[发明专利]交错控制电源装置、该电源装置的控制电路和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及进行功率因数改善(PFC：Power Factor Correction，功 率因数校正)的交错控制电源装置、该电源装置的控制电路和控制方 法，特别涉及以交流电源为输入，采用交错的开关控制方式，以高功 率因数转换成直流输出的开关电源装置。

背景技术

众所周知，在交流功率中有有效功率、无效功率和视在功率，在 AC/DC转换时所能转换的功率仅是有效功率。从而，功率因数(Power Factor)越大(越接近100％)，越能够将更多的功率转换成DC。因此， 在设计效率高的开关电源装置时，一般都会关注PFC(Power Factor Correction)。进一步，近年来有关高次谐波的规定不断发展，作为抑制 高次谐波的电路的PFC变得重要。

一直以来，已知有使用升压电路形成与输入电压成比例的输入电 流，同时控制稳定的输出电压的PFC升压型变换器。在这种PFC升压 型变换器中，作为控制开关元件的控制方式，根据流过电感器的电流， 已知有(电流)不连续方式、(电流)连续方式以及临界方式。

而且，在临界方式中，已知有临界单级方式和临界交错方式。在 一般的交错的控制方式中，为了抑制输出电压和输出电流的波纹 (ripple)以及输出电流的峰值，必须使2个变换器电路(主动和从动) 的相位差为180°。下述专利文献1中公开了以数字方式进行控制的临 界交错的控制方式，此外，下述专利文献2至4中公开了以模拟方式 进行控制的临界交错的控制方式。

【专利文献1】美国专利申请公开第2007/2532323号说明书

【专利文献2】美国专利申请公开第2007/2532324号说明书

【专利文献3】日本特开平10-127049号公报

【专利文献4】日本特开平10-146049号公报

发明内容

专利文献1中公开的数字方式是为了得到180°即半周期的相位 差，首先按照时钟周期测量开关周期的方式，为了保证足够的精度， 需要比开关周期充分小的时钟周期。为了实现该方式需要增加数字的 位数，因此有电路规模变大的问题。

专利文献2中公开的模拟方式需要有相对于各相独立的开关控制 电路，从而存在延迟变长直到各相的相位差成为规定的相位差的问题， 而且，还存在相位差检测电路复杂，相位调整的精度低，电路规模变 大的问题。详细地说，在专利文献2的图4所示的电路中，对于2个 变换器电路392、394，准备有将两者的相位差保持在180°的相位差 保持电路390，存在直到该相位差保持电路390完成相位差的调整需要 很长时间的问题。

此外，专利文献3和4中公开的模拟方式是，以主动信号为基准， 在主动信号的一个周期的期间内，对一个电容器进行充电，用另一个 电容器进行放电，检测2个电容器的电压交叉的定时而决定从动信号 的定时。但是，该方式必须要有检测进行充电和/或放电的2个电容 器的电压交叉的定时的电路，放电侧的电容器必须具有在交叉的定时 迅速放电的功能。因此，存在形成从动信号的电路复杂，且相位调整 的精度低的问题。

即，为了如上所述地使主动和从动的相位差成为180°，需要使充 电电流和放电电流、以及2个电容器的电容值完全相同。特别是对于 电容器来说，若以分立元件构成2个电容器，则存在不能避免偏差的 问题，此外，如果比较2个电容器的电压的比较器中存在偏移电压 (offset voltage)，则存在偏移电压直接与相位差的误差相关联的问题。

此外，关于电流，在上述专利文献3中，成为CR的时间常数电路 的电流，因此还是具有不能充分地保证精度的问题。另外，在上述专 利文献4的图9中使用了恒定电流源，因此认为能够保证电流精度。

为了克服这样的现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种具 有为简单的模拟交错控制方式、并且相位调整的精度高且电路规模小 的交错控制电路的交错控制电源装置、该电源装置的控制电路和控制 方法。

本发明的交错控制电源装置具有主动变换器和从动变换器，使该 主动变换器的开关元件和该从动变换器的开关元件分别以规定的相位 差进行动作，该交错控制电源装置的特征在于：

上述主动变换器具有控制上述开关元件的主动侧控制电路，该主 动侧控制电路生成控制上述开关元件的导通和关断的主动信号，以该 主动信号的导通和关断的定时来控制上述开关元件，