具有过电流保护的功率因数校正电路制造技术

技术编号:7131299 阅读:214 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种用于开关DC电源装置的电路。该电路在通过感应元件(2)从AC电压源(1)供给的AC电压的半周期内,至少一次地利用开关装置(4)使AC电压短路和开路,以便把从AC电压源(1)供给的AC电压转换成DC电压。在接通电源之后,在开关装置(4)开始开关操作之前,持续预定时期使开关装置(4)短路,并且电流检测装置(3)检测流经感应元件(2)和开关装置(4)之一的电流。如果检测电流值的大小大于预定电流水平,则不开始开关操作,从而在感应元件(2)处于异常短路状态时保护装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1所述的开关DC电源的电路,根据权利要求13所述的把从AC电压源供给的AC电压转换成DC电压的DC电源装置,和根据权利要求14所述的相应的方法。
技术介绍
已知一种DC电源装置,其中在通过感应元件从AC电压源供给的AC电压的半周期内至少一次地利用开关器件使AC电压短路和开路,把从AC电压源供给的AC电压转换成DC 电压。在这种DC电源装置中,当感应元件或电路的电感值例如因电感绕组经历感应元件的回路或层之间的短路而显著减小时,流经开关器件的电流的峰值的增大和/或流经感应元件的纹波电流的增大导致发热的增加。因此,必须使用提供足够设计余量的开关器件,或者以某种方式检测异常状态以防止开关器件和/或感应元件(例如,感应线圈)处于异常过热状态。日本特开2007-300697号公报公开了一种防止当感应元件处于异常短路状态时发生的异常过热的方法。根据该现有技术,已知一种如图10中所示的电源电路控制器,其包括信号输出部101,用于输出控制开关装置106的PAM(脉冲幅度调制)控制信号;过电流检测部,用于检测流经开关装置106的电流,并且当所检测电流的瞬时值大于预定水平时输出过电流检测信号;和短路确定部104,用于当检测到在预定时期(例如,T = 3s)内过电流检测信号的次数大于预定次数(例如,X = 100次)时,确定感应元件2被短路;其中当短路确定部104确定感应元件2被短路时,电源电路控制器校正输入电流并控制输入电流值,从而抑制流过例如AC-DC转换器的DC电源装置的输入电流的增大。专利文献1 日本特开2007-300697号公报
技术实现思路
技术问题然而,如上所述的常规DC电源装置只有在实际开始用于功率因数校正的开关操作之后,才可检测感应元件是否被短路。因此,必须允许其中流经开关器件的电流的峰值临时增大的状态,以致必须使用其中最大额定电流值大于当感应元件具有正常电感值时实际流过的电流值的开关器件,以便提供足够的余量。本专利技术至少在一定程度上解决了上述问题,并且特别地,本专利技术的目的在于实现一种简化的结构,其中在接通电源之后,在开始用于功率因数校正的开关操作之前,对感应元件检测短路。当检测到异常短路状态时,进行保护操作以便防止进行开关操作。因此,即使当感应元件短路时,也防止过大的电流流经开关器件,从而可靠地防止过热状态。因此,能够利用最大额定电流减小的开关器件,以简化的结构实现用以保护装置的保护操作。解决问题的手段为了至少部分地解决上述现有技术的问题,提出了一种根据权利要求1所述的电路。另外,提出了根据权利要求13所述的DC电源装置和根据权利要求14所述的相应的方法。本专利技术的电路特别可用在DC电源装置中,其中DC电源装置在通过感应元件从AC电压源供给的AC电压的半周期内至少一次地利用开关装置使AC电压短路和开路,以便把从AC 电压源供给的AC电压转换成DC电压。该DC电源装置包括用于AC电压源的相位检测装置;和电流检测装置,用于检测流经感应元件和开关装置之一的电流;其中在接通电源之后,在由开关装置开始的开关操作之前,持续预定时期进行使开关装置短路的短路操作。如果在短路操作期间,流经感应元件和开关装置之一的电流值的大小大于预定电流水平,则不进行开关操作。以下,在DC电源装置的技术环境内说明根据本专利技术的电路。然而,显然本专利技术的电路可配置成能够与其它组件组装形成DC电源的独立电路。此外,在根据本专利技术的DC电源装置中,在开始开关操作之后,还以预定时间间隔并以从AC电压源供给的AC电压的预定电压相位,持续预定短路时期进行使开关装置短路的短路操作,并且检测在短路操作期间流经感应元件和开关装置所述之一的电流值,而且当所检测的电流值的大小大于预定电流水平时停止开关操作。本专利技术的一个特别有利的效果在于,在根据本专利技术的DC电源装置中,能够使用最大额定电流减小的开关器件。因而,在接通电源之后在开始开关操作之前,即使当感应元件短路时,也能够进行保护停止操作而不允许大电流流过开关装置。因而能够防止由开关操作引起过热状态并且防止对开关装置施加热应力。因而能够利用简单并且廉价的结构保护装置。附图说明图1是示出根据本专利技术的第一实施例的DC电源装置的结构的图。图2A是示出根据本专利技术在DC电源装置中使用的相位检测装置的实例结构和由相位检测装置进行的相位检测的图。图2B是示出根据本专利技术由相位检测装置进行的相位检测的实例的图。图3是示出根据本专利技术的第一实施例在正常工作状态下检测到的输入电流波形的图。图4A是示出根据本专利技术的第一实施例当对处于正常状态的感应元件检测短路时所检测到的各个部分的波形的图。图4B是示出根据本专利技术的第一实施例当对其中电感值小于正常值的感应元件检测短路时所检测到的各个部分的波形的图。图5是示出根据本专利技术的第二实施例的DC电源装置的结构的图。图6是示出根据本专利技术的第二实施例在正常工作状态下检测到的输入电流波形的图。图7A是示出根据本专利技术的第二实施例当对处于正常状态的感应元件检测短路时所检测到的各个部分的波形的图。图7B是示出根据本专利技术的第二实施例当对其中电感值小于正常值的感应元件检测短路时所检测到的各个部分的波形的图。图8是示出根据本专利技术的第三实施例的DC电源装置的结构的图。图9是示出根据本专利技术的第三实施例当对感应元件检测到短路时所检测到的各个部分的波形的图。图10是示出常规的DC电源装置的结构的图。 具体实施例方式本专利技术的第一实施例涉及一种DC电源装置,该DC电源装置在通过感应元件(以下称为线圈)从AC电压源供给的AC电压的半周期内至少一次地利用开关装置使AC电压短路和开路,以便把从AC电压源供给的AC电压转换成DC电压。该DC电源装置包括用于 AC电压源的相位检测装置;和电流检测装置,用于检测流经线圈和开关装置之一的电流; 其中在接通电源之后,在由开关装置开始的开关操作之前,持续预定时期进行使开关装置短路的短路操作。如果在短路操作期间,由电流检测装置检测到的电流值的大小大于预定电流水平,则不进行或者中断开关操作。因而能够在实际开始开关操作之前,检测线圈的电感值是否减小。因此,能够检测线圈是否处于异常短路状态,而不允许过大的电流流过开关装置。当电流检测装置检测到流过开关装置的电流时,不必确定由电流检测装置检测到的电流是否是在开关装置被短路(接通)时检测到的电流。因而,与其中检测到流过线圈的电流的情形相比,能够利用简化的结构检测线圈的短路。根据基于本专利技术的第一实施例的本专利技术的第二实施例,多次进行短路操作。因此, 当在短路操作之一中发生瞬时电源故障时,能够减小不能检测到异常短路的风险。根据基于第二实施例的本专利技术的第三实施例,当在短路操作期间,由电流检测装置检测到的电流值至少预定次数和/或可预先调整次数(例如两次)地变得大于预定电流水平时,不进行开关操作。因而能够减小由于在电路中生成的噪声而错误检测异常短路的风险。根据基于第二或第三实施例的第四实施例,进行短路操作的电压相位被确定为使得进行短路操作的次数越多,从AC电压源供给的瞬时电压的绝对值越大。因此,线圈的电感值越小,为了检测异常状态而进行短路操作的次数越少,并且通过显著减小当线圈异常短路时流过开关装置的电流,实现与第二或第三实施例相同的效果。根据基于第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路,用于借助所述电路的开关装置开关DC电源装置,所述开关装置使通过感应元件供给的AC电压短路和开路,所述AC电压在所述AC电压的半周期内被开关至少一次以便转换成DC电压,所述电路被配置用于功率因数校正并且包括:从检测所述AC电压的相位的检测装置接收相位信号的第一输入;从检测流经所述感应元件和所述开关装置之一的电流的检测装置接收电流相关信号的第二输入;其中所述电路被配置成使得在接通电源之后,在由所述开关装置开始的将AC电压转换成DC电压的开关操作之前,持续预定短路时期进行至少一次使所述开关装置短路的短路操作,并且使得如果所述电流相关信号的大小至少一次大于预定电流电平,则不进行将AC电压转换成DC电压的所述开关操作,并且其中如果所述电流相关信号小于和/或等于所述预定电流水平,则进行将AC电压转换成DC电压的所述开关操作。

【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:京极章弘
申请(专利权)人:松下电器产业株式会社
类型:发明
国别省市:JP

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