起動又はＰＬＤ（電力線干渉）中にトリガーされると、制御ユニットはこの旨を認識してラッチをリセットする。ＰＦＣは続行し、その後ノーマル操作を続行することができる。

【0034】

好ましくは、制御ユニットは、検出された電流とトーテムポールＰＦＣがスイッチオンされた後の所定の持続時間とに基づいてトーテムポールＰＦＣの少なくとも１つのスイッチを切り替えるように構成される。したがって、好ましくは、サージ保護回路は、デバイスの起動に起因する少なくとも１つのダイオードを流れる電流に反応してトーテムポールＰＦＣの少なくとも１つのスイッチを切り替えることがない。

【0035】

好ましくは、制御ユニット、特に、制御ユニットのラッチは、トーテムポールＰＦＣのすべてのスイッチをスイッチオフするように構成される。特に、制御ユニットは、好ましくは、すべてのスイッチ分岐とすべての極性変換器分岐とのすべてのスイッチをスイッチオフするように構成される。

【0036】

好ましくは、各スイッチの上記ＯＦＦ切り替えは、特に、１つ又は複数のスイッチはノーマルＯＮタイプである好ましい場合、制御ユニットがアクティブなＯＦＦ信号を出力することによって実現される。代替的に、またはこれに加えて、１つ又は複数のスイッチはノーマルＯＦＦタイプである好ましい場合、制御ユニットは、ＯＮ信号を供給しないこと及び／又はＯＮ信号の出力を停止することによって各スイッチをスイッチオフするように構成される。

【0037】

本発明は、さらに、トーテムポールＰＦＣに用いるサージ保護方法に関する。ここで、トーテムポールＰＦＣは、少なくとも２つのバイパスダイオードを備えた少なくとも１つのバイパスダイオード分岐と、少なくとも２つのスイッチを備えた少なくとも１つのスイッチ分岐と、少なくとも２つのスイッチを備えた少なくとも１つの極性変換器分岐と、前記スイッチ分岐を入力電圧源と接続する入力ブリッジと、前記入力ブリッジを前記バイパスダイオード分岐のバイパスダイオードと並列に接続する少なくとも１つのバイパス分岐と、を含む。ここで、前記サージ保護方法は、以下のステップを含む。少なくとも１つの電流センサによってバイパスダイオード分岐の少なくとも１つのバイパスダイオードを流れる電流を検出及び／又は測定する。検出された電流値を所定の保護電流値と比較する。検出された電流値は保護電流値以上である場合、トーテムポールＰＦＣの少なくとも１つのスイッチを切り替えられた状態に切り替え、特に、オフ状態に切り替える。

【0038】

好ましくは、サージ保護方法は、前述した実施例のいずれか１つに係るサージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣによって実行される。特に、サージ保護方法は、好ましくは、前述した実施例のいずれか１つに係るサージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣの制御ユニットによって実行される。

【0039】

好ましくは、サージ保護方法は、切り替えられた状態、好ましくはオフ状態を、ラッチで所定のラッチ持続時間保持するステップを含む。ここで、サージ保護方法は、ラッチを所定のラッチ持続時間後にリセットするステップを含む。

【0040】

好ましくは、サージ保護方法は、検出された電流値が保護電流値以下であり、かつラッチ持続時間が経過すると、ラッチをリセットする。

【0041】

さらに好ましくは、トーテムポールＰＦＣのすべてのスイッチは、検出された電流値が保護電流値以上である場合、オフ状態に切り替えられる。

【0042】

１つの好ましい実施例では、当該方法は、トーテムポールＰＦＣがシャットオンされた後、少なくとも１つのスイッチをオフ状態に切り替える前に、所定の持続時間待機するステップを含む。好ましくは、待機するステップは、サージ保護回路のコンパレータとラッチとの少なくとも１つをトーテムポールＰＦＣから切り離すことによって実行される。

【0043】

好ましくは、オフ状態を所定のラッチ持続時間保持するステップ及び検出された電流値を所定の保護電流値と比較するステップは、好ましくは、交互に繰り返される。言い換えると、サージ保護方法には、所定のラッチ持続時間が経過すると、サージ保護方法は検出された電流値を所定の保護電流値と（再度）比較し、検出された電流値が保護電流値以下である場合、ラッチをリセットする。この場合に検出された電流値が（依然として）保護電流値以下でない場合、サージ保護方法は、所定のラッチ持続時間後にラッチをリセットしない。好ましくは、検出された電流値が保護電流値以下でない場合、サージ保護方法は、所定のラッチ時間をリセットし、オフ状態を所定のラッチ持続時間（再度）保持する。

【0044】

好ましくは、特に、電流値の上記再測定と比較の代替として、サージ保護方法は、電流値の再測定と再比較を行わずに、所定のラッチ持続時間後にラッチをリセットする。ここで、電流値が（依然として）保護電流値以上である場合、サージ保護方法は、スイッチをオフ状態に再ラッチする。

【0045】

好ましくは、ラッチをリセットすることでトーテムポールＰＦＣのノーマル操作を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0046】

本発明の好ましい実施例の更なる詳細、利点及び特徴について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【図1】本発明の第１の実施例によるサージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣの回路図及び入力サージ電圧の概略図を示している。

【図2】本発明の第１の実施例によるサージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣの回路図及び入力サージ電圧の概略図を示している。

【図3】本発明の第１の実施例によるサージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣの回路図及び入力サージ電圧の概略図を示している。

【図4】本発明の第１の実施例によるサージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣの回路図及びトーテムポールＰＦＣの極性変換器の入力サージ電圧と入力信号の概略図を示している。

【図5】本発明の第１の実施例によるサージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣのサージ保護回路と制御ユニットの機能回路概略図を示している。

【図6】本発明の第２の実施例によるサージ保護回路を備えたトーテムポールＰＦＣの回路図を示している。

【図7】本発明の実施例によるサージ保護方法の概略ブロック図を示している。

【発明を実施するための形態】

【0047】

特に、図１～図４は、サージ保護回路２を備えたトーテムポールＰＦＣ １の第１の実施例を示している。図１～図３には、その入口図に示すように、サージ電圧は入力電圧源１０によって導入される。図４には、入口は誤った極性変換器７の切り替え操作を示しており、トーテムポールＰＦＣ １にもサージ電流が導入されている。

【0048】

図１の回路図から詳しくわかるように、本実施例のトーテムポールＰＦＣ １は、２つのバイパスダイオード４を備えた１つのバイパスダイオード分岐３を含む。簡潔のため、図面に示される２つのバイパスダイオード４は、単一のバイパスダイオード分岐３の素子と呼ばれ、その中に追加の結合点又は接続点（例えば、以下のバイパス分岐１１の説明）があるが、この表現には影響しない。スイッチ分岐５及び極性変換器分岐７についても、同様又は類似の表現を使用する。

【0049】

トーテムポールＰＦＣ １は、１つ又は複数のスイッチ分岐５を含む。本実施例では、トーテムポールＰＦＣ １は２つのスイッチ分岐５を含む。各スイッチ分岐５は２つのスイッチ６を含む。

【0050】

また、トーテムポールＰＦＣ １は、２つのスイッチ８（極性変換器スイッチ８）を含む極性変換器分岐７を含む。極性変換器分岐７は、スイッチ分岐５から出力された信号の極性を、トーテムポールＰＦＣ １のコンデンサ１３と出力１４とを備えたコンデンサ分岐１２での適切なＤＣ電圧に変更するために用いられる。

【0051】

また、トーテムポールＰＦＣ １は、スイッチ分岐５をそれぞれ入力電圧源１０と接続する入力ブリッジ９を含む。入力ブリッジ９は、スイッチ分岐５ごとに１つのインダクタンス分岐１５を含み、各スイッチ分岐５を入力電圧源１０と接続する。

【0052】

また、トーテムポールＰＦＣ １は、電磁干渉フィルタ１６（ＥＭＩフィルタ１６）を含む。

【0053】

トーテムポールＰＦＣ １は、入力ブリッジ９をバイパスダイオード分岐３のバイパスダイオード４と並列に接続する、バイパス分岐１１をさらに含む。以下で詳しく説明するように、電流は、トーテムポールＰＦＣ １の起動中に、特に、コンデンサ１３の充電操作中及び入力電圧源１０によるサージ電圧の導入中にのみ、バイパス分岐１１を流れる。

【0054】

以下のサージ入力電圧の説明では、コンデンサ１３はすでに充電されており、特に、満充電であると仮定する。言い換えると、所定の起動時間が経過した。

【0055】

図１の入口に示すように、電圧源１０、例えば電力網はＡＣ電圧を導入する。図１に示す場合、電圧源１０は（そうでない場合規則的な）ＡＣ電圧の正相中に高サージ電圧を導入する。

【0056】

この場合、図１に示すように、極性変換器分岐７はその極性変換器スイッチ８を介して意図した又は正しい状態にあり、すなわち、ハイサイド極性変換器スイッチ８はオフ（ＯＦＦ）、ローサイド極性変換器スイッチ８はオン（ＯＮ）になっている。この場合、「ハイサイド」及び「ローサイド」は、トーテムポールＰＦＣ １の出力１４での出力信号電圧の極性を指す。

【0057】

図１の高サージ電圧の場合、電流、すなわち、サージ電流は、バイパス分岐１１を流れる。図１の太字及び「ｉ_{ｓｕｒｇｅ}」に示すように、高サージ電圧によって生成されるサージ電流は電圧源１０から流出し、バイパス分岐１１、ハイサイドバイパスダイオード４、コンデンサ１３、ＯＮ状態にあるローサイド極性変換器スイッチ８を流れ、極性変換器ブリッジ１７を介してＥＭＩフィルタ１６と電圧源１０まで流れる。

【0058】

これにより、高サージ電流は、特に、極性変換器分岐７のローサイドスイッチ８を流れ、デバイスの破壊の原因となる。

【0059】

これを緩和するため、図１及び図５に示すように、トーテムポールＰＦＣ １はサージ保護回路２を含む。

【0060】

図５は、本実施例のサージ保護回路２の制御ユニット２１の詳細機能回路図を示している。図１には、サージ保護回路２の電流センサ１８を示している。本実施例では、電流センサ１８はバイパス分岐１１に配置される。

【0061】

好ましくは、電流センサ１８は、バイパス分岐１１と入力ブリッジ９との第１の接続点２４と、バイパス分岐１１とバイパスダイオード分岐３との第２の接続点２５との間のバイパス分岐１１のノードに配置される。

【0062】

制御ユニット２１はコンパレータ１９、特に、ハードウェアベースのコンパレータを含み、当該コンパレータは、電流センサ１８（図１も参照）で測定した電流を所定の保護電流値２７と比較する。電流センサ１８で測定した電流は、図５に示すように、「ｉ_{ｓｕｒｇｅ＿ｍｅａｓｕｒｅ}」と表される。

【0063】

所定の保護電流値２７は電流値、特に、絶対値であり、当該値（及び／又は当該値よりも高い）を持つサージ電流はトーテムポールＰＦＣ１の損傷及び／又は破壊を引き起こす可能性がある。当該保護電流値２７は信号処理ユニット２３を介してコンパレータ１９に入力され、特に、一定の値に設定されている。

【0064】

信号処理ユニット２３は、好ましくは、トーテムポールＰＦＣ １及び／又はサージ保護回路２の素子である。好ましくは、信号処理ユニット２３は、特にノーマル操作時に、トーテムポールＰＦＣ １を制御するようにさらに構成される。さらに好ましくは、信号処理ユニット２３は、制御ユニット２１の一部であるか、または、好ましくは、制御ユニット２１とは個別のユニットである。好ましくは、信号処理ユニット２３はデジタル信号プロセッサである。

【0065】

また、サージ保護回路２の制御ユニット２１はラッチ２０を含み、電流センサ１８で測定した電流、すなわち、検出された「ｉ_{ｓｕｒｇｅ＿ｍｅａｓｕｒｅ}」電流が所定の保護電流値２７以上である場合、コンパレータ１９はラッチ２０にラッチ信号を入力する。

【0066】

本実施例では、ラッチ２０は、トーテムポールＰＦＣ １のすべてのスイッチ６、８にＯＦＦ信号を出力するようにさらに構成される。これにより、スイッチ分岐５のスイッチと極性変換器分岐７のスイッチとを含むすべてのスイッチ６、８は、ＯＦＦ状態に切り替えられる。この点について、各スイッチがノーマルオンスイッチであるかノーマルオフスイッチであるかに応じて、ラッチ２０は、スイッチを（ＯＦＦ信号を介して）積極的にスイッチオフするか、または、スイッチ６、８を受動的に（ＯＮ信号なしで）スイッチオフすることができる。

【0067】

これにより、サージ保護回路２は、サージ電圧発生時にトーテムポールＰＦＣ １を破壊から保護するために、すべてのスイッチ６、８を確実かつ迅速にスイッチオフする。

【0068】

また、信号処理ユニット２３は、ラッチ２０をリセットすることによってトーテムポールＰＦＣ １のノーマル操作に復帰するために、ラッチリセット信号２２をラッチ２０に出力するように構成される。

【0069】

信号処理ユニット２３は、特に、所定のラッチ持続時間後にラッチリセット信号２２を出力するように構成される。当該ラッチ持続時間後に、信号処理ユニット２３はラッチリセット信号２２を出力する。そして、電流センサ１８で検出された電流は保護電流値２７未満である場合、トーテムポールＰＦＣ １のノーマル操作は再開する。一方、電流センサ１８で検出された電流は（依然として又は再び）保護電流値２７以上である場合、ラッチ２０は再度ラッチしすべてのスイッチ６、８をスイッチオフする。

【0070】

前述のように、トーテムポールＰＦＣ １のノーマル起動操作中に、コンデンサ１３は充電されると、電流はバイパスダイオード４と電流センサ１８とを流れる。

【0071】

ラッチ２０がノーマル起動操作（すなわち、入力電圧源を介してサージ電圧が入力されない）中にスイッチ６、８をスイッチオフすることを防ぐために、制御ユニット２１及び／又は信号処理ユニット２３は、好ましくは、保護電流値２７をノーマル起動操作中に流れる起動電流サージ値以上の適切なレベルに設定するように構成される。

【0072】

これに加えて、またはこれに代わるものとして、制御ユニット２１及び／又は信号処理ユニット２３は、好ましくは、トーテムポールＰＦＣ １がスイッチオンされた後に所定の持続時間に応じてスイッチ６、８を切り替え、特にラッチ２０を介して切り替えるように構成される。好ましくは、所定の持続時間は、トーテムポールＰＦＣ １の初期起動後にコンデンサ１３を少なくとも部分的に、特に完全に充電するのに必要な時間である。

【0073】

これを実現するために、制御ユニット２１及び／又は信号処理ユニット２３は、好ましくは、コンパレータ１９とラッチ２０との少なくとも１つを所定の持続時間オフするように構成される。好ましくは、信号処理ユニット２３は、ラッチ２０がラッチしないように、所定の起動持続時間内に一定のラッチリセット信号をラッチ２０に出力するように構成される。

【0074】

好ましい実施例では、コンパレータ１９は、下限しきい値と上限しきい値とを有するシュミットトリガーである。この場合、下限しきい値は、好ましくは、トーテムポールＰＦＣ １の起動操作中にバイパスダイオード４を流れる起動サージ電流に少なくとも設定される。例えば、当該電流は約３０Ａであるが、デバイス特性及び使用状況に応じて大きくなったり小さくなったりする可能性がある。また、好ましくは、上限しきい値を所定の保護電流値に設定する。これにより、上限しきい値、すなわち、保護電流値に達すると、シュミットトリガーはラッチ信号（例えば、高信号、すなわち「１」）をのみ出力し、検出された電流が起動サージ電流未満にあると、シュミットトリガーはラッチ信号（例えば、低信号、すなわち「０」）を出力しない。

【0075】

好ましい実施例では、コンパレータ１９の出力は信号処理ユニット２３に入力され、信号処理ユニット２３はラッチ信号をラッチ２０に出力する。この場合、コンパレータ１９は高信号を出力すると、信号処理ユニット２３は、好ましくは、ラッチ信号をラッチ２０に出力し、好ましくは、コンパレータ１９は低信号を出力すると、ラッチリセット信号をラッチ２０に出力する。

【0076】

これにより、サージ保護回路２は、入力電圧源１０から入力されたサージ電圧に起因する過電流からトーテムポールＰＦＣ １を適切かつ確実に保護することができる。充電されたコンデンサ１３により、サージ保護中にトーテムポールＰＦＣ １の出力の中断を防ぐことができる。

【0077】

図２は、本発明の第１の実施例によるサージ保護回路２を備えたトーテムポールＰＦＣ １の回路概略図及び入力サージ電圧の概略図を示している。

【0078】

図２の入口からわかるように、この例では、入力電圧源１０は、入力ＡＣ電圧の（ノーマル）正相期間に負又は低サージ電圧を入力する。この場合、入力ＡＣ電圧の位相が低サージの前に正であるため、極性変換器分岐７は図１に示すように切り替えられる。ハイサイド極性スイッチ８はＯＦＦ、ローサイド極性スイッチ８はＯＮとなる。

【0079】

この場合、生成したサージ電流「ｉ_{ｓｕｒｇｅ}」は電圧源１０から流出し、極性変換器ブリッジ１７、ＯＮ状態にあるローサイド極性スイッチ８、ローサイドバイパスダイオード４、及びバイパス分岐１１を流れて電圧源１０に戻る。これにより、特にローサイド極性スイッチ８は高サージ電流が流れるため損傷するおそれがある。これは、サージ電流は電流センサ１８が配置されているバイパス分岐１１を流れるため、上記サージ保護回路２によって防止される。

【0080】

図３は、サージ電圧の更なる例を示している。この場合、入力電圧源１０は、入力ＡＣ電圧の（ノーマル）正相期間に負又は低サージ電圧を入力し、そこで、ＡＣ電圧の負相に急に切り替えられ、ＡＣ電圧がサージ電圧の後に負相になるようにする。

【0081】

この場合、入力交流電圧の初期正相により、極性変換器分岐７は図１及び図２に示すように切り替えられる。しかし、入力ＡＣ電圧の負相への急な切り替えにより、極性変換器分岐７は基本的に故障した切り替え構成になる。図３に示す場合とは対照的に、ノーマル操作では、負相期間に、ローサイド極性変換器スイッチ８はＯＦＦに、ハイサイド極性変換器スイッチ８はＯＮにあるべきである。

【0082】

したがって、サージ又はショート電流は電圧源１０から極性変換器ブリッジ１７、ＯＮ状態にあるローサイド極性変換器スイッチ８、ローサイドバイパスダイオード４、及びバイパス分岐１１を流れて電圧源１０に戻る。これにより、特にローサイド極性スイッチ８は高サージ電流が流れるため損傷するおそれがある。これは、サージ電流は電流センサ１８が配置されているバイパス分岐１１を流れるため、上記サージ保護回路２によって防止される。

【0083】

図４は、本発明の第１の実施例によるサージ保護回路２を備えたトーテムポールＰＦＣ １の回路図、及びトーテムポールＰＦＣ１の極性変換器７の入力サージ電圧と入力信号の概略図を示している。

【0084】

図４に示す例では、入力電圧源１０がサージ電圧を入力する代わりに、極性変換器分岐７のスイッチ操作が誤っている。

【0085】

図４の入口には、入力電圧（入口底部）及び極性変換器分岐７の制御信号（入口頂部）を示している。ここで、正の信号はローサイド極性変換器スイッチ８がＯＮであることに対応し、負の信号は、ローサイド極性変換器スイッチ８がＯＦＦであることに対応し、ハイサイド極性変換器スイッチ８はそれぞれ正反対の手段で切り替えられる。

【0086】

ノーマル操作では、図１～図３に関しても上述したように、ＡＣ入力電圧が正から負に切り替えられると、ハイサイド極性変換器スイッチ８はＯＦＦからＯＮに切り替えられ、ローサイド極性変換器スイッチ８はＯＮからＯＦＦに切り替えられる。言い換えると、ＡＣ入力電圧の正相期間に、ハイサイド極性変換器スイッチ８はＯＦＦ状態（図１～図３に示すように、切り替えが正しく行われる）、ローサイド極性変換器スイッチ８はＯＮ状態にあるべきである。

【0087】

したがって、図４の場合、入力ＡＣ電圧の負相に達したことにより、ハイサイド極性変換器スイッチ８はＯＮ状態にあるべきである。ローサイド極性変換器スイッチ８はそれに応じてＯＦＦ状態にあるべきである。しかし、ここで、ローサイド極性変換器スイッチ８は誤ってＯＮ状態に戻って切り替えられるようになった。図４の頂部入口の水平の真ん中に示すように、ローサイド極性変換器スイッチ８のスイッチ信号は、図４の回路図に示すように、まず、正の信号（ＯＮに対応する）から負の信号（ＯＦＦに対応する）に切り替えられ、これは正しいが、その後誤って正の信号（ＯＮに対応する）に戻って切り替えられるようになった。

【0088】

この場合、サージ電流は図３と同様に流れるようになる。これは、図４の誤った切り替えは、図３に示されるＡＣ電圧によって逆サージ電圧が導入される場合の正しい切り替えと基本的に等しいためである。これにより、特に、ローサイド極性スイッチ８は高サージ電流が流れるため損傷するおそれがある。これは、サージ電流は電流センサ１８が配置されているバイパス分岐１１を流れ、バイパス分岐１１において検出されるため、上記サージ保護回路２によって防止される。

【0089】

このようにして、上記のいずれかの場合、及びサージ電圧及び／又は極性変換器７の故障した切り替えの場合、サージ保護回路２は、保護トーテムポールＰＦＣ １のスイッチ６、８をその過電流及び電位破壊から保護することができる。

【0090】

図６は、サージ保護回路２を備えたトーテムポールＰＦＣ １の第２の好ましい実施例を示している。

【0091】

特に、図６は、図１～図４と比較して、電流センサ１８の代替又は追加の配置を示している。好ましくは、第２の実施例は、特に図１及び図５を参照して、上記サージ保護回路２の制御ユニット２１及び／又はデジタル信号プロセッサ２３を含む。

【0092】

ここで、サージ保護回路２は２つの追加された電流センサ１８を含み、各電流センサはハイサイドとローサイドバイパスダイオード４との一方を流れる電流を検出する。サージ保護回路２はこの２つの追加された電流センサ１８をのみ含む好ましい場合、特にバイパス分岐１１に電流センサ１８がない場合、サージ保護回路２は、サージ電流がいつもバイパスダイオード４の１つを流れるため、サージ電圧のすべての状況からさらに確実に検出及び保護することができる。

【0093】

好ましくは、これらの電流センサ１８はそれぞれ１つのバイパスダイオード４と直列に接続される。

【0094】

図１～図４及び図６からわかるように、バイパスダイオード分岐３は、少なくとも１つの（この場合はちょうど２つ）スイッチ分岐５と並列に接続される。これにより、バイパスダイオード分岐３とスイッチ分岐５との第３の接続点２６は形成される。好ましくは、電流センサ１８は、バイパス分岐１１とバイパスダイオード分岐３との第２の接続点２５と、対応する第３の接続点２６との間のノードに配置される。好ましくは、第１の電流センサ１８は、第２の接続点２５とローサイドの第３の接続点２６との間のノードに配置される。さらに、第２の電流センサ１８は、第２の接続点２５とハイサイドの第３の接続点２６との間のノードに配置される。

【0095】

また、制御ユニット２１は、複数の電流センサ１８を考慮するために、２つ又はそれ以上のコンパレータ１９及び／又は２つ又はそれ以上のラッチ２０を含むことが好ましい。

【0096】

これに加えて、またはこれに代わるものとして、制御ユニット２１は、好ましくは、少なくとも１つのコンバイナ回路を含み、当該コンバイナ回路は、異なる電流センサ１８からの電流値出力を、特にコンパレータ１９に用いる共通の信号に組み合わせる。これに加えて、またはこれに代わるものとして、制御ユニット２１は、好ましくは、少なくとも１つのコンバイナ回路を含み、当該コンバイナ回路は、ラッチ２０に用いるように複数のコンパレータ１９に対応するコンパレータ１９の出力信号を組み合わせ、特にラッチ２０に用いる共通の信号に組み合わせる。

【0097】

前述した２つの電流センサ１８の構成は、バイパスブリッジ１１に配置される電流センサ１８に追加又は代替されるものとして理解されるべきである。

【0098】

図７は、本発明の１つの実施例によるトーテムポールＰＦＣ １のサージ保護方法の概略ブロック図を示している。好ましくは、サージ保護方法は、図１～図６について前述したトーテムポールＰＦＣ １において実行されるか、または当該トーテムポールＰＦＣ １を利用して実行され、それについては後述する。トーテムポールＰＦＣ １及び／又はサージ保護回路２及び／又は制御ユニット２１及び／又はデジタル信号プロセッサ２３の機能構成を説明した上記のいずれかの実施例及び例も、トーテムポールＰＦＣ １に用いるサージ保護方法の好ましい実施例及び例として理解されるべきである。

【0099】

好ましくは、サージ保護方法は、特にＰＦＣ １のノーマル操作方法、すなわち（ノーマル的な、非サージの）入力電圧に反応してスイッチ６、８を駆動する力率改善方法とは別に、特に追加で行われる。

【0100】

サージ保護方法は、少なくとも１つの電流センサ１８によってバイパスダイオード分岐３の少なくとも１つのバイパスダイオード４を流れる電流を測定するというステップ１００を含む。

【0101】

さらに、サージ保護方法は、電流センサ１８によって検出された電流値１００を所定の保護電流値２７と比較するステップ２００を含む。ステップ２００は特にコンパレータ１９を用いて行われる。

【0102】

サージ保護方法は、さらにステップ３００を含み、ステップ３００では、検出された電流が保護電流値２７以上である場合、トーテムポールＰＦＣ １の少なくとも１つのスイッチ６、８を、好ましくはＯＦＦ状態に切り替える。特に、好ましくは、検出された電流が保護電流値以上である場合にのみ、当該切り替え操作３００を実行する。好ましくは、当該切り替え操作は、通常の操作（すなわち、ＰＦＣ １の力率改善）のスイッチ６、８の（ノーマル）切り替え操作に対応していない。

【0103】

好ましくは、切り替え操作３００はすべてのスイッチ６、８をスイッチオフする。

【0104】

本実施例によるサージ保護方法は、さらに、特にラッチ２０を利用して、オフ状態を所定のラッチ持続時間保持するステップ４００を含む。

【0105】

好ましくは、ラッチ持続時間は５０μｓから１００μｓの間であり、５０μｓと１００μｓとを含む。

【0106】

また、サージ保護方法は、特に、所定のラッチ持続時間が経過した後、好ましくは検出された電流値が保護電流値２７以下である場合、ラッチ２０をリセットするステップ５００を含む。

【0107】

所定のラッチ持続時間後に検出された電流値が保護電流値２７以下でない可能性がある場合、すなわち、ステップ５００ではラッチ２０がリセットされた場合、サージ保護方法は、ステップ１００に戻る追加の好ましいループを含む。そこで、ラッチ２０のリセット５００中及び／又はその後、サージ保護方法は、電流センサ１８によって電流を再度検出又は測定（ステップ１００）するとともに、ステップ２００～５００を繰り返し実行する。

【0108】

また、サージ保護方法は選択的な好ましいステップ６００を含む。ステップ６００は、トーテムポールＰＦＣ １がシャットオンされた後、サージ電流に反応していずれか又はすべてのスイッチ６、８のスイッチオフを実行する前、所定の持続時間待機するステップを含む。当該選択的なステップ６００は、ステップ１００～５００を有するサージ保護方法が所定の持続時間の後にのみ開始されるように、ステップ１００の前に実施され得る。それに加えて、またはその代わりに、選択的なステップ６００は、好ましくは切り替えステップ３００の前に、好ましくは検出ステップ１００の後に及び／又は比較ステップ２００の後に、実行される。

【0109】

図１に関して上記で説明したように、選択的なステップ６００に加えて、またはその代替として、サージ保護方法は、好ましくは、所定の保護電流値２７を（典型的な）サージ電流（起動サージ電流）よりも高く、例えば３０Ａよりも高く設定することにより、サージ電流が起動サージ電流よりも高い場合にのみスイッチ６、８をスイッチオフする。

【0110】

上記サージ保護方法は、好ましくは、サージ保護回路２により、特に、好ましくは制御ユニット２１及び／又は好ましくは信号処理ユニット２３により実行される。

【0111】

本実施例のサージ保護方法を利用して、サージ電圧及び／又はサージ電流及び／又はＰＬＤ（電力線干渉）に起因する損傷又は破壊からトーテムポールＰＦＣ １を確実かつ迅速に保護することができる。

【0112】

本発明の前述の書面による説明に加えて、本発明の特徴を詳細に示す図1～図7を明示的に参照している。図面は、前述で説明した分岐及び素子の回路構成、特に並列接続及び直列接続に関する特別な技術的詳細を示している。しかしながら、技術的な意味においては、図面に示された回路構成は、これらの回路原理図のいわゆる「再描画」又は「簡略化」による同等物も包含することを強調する必要がある。

【符号の説明】

【0113】

１、トーテムポールＰＦＣ
２、サージ保護回路
３、バイパスダイオード分岐
４、バイパスダイオード
５、スイッチ分岐
６、スイッチ
７、極性変換器分岐
８、スイッチ
９、入力ブリッジ
１０、入力電圧源
１１、バイパス分岐
１２、コンデンサ分岐
１３、コンデンサ
１４、トーテムポールＰＦＣの出力
１５、インダクタンス分岐
１６、ＥＭＩフィルタ
１７、極性変換器ブリッジ
１８、電流センサ
１９、コンパレータ
２０、ラッチ
２１、制御ユニット
２２、ラッチリセット信号
２３、デジタル信号プロセッサ
２４、バイパス分岐の接続点
２５、バイパス分岐の接続点
２６、バイパスダイオード分岐の接続点
２７、所定の保護電流値
１００、バイパスダイオードを流れる電流を検出するステップ
２００、検出された電流値を比較するステップ
３００、スイッチを切り替えるステップ
４００、切り替えられたスイッチのＯＦＦ状態を保持するステップ
５００、ラッチをリセットするステップ
６００、トーテムポールＰＦＣ起動後に待機するステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】