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公開番号2025014428
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023116971
出願日2023-07-18
発明の名称集積回路および電源回路
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人一色国際特許事務所
主分類H02M 7/12 20060101AFI20250123BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】力率改善回路の入力電流の全高調波歪を改善することができる集積回路を提供する。
【解決手段】集積回路は、交流電圧を整流する全波整流回路からの整流電圧が印加されるフィルタと、前記フィルタからの電圧が印加されるインダクタと、前記インダクタに流れるインダクタ電流を制御するトランジスタとを備え、前記交流電圧から目的レベルの出力電圧を生成する電源回路の前記トランジスタをスイッチングする集積回路であって、前記フィルタから接地に流れる第1電流及び前記インダクタ電流の和の第2電流に応じた第1電圧が印加される第1端子と、前記インダクタ電流が所定値より小さくなると、前記トランジスタをオンし、前記第2電流のピーク値が前記整流電圧と相似形となるよう、前記第1電圧に基づいて前記トランジスタをオフするスイッチング制御回路と、を備える。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
交流電圧を整流する全波整流回路からの整流電圧が印加されるフィルタと、前記フィルタからの電圧が印加されるインダクタと、前記インダクタに流れるインダクタ電流を制御するトランジスタとを備え、前記交流電圧から目的レベルの出力電圧を生成する電源回路の前記トランジスタをスイッチングする集積回路であって、
前記フィルタから接地に流れる第１電流及び前記インダクタ電流の和の第２電流に応じた第１電圧が印加される第１端子と、
前記インダクタ電流が所定値より小さくなると、前記トランジスタをオンし、前記第２電流のピーク値が前記整流電圧と相似形となるよう、前記第１電圧に基づいて前記トランジスタをオフするスイッチング制御回路と、
を備える集積回路。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の集積回路であって、
前記第１電圧をレベルシフトして第２電圧として出力するレベルシフト回路、
を含み、
前記第１端子には、前記全波整流回路の低電位側の端子と、前記接地との間に設けられ、前記第２電流を検出する抵抗が接続され、
前記スイッチング制御回路は、
前記第２電流のピーク値の目標値であって、前記整流電圧及び前記出力電圧に応じた前記目標値と、前記第２電圧とに基づいて、前記トランジスタをオフする、
集積回路。
【請求項３】
請求項２に記載の集積回路であって、
前記スイッチング制御回路は、
前記出力電圧に応じた第３電圧と、前記整流電圧を分圧した第４電圧とを乗算して前記目標値を示す第５電圧を出力する乗算回路と、
前記第５電圧及び前記第２電圧のうち何れか一方の電圧を反転する反転回路と、
前記第５電圧及び前記第２電圧のうち他方の電圧と、前記反転回路が出力する第６電圧とを比較する第１比較回路と、
前記インダクタ電流が前記所定値より小さくなると、前記トランジスタをオンする駆動信号を出力し、前記他方の電圧のレベルが前記第６電圧のレベルとなると、前記トランジスタをオフする前記駆動信号を出力する駆動信号出力回路と、
を含む集積回路。
【請求項４】
請求項２に記載の集積回路であって、
前記スイッチング制御回路は、
前記出力電圧に応じた第３電圧と、前記整流電圧を分圧した第４電圧とを乗算して前記目標値を示す第５電圧を出力する乗算回路と、
前記第５電圧を反転する反転回路と、
前記反転回路が出力する第７電圧と、前記第２電圧とを比較する第２比較回路と、
前記インダクタ電流が前記所定値より小さくなると、前記トランジスタをオンする駆動信号を出力し、前記第２電圧のレベルが前記第７電圧のレベルとなると、前記トランジスタをオフする前記駆動信号を出力する駆動信号出力回路と、
を含む集積回路。
【請求項５】
請求項１～４の何れか一項に記載の集積回路であって、
前記インダクタ電流に応じた電圧が印加される第２端子と、
前記第２端子の電圧に基づいて、前記インダクタ電流が所定電流よりも大きいことを検出すると、前記スイッチング制御回路に、前記トランジスタをオフさせる過電流保護回路と、
を備える集積回路。
【請求項６】
請求項１に記載の集積回路であって、
前記電源回路は、
前記全波整流回路と、
前記全波整流回路の低電位側の端子と、接地との間に設けられる抵抗と、
を備え、
前記第１端子は、前記抵抗と、前記端子に接続される、
集積回路。
【請求項７】
請求項１に記載の集積回路であって、
前記スイッチング制御回路は、
前記出力電圧に応じた第３電圧と、前記整流電圧を分圧した第４電圧とを乗算して前記第２電流のピーク値の目標値を示す第５電圧を出力する乗算回路と、
前記第５電圧と、前記第１電圧とを比較する第３比較回路と、
前記インダクタ電流が所定値より小さくなると、前記トランジスタをオンする駆動信号を出力し、前記第１電圧のレベルが前記第５電圧のレベルとなると、前記トランジスタをオフする前記駆動信号を出力する駆動信号出力回路と、
を含む集積回路。
【請求項８】
交流電圧から目的レベルの出力電圧を生成する電源回路であって、
前記交流電圧を整流する全波整流回路と、
整流電圧が印加されるフィルタと、
前記全波整流回路の低電位側の端子と、接地との間に設けられる抵抗と、
前記フィルタからの電圧が印加されるインダクタと、
前記インダクタに流れるインダクタ電流を制御するトランジスタと、
前記トランジスタをスイッチングする集積回路と、
を備え、
前記集積回路は、
前記フィルタから接地に流れる第１電流及び前記インダクタ電流の和の第２電流に応じた第１電圧が印加される第１端子と、
前記インダクタ電流が所定値より小さくなると、前記トランジスタをオンし、前記第２電流のピーク値が前記整流電圧と相似形となるよう、前記第１電圧に基づいて前記トランジスタをオフするスイッチング制御回路と、
を含み、
前記第１端子は、前記抵抗と、前記端子に接続される、
電源回路。
【請求項９】
交流電圧を整流する全波整流回路からの整流電圧が印加されるフィルタと、前記フィルタからの電圧が印加されるインダクタと、前記インダクタに流れるインダクタ電流を制御するトランジスタと、前記フィルタと前記全波整流回路との間に設けられた電流検出部を備え、前記交流電圧から目的レベルの出力電圧を生成する電源回路の前記トランジスタをスイッチングする集積回路であって、
前記フィルタから接地に流れる第１電流及び前記インダクタ電流の和の第２電流に応じた前記電流検出部に発生した第１電圧が印加される第１端子と、
前記インダクタ電流が所定値より小さくなると前記トランジスタをオンし、前記出力電圧に応じた目標値と前記第１電圧とに基づいて前記トランジスタをオフするスイッチング制御回路と、
を備える集積回路。
【請求項１０】
請求項９に記載の集積回路であって、
前記第１電圧をレベルシフトして第２電圧として出力するレベルシフト回路、を含み、
前記目標値は前記交流電圧と前記出力電圧に応じたものであり、
前記スイッチング制御回路は前記目標値と前記第２電圧とに基づいて前記トランジスタをオフする、
集積回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路および電源回路に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
交流電圧から目的レベルの出力電圧を生成する力率改善回路には、一般的に、インダクタ電流のピーク値の波形を全波整流電圧の波形と相似形とし、力率を改善するようスイッチング素子をスイッチングする集積回路が設けられている（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－１８１３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、力率改善回路には、全波整流回路の後段に入力フィルタが設けられることがある。このような場合、入力フィルタに含まれるコンデンサに電流が流れるため、力率改善回路への入力電流は、コンデンサへの電流と、インダクタ電流とを含むこととなる。
【０００５】
そのため、インダクタ電流のピーク値の波形のみ調整する場合、力率改善回路への入力電流の全高調波歪（ＴＨＤ）が十分に改善されないことがある。
【０００６】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、力率改善回路の入力電流の全高調波歪を改善することができる集積回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の集積回路の第１の態様は、交流電圧を整流する全波整流回路からの整流電圧が印加されるフィルタと、前記フィルタからの電圧が印加されるインダクタと、前記インダクタに流れるインダクタ電流を制御するトランジスタとを備え、前記交流電圧から目的レベルの出力電圧を生成する電源回路の前記トランジスタをスイッチングする集積回路であって、前記フィルタから接地に流れる第１電流及び前記インダクタ電流の和の第２電流に応じた第１電圧が印加される第１端子と、前記インダクタ電流が所定値より小さくなると、前記トランジスタをオンし、前記第２電流のピーク値が前記整流電圧と相似形となるよう、前記第１電圧に基づいて前記トランジスタをオフするスイッチング制御回路と、を備える。
【０００８】
また、本発明の電源回路の態様は、交流電圧から目的レベルの出力電圧を生成する電源回路であって、前記交流電圧を整流する全波整流回路と、整流電圧が印加されるフィルタと、前記全波整流回路の低電位側の端子と、接地との間に設けられる抵抗と、前記フィルタからの電圧が印加されるインダクタと、前記インダクタに流れるインダクタ電流を制御するトランジスタと、前記トランジスタをスイッチングする集積回路と、を備え、前記集積回路は、前記フィルタから接地に流れる第１電流及び前記インダクタ電流の和の第２電流に応じた第１電圧が印加される第１端子と、前記インダクタ電流が所定値より小さくなると、前記トランジスタをオンし、前記第２電流のピーク値が前記整流電圧と相似形となるよう、前記第１電圧に基づいて前記トランジスタをオフするスイッチング制御回路と、を含み、前記第１端子は、前記抵抗と、前記端子に接続される。
【０００９】
また、本発明の集積回路の第２の態様は、交流電圧を整流する全波整流回路からの整流電圧が印加されるフィルタと、前記フィルタからの電圧が印加されるインダクタと、前記インダクタに流れるインダクタ電流を制御するトランジスタと、前記フィルタと前記全波整流回路との間に設けられた電流検出部を備え、前記交流電圧から目的レベルの出力電圧を生成する電源回路の前記トランジスタをスイッチングする集積回路であって、前記フィルタから接地に流れる第１電流及び前記インダクタ電流の和の第２電流に応じた前記電流検出部に発生した第１電圧が印加される第１端子と、前記インダクタ電流が所定値より小さくなると前記トランジスタをオンし、前記出力電圧に応じた目標値と前記第１電圧とに基づいて前記トランジスタをオフするスイッチング制御回路と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、力率改善回路の入力電流の全高調波歪を改善することができる集積回路を提供することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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