功率因数改善电路制造技术

一种功率因数改善电路，具备对交流电源(10)的电压进行整流的整流电路(20)、在整流电路(20)的输出端子之间连接的电感器(31)与半导体开关(33)的串联电路以及在半导体开关(33)的两端连接的二极管(34)与平滑电容器(35)的串联电路，在平滑电容器(35)的两端连接有负载(40)，该功率因数改善电路通过半导体开关(33)的开关动作来改善整流电路(20)的输入侧的功率因数，具备使半导体开关(33)的开关频率可变的控制电路(70)，该控制电路(70)以使半导体开关(33)的开关频率在流过电感器(31)的电流的脉动最大时变为最大的方式控制开关频率。由此，能够减少常模噪声并实现滤波电路(15)的小型化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及一种用于在将交流电源电压的整流电压提供给负载的电力变换器中 改善输入功率因数的功率因数改善电路。
技术介绍
如果通过全波整流电路对交流电源电压进行整流，则输入电流失真，功率因数降 低。因此，W往已知如下一种功率因数改善电路：在全波整流电路的输出侧连接包括电感器 (升压电抗器）、半导体开关、整流用二极管、平滑电容器的升压斩波器，通过升压斩波器的 开关动作来抑制输入电流的失真。 图8示出了运种功率因数改善电路，其记载于专利文献1。 在图8中，10是交流电源，20是包括二极管桥的全波整流电路，31是电感器，32是 电流检测电阻，33是半导体开关，34是整流用二极管，35是平滑电容器，40是负载。在此， 电感器31、半导体开关33、整流用二极管34W及平滑电容器35构成升压斩波器，通过半导 体开关33的导通、截止来重复对电感器31蓄积能量和从电感器31放出能量，将平滑电容 器35的电压升高到比全波整流电路20的输出电压高的直流电压并将升压后的直流电压提 供给负载40。 另外，50是对半导体开关33进行控制的控制电路，51是将基准电压52与主电路 的输出电压之间的误差进行放大的误差放大器，53是将误差放大器52的输出与全波整流 电路20的正侦U端子电压相乘的乘法运算器，54是将乘法运算器53的输出与全波整流电路 20的负侧端子电压（电流检测电阻32的一端的电压）之间的误差进行放大的误差放大器， 55是输出与全波整流电路20的正侧端子电压的大小相应的=角波信号的电压控制振荡器 (VCO)，56是将从误差放大器54输出的反馈信号FB与从VCO55输出的S角波信号进行比 较的PWM比较器，通过从该比较器56输出的PWM脉冲对半导体开关33进行驱动。 在该W往技术中，PWM比较器56产生对交流电源电压和直流输出电压的变动连续 地进行补偿的PWM脉冲，使交流电流波形与交流电压波形一致来改善输入功率因数。 同时，通过VCO55的作用，如图9所示，与交流电源电压Vi。的大小成比例地改变 半导体开关33的开关频率f，由此使伴随开关动作产生的常模噪声（normalmodenoise) 相对于频率分散，W减少噪声、开关损耗。 作为图8所示的电路的动作，误差放大器51将基准电压52与主电路的直流输出 电压之间的误差进行放大，该误差电压与全波整流电路20的正侧端子电压的相乘结果被 输入到误差放大器54的非反转输入端子。在误差放大器54中，根据上述相乘结果W及电 流检测电阻32的一端的电压来运算误差电压，该误差电压作为反馈信号FB被输入到PWM 比较器56的非反转输入端子。 另一方面，VCO55具有如图10所示那样的在从输入电压E的下限值E剧上限值 Ez的范围内使频率f从f1变化到f2的电压频率变换特性，根据输入电压E的大小，例如输 出图11的（a)的上层所示的上限频率f2的S角波信号、或者图11的化）的上层所示的下 限频率fl的S角波信号。 比较器56将上述的S角波信号与从误差放大器54输出的反馈信号FB进行比较 来生成图11的（a)、化）的下层所示的PWM脉冲，通过该PWM脉冲使半导体开关33进行开 关动作。 专利文献1 :日本专利第4363067号公报（段落~、图1~图8等）
技术实现思路
[001引 发巧要解决的间颗 根据专利文献1所记载的W往技术，特别是在交流电源电压Vi。低的范围内使开关 频率f降低来减少开关损耗，并且，如前所述，通过使伴随开关动作的噪声相对于频率分散 来抑制噪声。 然而，该W往技术基于单纯地与交流电源电压Vm的大小成比例地改变开关频率f 运样的构思。因而，存在W下问题：根据交流电源电压Vm的大小，有可能无法充分地得到噪 声减少效果，为了满足规定的传导噪声限制，而不得不同时使用具备常模线圈等的大型的 滤波电路。 因此，本专利技术的解决问题在于提供如下一种功率因数改善电路：通过W不同于专 利文献1的方法改变功率因数改善用的半导体开关的开关频率，能够大幅减少常模噪声， 实现滤波电路的小型化。[001引 用于解决间颗的方案 为了解决上述问题，第一专利技术所设及的专利技术是一种功率因数改善电路，其中，在交 流电源的输出端子之间连接有包括电感器和半导体开关的串联电路，在上述半导体开关的 两端连接有二极管与平滑电容器的串联电路，在上述平滑电容器的两端连接有负载，该功 率因数改善电路通过上述半导体开关的开关动作来改善上述功率因数改善电路的输入侧 的功率因数， 该功率因数改善电路具备使上述半导体开关的开关频率可变的控制电路， 上述控制电路W使上述开关频率在流过上述电感器的电流的脉动（ripple)最大 时变为最大的方式控制上述开关频率。 第二专利技术所设及的专利技术是一种功率因数改善电路，该功率因数改善电路具备对交 流电源电压进行整流的整流电路、在上述整流电路的输出端子之间连接的电感器与半导体 开关的串联电路W及在上述半导体开关的两端连接的二极管与平滑电容器的串联电路，在 上述平滑电容器的两端连接有负载，该功率因数改善电路通过上述半导体开关的开关动作 来改善上述整流电路的输入侧的功率因数， 该功率因数改善电路具备使上述半导体开关的开关频率可变的控制电路， 上述控制电路W使上述开关频率在流过上述电感器的电流的脉动最大时变为最 大的方式控制上述开关频率。 第=专利技术所设及的专利技术是如下一种功率因数改善电路：在第一专利技术或第二专利技术所 述的功率因数改善电路中，具备检测交流电源电压来作为输入电压的电压检测电路W及检 巧畔滑电容器的两端电压来作为输出电压的电压检测电路，控制电路基于输入电压与输出 电压之比来检测脉动最大的时刻，W将开关频率控制为最大值。 第四专利技术所设及的专利技术是如下一种功率因数改善电路：在第S专利技术所述的功率因 数改善电路中，控制电路在输入电压与输出电压之比为0. 5时检测为脉动最大。第五专利技术所设及的专利技术是一种功率因数改善电路，其中，在交流电源的输出端子 之间连接有包括电感器和半导体开关的串联电路，在上述半导体开关的两端连接有二极管 与平滑电容器的串联电路，在上述平滑电容器的两端连接有负载，该功率因数改善电路通 过上述半导体开关的开关动作来改善上述功率因数改善电路的输入侧的功率因数， 该功率因数改善电路具备使上述半导体开关的开关频率可变的控制电路， 上述控制电路W使上述开关频率在流过上述电感器的电流的脉动的=次谐波分 量最大时变为最大的方式控制上述开关频率。 第六专利技术所设及的专利技术是一种功率因数改善电路，该功率因数改善电路具备对交 流电源电压进行整流的整流电路、在上述整流电路的输出端子之间连接的电感器与半导体 开关的串联电路W及在上述半导体开关的两端连接的二极管与平滑电容器的串联电路，在 上述平滑电容器的两端连接有负载，该功率因数改善电路通过上述半导体开关的开关动作 来改善上述整流电路的输入侧的功率因数， 该功率因数改善电路具备使上述半导体开关的开关频率可变的控制电路， 上述控制电路W使上述开关频率在流过上述电感器的电流的脉动的=次谐波分 量最大时变为最大的方式控制上述开关频率。 第屯专利技术所设及的专利技术是如下一种功率因数改善电路：在第六专利技术所述的功率因 数改善电路中，具备检测交流电源电压来作为输入电压的电压检测电路W本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率因数改善电路，其中，在交流电源的输出端子之间连接有包括电感器和半导体开关的串联电路，在上述半导体开关的两端连接有二极管与平滑电容器的串联电路，在上述平滑电容器的两端连接有负载，该功率因数改善电路通过上述半导体开关的开关动作来改善上述功率因数改善电路的输入侧的功率因数，该功率因数改善电路的特征在于，具备使上述半导体开关的开关频率可变的控制电路，上述控制电路以使上述开关频率在流过上述电感器的电流的脉动最大时变为最大的方式控制上述开关频率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：胜又洋树，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP