[發(fā)明專利]開關(guān)電源裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980156006.5
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN102308462A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鵜野良之
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M3/28
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 樊建中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輸入交流電源并輸出直流電壓的電源裝置，特別涉及具備抑制高次諧波電流的PFC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)電源裝置。

背景技術(shù)

連接于商用電源的電氣設(shè)備，根據(jù)其功率容量(power?capacity)而存在高次諧波電流限制，將商用電源作為輸入的開關(guān)電源裝置為了消除該限制多數(shù)具備PFC(功率因數(shù)改善電路)轉(zhuǎn)換器。

將商用交流電源作為輸入電源的一般的開關(guān)電源裝置，對商用交流電源進行整流平滑來變換成直流電壓后，用DC-DC轉(zhuǎn)換器對其進行開關(guān)，因此輸入電流變得不連續(xù)，并從正弦波大幅變形。這是高次諧波電流產(chǎn)生的原因。

因此，為了抑制該高次諧波電流，在全波整流電路的后級并且在基于平滑電容器的平滑電路的前面設(shè)置了PFC轉(zhuǎn)換器。

該PFC轉(zhuǎn)換器由斬波電路構(gòu)成，按照使輸入電流波形成為與輸入電壓波形相似形狀且同相位的正弦波狀的方式工作。因此高次諧波電流被抑制在一定水平以下，功率因數(shù)也得到改善。

這樣的PFC轉(zhuǎn)換器是一種升壓轉(zhuǎn)換器，因此PFC轉(zhuǎn)換器自身的變換效率的好壞會影響到電源裝置整體的功率變換效率。若將PFC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓不必要地升壓，則功率變換效率降低。

若與后級的DC-DC轉(zhuǎn)換器電路及其負(fù)載狀態(tài)無關(guān)地，控制PFC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓(＝后級的DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓)使其固定，則在輕負(fù)載的情況下，對于后級的DC-DC轉(zhuǎn)換器來說，被過量地施加了較高的輸入電壓，從而功率變換效率降低。

作為防止這種情況的現(xiàn)有技術(shù)，有專利文獻1和專利文獻2。

專利文獻1的電源裝置是控制PFC轉(zhuǎn)換器，使其輸出比輸入電壓的峰值高某固定值的電壓的電源裝置。

專利文獻2的電源裝置是根據(jù)來自負(fù)載的反饋，在為輕負(fù)載時停止PFC轉(zhuǎn)換器的工作的電源裝置。

在此，參照圖1來說明專利文獻2所公開的開關(guān)電源裝置的構(gòu)成。圖1所示的開關(guān)電源裝置具備：將寬范圍的交流輸入電壓1變換成直流電壓的整流器2、將該整流輸出提供給DC-DC轉(zhuǎn)換器4a的升壓型功率變換器3a、進行其控制的PFC控制電路42a、檢測負(fù)載狀態(tài)的負(fù)載檢測電路41、進行輸出電壓的控制的輸出電壓控制部43、切換PFC控制電路的工作/停止的PFC接通/斷開電路44。

PFC接通/斷開電路44對負(fù)載檢測電路41的檢測輸出值和用于判定負(fù)載狀態(tài)的判定基準(zhǔn)值進行比較，PFC控制電路42a根據(jù)該比較結(jié)果來進行PFC轉(zhuǎn)換器的工作或者停止。

專利文獻1：JP特開2001-268897號公報

專利文獻2：JP特開2007-181362號公報

但是，在專利文獻1的電源裝置中，存在與負(fù)載無關(guān)只根據(jù)輸入電壓來決定PFC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的問題。在專利文獻2的電源裝置中，存在需要用于檢測負(fù)載的輕重并進行反饋的專用電路的問題。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種開關(guān)電源裝置，其能夠不取得來自負(fù)載的反饋，而根據(jù)負(fù)載的輕重自動且連續(xù)地將PFC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓控制為最佳值。

為了解決所述課題，本發(fā)明如下來構(gòu)成。

(1)一種開關(guān)電源裝置，其特征在于，具有：

PFC轉(zhuǎn)換器，其具備：整流電路，其對從交流輸入電源輸入的交流電壓進行整流；串聯(lián)電路，其連接于所述整流電路的后級，且含有電感器和開關(guān)元件；整流平滑電路，其與所述開關(guān)元件并聯(lián)連接；和開關(guān)控制單元，其控制所述開關(guān)元件，以使得從所述交流輸入電源輸入的輸入電流相對于所述交流電壓成為相似形狀；以及

絕緣型DC-DC轉(zhuǎn)換器，其連接于所述PFC轉(zhuǎn)換器的后級，且具有：變壓器，其至少具有初級線圈和次級線圈；初級側(cè)電路，其連接于所述初級線圈；和次級側(cè)電路，其連接于所述次級線圈，向負(fù)載輸出電源電壓，

該開關(guān)電源裝置具備：

輸入電壓檢測單元，其檢測從所述交流輸入電源輸入的輸入電壓；

電流檢測單元，其檢測在所述電感器中流過的電流或者在所述開關(guān)元件中流過的電流；和

輸出電壓檢測單元，其檢測所述整流平滑電路的輸出電壓，

所述開關(guān)控制單元將所述輸出電壓的檢測值相對于所述輸出電壓的目標(biāo)值的誤差即輸出電壓誤差、和所述輸入電壓的檢測值的積作為電流基準(zhǔn)振幅值，并根據(jù)該電流基準(zhǔn)振幅值和由所述電流檢測單元檢測出的電流的差來控制所述開關(guān)元件的接通時間，

所述開關(guān)電源裝置還設(shè)置了輸出電壓控制值校正單元，該輸出電壓控制值校正單元按照隨著所述負(fù)載從輕負(fù)載狀態(tài)變成重負(fù)載狀態(tài)而所述輸出電壓上升的方式，利用所述電流基準(zhǔn)振幅值的比例值來校正所述輸出電壓的目標(biāo)值或者所述輸出電壓誤差。