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公開番号2024080792
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-17
出願番号2022194024
出願日2022-12-05
発明の名称力率改善回路の制御装置並びに力率改善回路及び電源装置
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類H02M 3/155 20060101AFI20240610BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】軽負荷時にスイッチング周波数を低減することができる力率改善を実現する。
【解決手段】電源端子対(IN1、IN2)に加わる交流電圧から直流の出力電圧を生成する電源装置(1)において、交流電圧を全波整流することで全波整流電圧を生成する全波整流回路(20)と、出力電圧が加わる出力配線(PL3)と、の間に力率改善回路(30)が設けられる。力率改善回路は、全波整流回路と出力配線との間に挿入されるインダクタ(31)と、インダクタに流れる電流を制御するためのスイッチング素子(Q1)と、を含む。力率改善回路の制御装置(100)は、スイッチング素子をオフしている期間において、スイッチング素子の第1端と第2端との間の電圧の自由振動でのボトムの個数を、スイッチング素子のターンオンから前記自由振動の開始までの期間に基づき制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電源端子対に加わる交流電圧から直流の出力電圧を生成するように構成された電源装置に設けられる力率改善回路の制御装置であって、
前記力率改善回路は、
前記交流電圧を全波整流することで全波整流電圧を生成するように構成された全波整流回路と、前記出力電圧が加わるように構成された出力配線と、の間に設けられ、
全波整流回路と前記出力配線との間に挿入されるインダクタと、
前記インダクタに流れる電流を制御するためにオン状態とオフ状態とが切り替わるように構成されたスイッチング素子と、を含み、
前記制御装置は、
前記スイッチング素子をオフしている期間において、前記スイッチング素子の第１端と第２端との間の電圧の自由振動でのボトムの個数を、前記スイッチング素子のターンオンから前記自由振動の開始までの期間に基づき制御するように構成されている、
制御装置。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
前記スイッチング素子のターンオンから前記自由振動の開始までの期間と相関がある相関値を求めるように構成された検出部と、
前記相関値を保持するように構成された保持部と、
前記保持部によって保持された前記相関値に基づき、前記ボトムの個数を、第１所定値増加させる、変化させない、又は、第２所定値減少させる、のいずれにするかを判断するように構成された判断部と、
前記全波整流電圧が第３所定値より小さい場合は前記検出部での検出を無効とするように構成された条件指定部と、
を備える、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記相関値は、所定の期間における前記スイッチング素子のターンオンから前記自由振動の開始までの期間の最小値と相関がある値である、請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記所定の期間は、前記全波整流電圧の１周期である、請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記スイッチング素子をさらに備え、
前記スイッチング素子は、ＧａＮ半導体素子である、請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
請求項１～４のいずれか一項に記載の制御装置と、
前記インダクタと、
前記制御装置に内蔵又は外付け接続される前記スイッチング素子と、
を備える、力率改善回路。
【請求項７】
請求項６に記載の力率改善回路と、
前記全波整流回路と、
前記出力配線と、
を備える、電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書中に開示されている発明は、力率改善回路の制御装置並びに力率改善回路及び電源装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換する電源装置において、５Ｗ以上の照明機器、７５Ｗ以上の電源機器、及び他の機器に対して高調波歪みに関する規格であるIEC61000-3-2が存在する。
【０００３】
上記の機器の高調波歪みを改善するために力率改善回路が用いられる。７５Ｗ以上の電源機器としては電源アダプタ等が対象となる。電源アダプタ等に力率改善回路が用いられる場合、力率改善回路において電力損失が発生するため、エナジースター6.0等の電力規格の達成が難しくなる。
【０００４】
力率改善回路では、臨界モードトポロジーがよく用いられる（例えば特許文献１参照）。臨界モードトポロジーがよく用いられる理由としては、臨界モード力率改善回路では、ＡＣ電圧に応じてスイッチング素子のオン時間を制御することが簡単でありコストを低減し易いこと、及び効率が高いことが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１７－１１８７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的な臨界モード力率改善回路では、ＡＣ電圧が高いとき又は軽負荷のときにスイッチング周波数が上昇し、ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）規格の１５０ｋＨｚを超えてしまうおそれがある。したがって、一般的な臨界型力率改善回路では、ＥＭＩ規格を達成するために、大型かつ高価なフィルタが必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る力率改善回路の制御装置は、電源端子対に加わる交流電圧から直流の出力電圧を生成するように構成された電源装置に設けられる力率改善回路の制御装置である。前記力率改善回路は、前記交流電圧を全波整流することで全波整流電圧を生成するように構成された全波整流回路と、前記出力電圧が加わるように構成された出力配線と、の間に設けられる。前記力率改善回路は、全波整流回路と前記出力配線との間に挿入されるインダクタと、前記インダクタに流れる電流を制御するためにオン状態とオフ状態とが切り替わるように構成されたスイッチング素子と、を含む。前記制御装置は、前記スイッチング素子をオフしている期間において、前記スイッチング素子の第１端と第２端との間の電圧の自由振動でのボトムの個数を、前記スイッチング素子のターンオンから前記自由振動の開始までの期間に基づき制御するように構成されている。
【０００８】
本開示に係る力率改善回路は、上記構成の制御装置と、前記インダクタと、前記制御装置に内蔵又は外付け接続される前記スイッチング素子と、を備える。
【０００９】
本開示の電源装置は、上記構成の力率改善回路と、前記全波整流回路と、前記出力配線と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、軽負荷時にスイッチング周波数を低減することができる力率改善を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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