[发明专利]电力变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力变换装置，具备功率因数改善(PFC：Power Factor Correction)功能而将交流电力升降压变换为直流电力。

背景技术

以往，在下述专利文献1中，提出了能够按照高功率因数进行动作的由2级的转换器构成的AC/DC转换器。另外，在专利文献2中，提出了如下技术：用H桥型的升降压转换器构成AC/DC转换器，从而廉价、小型且能够高效地进行动作。

专利文献1：日本特开2010-81736号公报

专利文献2：日本特开2012-85397号公报

发明内容

但是，在上述专利文献1的装置中，具备分别地构成了进行功率因数改善动作的PFC电路、和进行降压动作的降压电路的2级的转换器。因此，存在整体上部件件数增加而成本高这样的问题。另外，存在由于具有2级转换器而效率降低这样的问题。

另外，在上述专利文献2的装置中，用1级的升降压转换器实现了功率因数改善动作，但未公开任何用于进行PFC控制的最佳并且具体的目标电抗器电流的运算。

本发明是为了解决上述课题而完成的，提供一种电力变换装置，与升压控制时、降压控制时以及升降压控制时对应地变更作为目标的电抗器电流的运算方法而控制电抗器电流，从而使输入电流波形接近输入电压波形来实现高功率因数。

本发明的电力变换装置包括电源主电路部和电源控制部，

所述电源主电路部具备：全波整流电路，对交流电源的交流电压进行全波整流；H桥型升降压转换器，具有第1开关元件及第2开关元件和电抗器，将通过所述全波整流电路得到的输入电压变换为作为目标的输出电压；以及检测电路，分别检测由所述全波整流电路进行了全波整流之后的输入电压、由所述H桥型升降压转换器进行了电压变换之后的输出电压、以及在所述H桥型升降压转换器的所述电抗器中流过的电抗器电流iL，

所述电源控制部根据由所述检测电路检测到的检测信号来对所述H桥型升降压转换器的所述第1开关元件及第2开关元件进行ON/OFF控制，从而控制所述输出电压，并且控制所述电抗器电流iL而进行使输入电流波形接近输入电压波形的功率因数改善控制，

其中，

所述电源控制部根据所述输入电压和所述输出电压的比较，判断所述H桥型升降压转换器的升压控制、降压控制或者升降压控制的动作，与所述升压控制时、所述降压控制时或者所述升降压控制时对应地，分别个别地进行用于进行所述PFC控制的目标电抗器电流iL*的运算，进行电流控制以使所述电抗器电流iL与所述目标电抗器电流iL*一致。

根据本发明，在使用了H桥型升降压转换器的情况下，与升压控制时、降压控制时或者升降压控制时对应地分别个别地进行用于进行功率因数改善控制的目标电抗器电流iL*的运算，进行电流控制以使电抗器电流iL与上述目标电抗器电流iL*一致，所以能够使输入电流波形更接近输入电压波形，能够得到高的功率因数改善效果。另外，能够通过1级的转换器得到期望的输出，所以能够低成本地实现高效率。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的电力变换装置的电源主电路部的电路框图。

图2是示出本发明的实施方式1的电力变换装置的电源控制部的电路框图。

图3是本发明的实施方式1中的针对输入输出电压的升压控制以及降压控制的动作模式的说明图。

图4是本发明的实施方式1的峰值电流控制方式的说明图。

图5是示出本发明的实施方式1的电源控制部的控制内容的流程图。

图6是本发明的实施方式1的迟滞比较器(hysteresis comparator)控制方式的说明图。

图7是本发明的实施方式1的窗口比较器(window comparator)控制方式的说明图。

图8是示出本发明的实施方式2的电力变换装置的电源控制部的结构的电路框图。

图9是示出在峰值电流控制方式中未对开关频率设置限制的情况下的输入电压|vac|是0附近的目标峰值电流iref*和电抗器电流iL的说明图。

图10是本发明的实施方式2的电力变换装置的峰值电流控制方式(对开关频率设置上限)的说明图。

图11是示出本发明的实施方式3的电力变换装置的电源控制部的电路框图。

图12是在峰值电流控制方式中在升降压时的任意一个控制模式中都固定了开关元件的开关频率的情况下产生的开关不连续期间的说明图。