[发明专利]功率因子校正变换器

说明书

本发明涉及PFC(Power Factor Correction)变换器(Converter)，详细地说，涉及这样的PFC变换器，其包括为了降低高次谐波电流(HarmonicCurrent)而被控制的延迟电路，为了由此而把大容量电容器的电压维持为恒定，而提高功率因数，单级地控制构成为两级的PFC变换器和DC-DC变换器。

通常，在流过供电线路中的电压中，形成周期性的波形，在该周期性的波形的各个成分中，除基波之外，还存在成为作为基波的n倍频率的第n次高次谐波的高次谐波噪声(Harmonic Noise)的高次谐波电流。但是，近年来，在各国中，在上述供电线路中供给电压时，为了降低供电损耗而提高电压来进行供电，随之而在作为构成电源供给装置的变压器的原边的输入端上在大容量(Bulk)电容器的前端提供线圈(Coil)，从而防止在大容量电容器上施加过电压，或包括升压(Boost-Up)电路，通过对进行供电而施加到电源供给装置上的上述电压进行开关，来进行斩波(Chopping)，而从输入给电源供给装置的电压中降低高次谐波电流，由此，来提高功率因数。

图1是根据现有技术的平滑型变换器的电路图。

现有技术的平滑型变换器包括：对输入电压(Vi)进行整流的桥式整流器(Bridge Diode)10、从上述桥式整流器10的输出中降低高次谐波电流以改善功率因数的平滑部12、通过开关部Q的开关而使上述平滑部12的输出从原边线圈向副边线圈进行感应的变压器T、进行开关以通过控制部16的控制来对该平滑部12的输出进行脉宽调制的开关部Q、对上述变压器T的副边输出进行整流和平滑的输出部14、把上述输出部14的输出电压(Vo)进行反馈来控制开关部Q的控制部16。

在上述这样构成的现有技术中的平滑型变换器，在输入电压Vi变为高于连接在平滑部12的第二二极管D2上的第一和第二电容器C1、C2的电位而施加时，按照上述第二电容器C2和第二二极管D2的正方向来对第一电容器C1进行充电。当输入电压Vi变为低于第一和第二电容器C1、C2的电位而施加时，通过由同第一电容器C1串联连接的第一二极管D1和接着同第二电容器C2串联连接的第三二极管D3构成的闭合回路而对第一和第二电容器C1、C2进行充电的电压，通过随着控制部16的控制而被开关的开关部Q的动作而被施加到变压器T上。

当由输入电压Vi而使电流对平滑部12的第一和第二电容器C1、C2进行充电时，在上述输入电压Vi高于同第二二极管D2相连接的第一和第二电容器C1、C2的充电电压而施加的情况下，上述输入电压Vi对串联连接的第一和第二电容器C1、C2进行充电，但是，由于第一和第二电容器C1、C2中的电容器的容量较小，由输入电压Vi对上述第一和第二电容器C1、C2进行充电的充电电流导通角变宽，正是基于这个原因，改善了作为电源供给装置的变换器的功率因数。

图2a是现有技术中的两级控制PFC变换器的电路图，图2b是现有技术中的单级控制PFC变换器的电路图。

现有技术中的两级(TwoStage)控制PFC变换器的电路包括：对输入电压(Vi)进行整流的桥式整流器(Bridge Diode)20、对第二开关元件Q2进行开关以改善上述桥式整流器20的输出功率因数的PFC的升压器22、检测施加在大容量电容器C上的电压并随之对升压器22的第二开关元件Q2进行开关的驱动器22a、使上述升压器22的输出从原边线圈向副边线圈进行感应的变压器T、进行开关以通过控制部26的控制来对该升压器22的输出进行脉宽调制的开关部Q、对上述变压器T的副边输出进行整流和平滑的输出部24、把上述输出部24的输出电压(Vo)进行反馈来控制开关部Q的控制部26。

这样构成的现有技术中的两级控制PFC变换器的电路还另外包括作为变换器的升压器22，在进行电压控制的DC-DC变换器的前级实现功率因数改善。由此，通过使控制部26另外动作以使从变换器的输入端施加在大容量电容器C上的电压在输入电压Vi的变动上成为恒定的驱动器22a，来对升压器22的第二开关元件Q2进行开关，由此，在升压器22和DC-DC变换器的两级中动作以从施加在PFC的升压器22的线圈L的电流中降低高次谐波电流并改善功率因数。