開關(guān)電源電路控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是控制開關(guān)電源電路的方法，應(yīng)用于例如該開關(guān)電源構(gòu)成升壓轉(zhuǎn)換器的情況。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來，公知有采用了所謂升壓轉(zhuǎn)換器這種結(jié)構(gòu)的功率因數(shù)改善電路。例如在以下舉出的專利文獻(xiàn)2、4中，采用設(shè)有一對升壓轉(zhuǎn)換器的所謂的交替(interleave)方式。
[0003]由于這樣的升壓轉(zhuǎn)換器的動作伴隨著開關(guān)(switching)，因此伴隨有開關(guān)損失、諧波的產(chǎn)生、進(jìn)而產(chǎn)生泄漏電流的現(xiàn)象。為了改善該現(xiàn)象，在上述專利文獻(xiàn)1、3中，當(dāng)負(fù)載小時(shí)，升壓轉(zhuǎn)換器的動作采用不連續(xù)模式，當(dāng)負(fù)載大時(shí)，采用升壓轉(zhuǎn)換器的臨界模式。同樣，在專利文獻(xiàn)2中，在低負(fù)載時(shí)采用不連續(xù)模式，在高負(fù)載時(shí)采用臨界模式或連續(xù)模式。
[0004]另外，不連續(xù)模式、臨界模式、連續(xù)模式這類術(shù)語本來應(yīng)該用于升壓轉(zhuǎn)換器具有的電抗器中流通的電流的電流模式。但在本申請中為了方便，也采用這些術(shù)語來表述具有該電抗器的升壓轉(zhuǎn)換器的工作模式。
[0005]通過這樣采用不連續(xù)模式作為低負(fù)載時(shí)的升壓轉(zhuǎn)換器的動作，由此，在諧波的功率成分小的工作區(qū)域降低開關(guān)頻率，以實(shí)現(xiàn)諧波功率成分的降低及開關(guān)損失的降低。
[0006]另外，專利文獻(xiàn)5公開了關(guān)于后述的泄漏電流的補(bǔ)償技術(shù)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-291034號公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:國際公開第2010/023978號
[0011]專利文獻(xiàn)3:日本特開2011-019323號公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)4:日本特開2011-223865號公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)5:日本專利第3044650號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明所要解決的課題
[0015]但是，即使在不連續(xù)模式的情況下，既然伴隨著開關(guān)，升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)損失不可避免。
[0016]此外，在較廣的工作區(qū)域中，由于具有負(fù)載越小泄漏電流越大的傾向，因此，即使采用不連續(xù)模式，也存在著升壓轉(zhuǎn)換器的泄漏電流不能充分減小的工作區(qū)域。
[0017]本發(fā)明正是鑒于上述課題而提出，其目的在于，提供一種即使在開關(guān)電源電路的負(fù)載小的情況下也抑制泄漏電流的增大、效率的降低、諧波的增大的技術(shù)。
[0018]用于解決課題的手段
[0019]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法是控制具有下述元件的開關(guān)電源電路的方法。即:第I輸入端Pl和第2輸入端P2 ;第I輸出端P3和第2輸出端P4，它們連接有電容器Cl和負(fù)載4 ;第2電源線LL，其連接所述第2輸入端與所述第2輸出端；以及至少一個電路 3a、3b ο
[0020]但是所述電路分別具有:第I電源線LH1、LH2，其連接所述第I輸入端與所述第I輸出端；電抗器L1、L2，其設(shè)在所述第I電源線上；二極管D11、D21，其在所述第I電源線上與所述電抗器串聯(lián)，陽極朝向所述電抗器側(cè)配置；以及開關(guān)元件S1、S2，其設(shè)于所述電抗器和所述二極管之間的點(diǎn)與所述第2電源線之間。
[0021]并且在該控制方法中，當(dāng)所述負(fù)載的功耗小于第I閾值Pll、P12、P13、P14、P15、P16、P21、P22時(shí)，在所述電路中均將所述開關(guān)元件設(shè)為非導(dǎo)通，從全部所述電路向所述負(fù)載提供電力。并且，當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗大于所述第I閾值時(shí)，使所述電路的至少任意一個的所述開關(guān)元件間歇性導(dǎo)通，從全部所述電路向所述負(fù)載提供電力。
[0022]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法的第2技術(shù)方案是其第I技術(shù)方案，下述第2閾值P21、P22、P23大于所述第I閾值Pll、P12、P13，下述第3閾值P31、P32、P33大于所述第2閾值。
[0023]當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗大于所述第I閾值且小于所述第2閾值時(shí)，流經(jīng)所述電抗器的電流模式采用不連續(xù)模式。
[0024]當(dāng)所述負(fù)載的功耗大于所述第2閾值且小于所述第3閾值時(shí)，所述電流模式采用臨界模式。
[0025]當(dāng)所述負(fù)載的功耗大于所述第3閾值時(shí)，所述電流模式采用連續(xù)模式。
[0026]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法的第3技術(shù)方案是其第I技術(shù)方案，下述第2閾值P21、P22、P23大于所述第I閾值Pll、P12、P13。
[0027]當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗大于所述第I閾值且小于所述第2閾值時(shí)，流經(jīng)所述電抗器的電流模式采用不連續(xù)模式。
[0028]當(dāng)所述負(fù)載的功耗大于所述第2閾值時(shí)，所述電流模式采用臨界模式。
[0029]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法的第4技術(shù)方案是其第I技術(shù)方案，下述第2閾值P31、P32、P33大于所述第I閾值P21、P22、P23。
[0030]當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗大于所述第I閾值且小于所述第2閾值時(shí)，流經(jīng)所述電抗器的電流模式采用臨界模式。
[0031]當(dāng)所述負(fù)載的功耗大于所述第2閾值時(shí)，所述電流模式采用連續(xù)模式。
[0032]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法的第5技術(shù)方案是其第I技術(shù)方案，下述第2閾值P31、P32、P33大于所述第I閾值Pll、P12、P13。
[0033]當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗大于所述第I閾值且小于所述第2閾值時(shí)，流經(jīng)所述電抗器的電流模式采用不連續(xù)模式。
[0034]當(dāng)所述負(fù)載的功耗大于所述第2閾值時(shí)，所述電流模式采用連續(xù)模式。
[0035]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法的第6技術(shù)方案是其第2技術(shù)方案，當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第I閾值Pii時(shí)且所述電流模式采用不連續(xù)模式時(shí)的來自所述開關(guān)電源電路的泄漏電流的大小、當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第2閾值P21時(shí)且所述電流模式采用臨界模式時(shí)的所述泄漏電流的大小、以及當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第3閾值P31時(shí)且所述電流模式采用連續(xù)模式時(shí)的所述泄漏電流的大小彼此相等。
[0036]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法的第7技術(shù)方案是其第3技術(shù)方案，當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第I閾值Pii時(shí)且所述電流模式采用不連續(xù)模式時(shí)的來自所述開關(guān)電源電路的泄漏電流的大小、以及當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第2閾值P21時(shí)且所述電流模式采用臨界模式時(shí)的所述泄漏電流的大小彼此相等。
[0037]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法的第8技術(shù)方案是其第4技術(shù)方案，當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第I閾值P21時(shí)且所述電流模式采用臨界模式時(shí)的來自所述開關(guān)電源電路的泄漏電流的大小、以及當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第2閾值P31時(shí)且所述電流模式采用連續(xù)模式時(shí)的所述泄漏電流的大小彼此相等。
[0038]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法的第9技術(shù)方案是其第5技術(shù)方案，當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第I閾值Pii時(shí)且所述電流模式采用不連續(xù)模式時(shí)的來自所述開關(guān)電源電路的泄漏電流的大小、以及當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第2閾值P31時(shí)且所述電流模式采用連續(xù)模式時(shí)的所述泄漏電流的大小彼此相等。
[0039]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法的第10技術(shù)方案是其第2技術(shù)方案，當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第I閾值P12時(shí)且所述電流模式采用不連續(xù)模式時(shí)的所述開關(guān)電源電路的效率、當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第2閾值P22時(shí)且所述電流模式采用臨界模式時(shí)的所述效率、以及當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第3閾值P32時(shí)且所述電流模式采用連續(xù)模式時(shí)的所述效率這三者之間，至少任意兩個互不相同。
[0040]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法的第11技術(shù)方案是其第2技術(shù)方案，當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第I閾值P13時(shí)且所述電流模式采用不連續(xù)模式時(shí)的所述開關(guān)電源電路中產(chǎn)生的諧波的大小、當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第2閾值P23時(shí)且所述電流模式采用臨界模式時(shí)的所述諧波的大小、以及當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第3閾值P33時(shí)且所述電流模式采用連續(xù)模式時(shí)的所述諧波的大小彼此相等。
[0041]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法的第12技術(shù)方案是其第3技術(shù)方案，當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第I閾值P13時(shí)且所述電流模式采用非導(dǎo)通模式時(shí)的所述開關(guān)電源電路的效率、以及當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第2閾值P23時(shí)且所述電流模式采用不連續(xù)模式時(shí)的所述效率彼此相等。
[0042]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法的第13技術(shù)方案是其第4技術(shù)方案，當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第I閾值P13時(shí)且所述電流模式采用非導(dǎo)通模式時(shí)的所述開關(guān)電源電路的效率、以及當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第2閾值P33時(shí)且所述電流模式采用臨界模式時(shí)的所述效率彼此相等。
[0043]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法的第14技術(shù)方案是其第5技術(shù)方案，當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第I閾值P13時(shí)且所述電流模式采用非導(dǎo)通模式時(shí)的所述開關(guān)電源電路的效率、以及當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗為所述第2閾值P23時(shí)且所述電流模式采用不連續(xù)模式時(shí)的所述效率彼此相等。
[0044]本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法的第15技術(shù)方案是其第I技術(shù)方案，所述開關(guān)電源電路中具有一對所述電路3a、3b，所述一對所述電路能夠以交替方式工作。
[0045]下述第2閾值P24、P25、P26大于所述第I閾值P14、P15、P16，下述第3閾值P34、P35、P36大于所述第2閾值，下述第4閾值P44、P45、P46大于所述第3閾值，下述第5閾值P64、P65、P66大于所述第4閾值。
[0046]當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗大于所述第I閾值且小于所述第2閾值時(shí)，將所述一對所述電路的任意一方的所述開關(guān)元件設(shè)為非導(dǎo)通，流經(jīng)所述一對所述電路的另一方的所述電抗器的電流的電流模式采用不連續(xù)模式。
[0047]當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗大于所述第2閾值且小于所述第3閾值時(shí)，在所述一對所述電路中，流經(jīng)所述電抗器的電流的電流模式均采用不連續(xù)模式。
[0048]當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗大于所述第3閾值且小于所述第4閾值時(shí)，將所述一對所述電路的任意一方的所述開關(guān)元件設(shè)為非導(dǎo)通，流經(jīng)所述一對所述電路的另一方的所述電抗器的電流的電流模式采用臨界模式。
[0049]當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗大于所述第4閾值且小于所述第5閾值時(shí)，在所述一對所述電路中，流經(jīng)所述電抗器的電流的電流模式均采用臨界模式，或者，將所述一對所述電路的任意一方的所述開關(guān)元件設(shè)為非導(dǎo)通，流經(jīng)所述一對所述電路的另一方的所述電抗器的電流的電流模式采用連續(xù)模式。
[0050]當(dāng)所述負(fù)載的所述功耗大于所述第5閾值時(shí)，在所述一對所述電路中，流經(jīng)所述電抗器的電流的電流模式均采用連續(xù)模式。
[0051]發(fā)明的效果
[0052]根據(jù)本發(fā)明涉及的開關(guān)電源電路控制方法，即使在開關(guān)電源電路的負(fù)載的功耗小的狀態(tài)下，泄漏電流的增大、效率的降低、諧波的增大也得到抑制。
[0053]根據(jù)以下詳細(xì)的說明和附圖，更清楚本發(fā)明的目的、特征、形式以及優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0054]圖1是例示作為第I實(shí)施方式、第2實(shí)施方式涉及的控制方法的對象的開關(guān)電源電路的電路圖。
[0055]圖2是例示補(bǔ)償電流輸出部的結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0056]圖3是表示從二極管整流電路流過的電流的波形和流經(jīng)電抗器的電流的波形的曲線圖。
[0057]圖4是表示從二極管整流電路流過的電流的波形和流經(jīng)電抗器的電流的波形的曲線圖。
[0058]圖5是表示從二極管整流電路流過的電流的波形和流經(jīng)電抗器的電流的波形的曲線圖。
[0059]圖6是表示從二極管整流電路流過的電流的波形和流經(jīng)電抗器的電流的波形的曲線圖。
[0060]圖7是表示第I實(shí)施方式中的非