升降压型AC/DC转换器制造技术

本发明专利技术的升降压型AC/DC转换器具有：开关元件（206-209），用于进行通过对交流信号进行全波整流从而生成全波整流信号的全波整流动作和降压动作；开关元件（212和213），用于进行升压动作；电抗器（11）；以及控制部（200），通过使开关元件（206-209）或开关元件（213和213）的一方选择性地进行使用了PWM的降压动作或升压动作的一方，从而将直流电压（Vdc）控制在恒定，开关元件（206-209、212和213）具有FET特性、逆FET特性以及逆导通特性，控制部（200）进一步根据交流信号的极性，通过对提供给开关元件（206-209）的栅极/源极间电压进行切换，从而使开关元件（206-209）进行全波整流动作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】升降压型AC/DC转换器
本专利技术涉及对输入交流电压进行整流并输出期望的直流电压的、高输入功率因数并且高效率的升降压型AC/DC转换器。
技术介绍
图17是专利文献I所记载的DC (直流)无刷电机驱动装置的电路框图。该DC无刷电机驱动装置通过全波整流二极管桥4、转换器5、以及内置于控制电路43的转换器控制电路，对作为该驱动装置的输入信号的商用电源I进行交流电源的功率因数校正控制。即，该驱动装置具有高输入功率因数PFC (Power Factor Correction:功率因数校正)转换器，该高输入功率因数PFC转换器的商用电源I的交流电流波形与全波整流的输入电压波形的波形相似。该DC无刷电机驱动装置的要点在于:除了上述高输入功率因数之外，转换器5能够通过升降压转换器动作将逆变器的直流电压Vdc设定为期望值，而与作为该驱动装置的输入信号的商用电源I的交流电压无关。通过该功能，对DC无刷电机31进行驱动的逆变器18能够在使逆变器18的直流电压Vdc尽可能降低的状态下对DC无刷电机31进行驱动，使得PWM (Pulse Width Modulation:脉冲宽度调制)驱动时的调制率不断变大。由此，该驱动装置能够将逆变器的开关损耗抑制为较小，并且能够减小电机驱动电流的脉冲电流成分。通过这些，该驱动装置能够减少电机的铁耗。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2003-143890号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，在以往的升降压型AC/DC转换器(升降压型PFC转换器)中，将二极管用于回流电流用。由于该二级管内的少数载流子积蓄效应，产生恢复电流。为此，在升降压转换器动作时，不仅要对接通开关元件时流过电抗器的电流进行驱动，还必须对二极管的恢复电流进行驱动。此处，二极管的恢复电流是比流过电抗器的电流大的电流。并且，在由开关元件驱动恢复电流时，开关元件的集电极/发射极间电压Vce或者漏极/源极间电压Vds较大。因此，作为电压Vce或者电压Vds与这些开关元件的集电极电流或者漏极电流的积的时间积分的开关损耗为较大的值。此处，本专利技术的目的在于，提供一种能够降低开关损耗的升降压型AC/DC转换器。用于解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术的一个方式的升降压型AC/DC转换器将交流信号转换为直流信号，并且将所述直流信号的电压值控制在恒定，所述升降压型AC/DC转换器具有:第I和第2输入端子，输入所述交流信号；输出端子，用于输出所述直流信号；第I开关元件组，与所述第I和第2输入端子连接，用于进行通过对所述交流信号进行全波整流从而生成全波整流信号的全波整流动作和降压动作；第2开关元件组，与所述输出端子连接，用于进行升压动作；电抗器，连接于所述第I开关元件组与所述第2开关元件组之间；平滑电容器，与所述输出端子连接；以及控制部，通过使所述第I和第2开关元件组的一方选择性地进行使用了 PWM (Pulse Width Modulation:脉冲宽度调制)的所述降压动作和所述升压动作的一方，从而将所述直流信号的电压值控制在恒定，包含于所述第I和第2开关元件组的各个开关元件具有:栅极端子、漏极端子、以及源极端子，在作为以所述源极端子的电压为基准的所述栅极端子的电压的栅极/源极间电压比阈值电压高的情况下，根据所述漏极端子与所述源极端子之间的电压差的极性，使电流从所述漏极端子流向所述源极端子，或者使电流从所述源极端子流向所述漏极端子，在所述栅极/源极间电压为所述阈值电压以下的情况下，切断从所述漏极端子流向所述源极端子的电流，在所述栅极/源极间电压为所述阈值电压以下，并且以所述漏极端子的电压为基准的所述栅极端子的电压为所述阈值电压以上的情况下，使电流从所述源极端子流向所述漏极端子，所述控制部还根据所述交流信号的极性，通过对向包含于所述第I开关元件组的开关元件提供的栅极/源极间电压进行切换，从而使所述第I开关元件组进行全波整流动作。根据该结构，由于开关元件代替二极管而发挥功能，因此能够实现升降压型AC/DC转换器，而不使用二极管。由此，本专利技术的一个方式的升降压型AC/DC转换器能够降低二极管的恢复电流引起的开关损耗。由此，该升降压型AC/DC转换器能够提高PWM开关频率并且使电抗器小型化，并且也能够使散热器等的散热设计部件小型化，因此能够实现小型化和高效率。另外，也可以是所述第I开关元件组包括:第I开关元件，所述第I输入端子与漏极端子连接，第I节点与源极端子连接；第2和第3开关元件，源极端子之间或者漏极端子之间串联连接，并且连接于所述第I输入端子和第2节点之间；第4开关元件，所述第2输入端子与漏极端子连接，所述第I节点与源极端子连接；以及第5和第6开关元件，源极端子之间或者漏极端子之间串联连接，并且连接于所述第2输入端子和所述第2节点之间。另外，也可以是所述第2开关元件和所述第3开关元件的漏极端子之间连接，该2个漏极端子共同化，所述第5开关元件和所述第6开关元件的漏极端子之间连接，该2个漏极端子共同化。根据该结构，能够使第2和第3开关元件、第5和第6开关元件小型化。另外，也可以是所述电抗器连接于所述第2节点与所述第3节点之间，所述第2开关元件组包括:第7开关元件，所述第I节点与源极端子连接，所述第3节点与漏极端子连接；以及第8开关元件，所述第3节点与源极端子连接，所述输出端子与漏极端子连接。另外，也可以是所述电抗器连接于所述第I节点与所述第3节点之间，所述第2开关元件组包括:第7开关元件，所述第3节点与源极端子连接，所述第2节点与漏极端子连接；以及第8开关元件，所述第2节点与源极端子连接，所述输出端子与漏极端子连接。另外，也可以是所述控制部在所述降压动作时，对于所述第2和第3开关元件的一方和所述第5和第6开关元件的一方，使这2个开关元件之中，一方的栅极/源极间电压比所述阈值电压高，另一方的栅极/源极间电压为所述阈值电压以下的电压，并且依次进行对使栅极/源极间电压为比所述阈值电压高的电压的开关元件进行切换的开关控制，所述第2和所述第3开关元件的另一方、所述第5和第6开关元件的另一方、以及所述第8开关元件之间的栅极/源极间电压比所述阈值电压高，所述第7开关元件的栅极/源极间电压为所述阈值电压以下的电压。另外，也可以是所述第2开关元件的源极端子与所述第I输入端子连接，所述第3开关元件的源极端子与所述第2节点连接，所述控制部，在所述第I输入端子的电压为正，所述第2输入端子的电压为负的情况下，使所述第I开关元件的栅极/源极间电压为所述阈值电压以下，使所述第2、第4以及第6开关元件的栅极/源极间电压比所述阈值电压高，并对所述第3和第5开关元件进行所述开关控制，在所述第I输入端子的电压为负，所述第2输入端子的电压为正的情况下，使所述第4开关元件的栅极/源极间电压为所述阈值电压以下，使所述第1、第3以及第5开关元件的栅极/源极间电压比所述阈值电压高，并对所述第2和第6开关元件进行所述开关控制。另外，也可以是所述控制部在所述升压动作时，对于所述第7和第8开关元件，使这2个开关元件之中，一方的栅极/源极间电压比所述阈值电压高，另一方的栅极/源极间电压为所述阈值电压以下的电压，并且依次进行对使栅极/源极间电压为比所述阈值电压高的电压的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升降压型AC/DC转换器，将交流信号转换为直流信号，并且将所述直流信号的电压值控制在恒定，其中，所述升降压型AC/DC转换器具有：第1和第2输入端子，输入所述交流信号；输出端子，用于输出所述直流信号；第1开关元件组，与所述第1和第2输入端子连接，用于进行通过对所述交流信号进行全波整流从而生成全波整流信号的全波整流动作、和降压动作；第2开关元件组，与所述输出端子连接，用于进行升压动作；电抗器，连接于所述第1开关元件组与所述第2开关元件组之间；平滑电容器，与所述输出端子连接；以及控制部，通过使所述第1和第2开关元件组的一方选择性地进行使用了PWM（Pulse?Width?Modulation：脉冲宽度调制）的所述降压动作和所述升压动作的一方，从而将所述直流信号的电压值控制在恒定，包含于所述第1和第2开关元件组的各个开关元件具有：栅极端子、漏极端子、以及源极端子，在作为以所述源极端子的电压为基准的所述栅极端子的电压的栅极/源极间电压比阈值电压高的情况下，根据所述漏极端子与所述源极端子之间的电压差的极性，使电流从所述漏极端子流向所述源极端子，或者使电流从所述源极端子流向所述漏极端子，在所述栅极/源极间电压为所述阈值电压以下的情况下，切断从所述漏极端子流向所述源极端子的电流，在所述栅极/源极间电压为所述阈值电压以下，并且以所述漏极端子的电压为基准的所述栅极端子的电压为所述阈值电压以上的情况下，使电流从所述源极端子流向所述漏极端子，所述控制部还根据所述交流信号的极性，通过对向包含于所述第1开关元件组的开关元件提供的栅极/源极间电压进行切换，从而使所述第1开关元件组进行全波整流动作。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.21 JP 2011-1378781.一种升降压型AC/DC转换器，将交流信号转换为直流信号，并且将所述直流信号的电压值控制在恒定，其中，所述升降压型AC/DC转换器具有: 第I和第2输入端子，输入所述交流信号； 输出端子，用于输出所述直流信号； 第I开关元件组，与所述第I和第2输入端子连接，用于进行通过对所述交流信号进行全波整流从而生成全波整流信号的全波整流动作、和降压动作； 第2开关元件组，与所述输出端子连接，用于进行升压动作； 电抗器，连接于所述第I开关元件组与所述第2开关元件组之间； 平滑电容器，与所述输出端子连接；以及 控制部，通过使所述第I和第2开关元件组的一方选择性地进行使用了 PWM (PulseWidth Modulation:脉冲宽度调制)的所述降压动作和所述升压动作的一方，从而将所述直流信号的电压值控制在恒定， 包含于所述第I和第2开关元件组的各个开关元件具有: 栅极端子、漏极端子、以及源极端子， 在作为以所述源极端子的电压为基准的所述栅极端子的电压的栅极/源极间电压比阈值电压高的情况下，根据所述漏极端子与所述源极端子之间的电压差的极性，使电流从所述漏极端子流向 所述源极端子，或者使电流从所述源极端子流向所述漏极端子， 在所述栅极/源极间电压为所述阈值电压以下的情况下，切断从所述漏极端子流向所述源极端子的电流， 在所述栅极/源极间电压为所述阈值电压以下，并且以所述漏极端子的电压为基准的所述栅极端子的电压为所述阈值电压以上的情况下，使电流从所述源极端子流向所述漏极端子， 所述控制部还根据所述交流信号的极性，通过对向包含于所述第I开关元件组的开关元件提供的栅极/源极间电压进行切换，从而使所述第I开关元件组进行全波整流动作。2.根据权利要求1所述的升降压型AC/DC转换器，其中，所述第I开关元件组包括: 第I开关元件，所述第I输入端子与漏极端子连接，第I节点与源极端子连接； 第2和第3开关元件，源极端子之间或者漏极端子之间串联连接，并且连接于所述第I输入端子和第2节点之间； 第4开关元件，所述第2输入端子与漏极端子连接，所述第I节点与源极端子连接；以及 第5和第6开关元件，源极端子之间或者漏极端子之间串联连接，并且连接于所述第2输入端子和所述第2节点之间。3.根据权利要求2所述的升降压型AC/DC转换器，其中，所述第2开关元件和所述第3开关元件的漏极端子之间连接，该2个漏极端子共同化， 所述第5开关元件和所述第6开关元件的漏极端子之间连接，该2个漏极端子共同化。4.根据权利要求2或3所述的升降压型AC/DC转换器，其中，所述电抗器连接于所述第2节点与所述第3节点之间， 所述第2开关元件组包括: 第7开关元件，所述第I节点与源极端子连接，所述第3节点与漏极端子连接；以及第8开关元件，所述第3节点与源极端子连接，所述输出端子与漏极端子连接。5.根据权利要求2或3所述的升降压型AC/DC转换器，其中，所述电抗器连接于所述第I节点与所述第3节点之间， 所述第2开关元件组包括: 第7开关元件，所述第3节点与源极端子连接，所述第2节点与漏极端子连接；以及 第8开关元件，所述第2节点与源极端子连接，所述输出端子与漏极端子连接。6.根据权利要求4或5所述的升降压型AC/DC转换器，其中，所述控制部在所述降压动作时， 对于所述第2和第3开关元件的一方和所述第5和第6开关元件的一方，使这2个开关元件之中，一方的栅极/源极间电压比所述阈值电压高，另一方的栅极/源极间电压为所述阈值电压以下的电压，并且依次进行对使栅极/源极间电压为比所述阈值电压高的电压的开关元件进行切换的开关控制， 使所述第2和所述第3开关元件的另一方、所述第5和第6开关元件的另一方、以及所述第8开关元件之间的栅极/源极间电压比所述阈值电压高，所述第7开关元件的栅极/源极间电压为所述阈值电压以下的电压。7.根据权利要求6所述的升降压型AC/DC转换器，其中，所述第2开关元件的源极端子与所述第I输入端子连接， 所述第3开关元件的源极 端子与所述第2节点连接， 所述控制部， 在所述第I输入端子的电压为正，所述第2输入端子的电压为负的情况下，使所述第I开关元件的栅极/源极间电压为所述阈值电压以下，使所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉冈修二，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：