專利名稱：電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源電路，更具體而言涉及改善了功率因數(shù)的交流穩(wěn)定化電源電路以
及無(wú)停電電源電路。
背景技術(shù)：
以往，作為將交流輸入線和輸出線各自的一方作為共用線而結(jié)合的功率因數(shù)改善 型穩(wěn)定化電源電路，提出了各種電路。例如，本專利申請(qǐng)人在專利文獻(xiàn)1中，已經(jīng)提出了圖 5所示的電源電路。 該圖5所示的電源電路是鑒于在以前的電源電路中浪費(fèi)地產(chǎn)生功耗這樣的問(wèn)題 而提出的，其目的在于提供無(wú)需增加部件件數(shù)，而抑制功耗并實(shí)現(xiàn)電路的高效化，并且實(shí)現(xiàn) 小型化的電源電路。根據(jù)該圖5的電源電路，在升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器 32中，將開(kāi)關(guān)元件23、24逆向且串聯(lián)地連接設(shè)置在電抗器11的輸出側(cè)與共用線16之間，所 以可以省略在以往所需的整流電路，從而通過(guò)削減部件件數(shù)而實(shí)現(xiàn)小型化，并且通過(guò)減少 整流二極管的數(shù)量來(lái)削減開(kāi)關(guān)元件反復(fù)導(dǎo)通(0N)/斷開(kāi)(OFF)時(shí)消耗的電力。
專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2006-158100號(hào)公報(bào) 在進(jìn)一步說(shuō)明圖5的以往的電源電路時(shí)，如圖5所示，在交流輸入端子2、3之間， 連接了輸入電壓檢測(cè)電路15、作為輸入電流檢測(cè)兼絕緣單元的電流互感器17、和升壓斬波 器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32，并在該升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32 的后級(jí)，依次連接了 DC-AC逆變器37、濾波器電路96、輸出電壓檢測(cè)電路12、和作為輸出電 流檢測(cè)兼絕緣單元的電流互感器13。在它們之中，輸入電壓檢測(cè)電路15、電流互感器17的 次級(jí)線圈側(cè)、輸出電壓檢測(cè)電路12、以及電流互感器13的次級(jí)線圈側(cè)與后述的控制電路43 連接。 這樣，在圖5的電源電路中在輸入電流的檢測(cè)與輸出電流的檢測(cè)中使用電流互感 器17以及電流互感器13。通過(guò)應(yīng)用電流互感器，可以在保持絕緣的狀態(tài)下檢測(cè)電流，并且 具有抗噪聲性非常強(qiáng)這樣的優(yōu)點(diǎn)。 另一方面，電流互感器的尺寸例如為30mmX30mm，其尺寸大，需要增大安裝面積， 所以存在妨礙電源電路整體的小型化這樣的問(wèn)題。另外，由于電流互感器的價(jià)格高，所以具 有還妨礙產(chǎn)品的低價(jià)化這樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種電源電路，在改善了功率 因數(shù)的交流穩(wěn)定化電源電路或無(wú)停電電源電路中，為了減小安裝面積，并且實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的低 價(jià)格化，不使用電流互感器而可以發(fā)揮同樣的功能。 本發(fā)明的第一方面的電源電路，將交流輸入端子(2、3)和交流輸出端子(8、9)各 自的一個(gè)端子(3、9)之間結(jié)合而設(shè)為共用線(16)，針對(duì)輸入給該共用線(16)與另一個(gè)輸入 端子(2)之間的交流電壓，在升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器(32)中在控制電路(43)的控制下進(jìn)行升壓斬波，從而在共用線(16)的正側(cè)和負(fù)側(cè)得到升壓后的直流電壓，并
且進(jìn)行功率因數(shù)改善，將在正側(cè)和負(fù)側(cè)分別穩(wěn)定化的直流電壓進(jìn)一步通過(guò)其后級(jí)的半橋型
DC-AC逆變器(37)變換為交流電壓，通過(guò)其后級(jí)的由電抗器(35)以及電容器(36)構(gòu)成的
輸出濾波器(96)去除高頻分量而輸出，其特征在于， 上述升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器(32)具備 與另一個(gè)輸入端子(2)連接的電抗器(11);以及 設(shè)置在該電抗器(11)的輸出側(cè)和共用線(16)之間的、相互逆向且串聯(lián)連接的兩 個(gè)開(kāi)關(guān)元件(23、24)， 相對(duì)共用線(16)在正側(cè)與負(fù)側(cè)共用這些電抗器(11)以及開(kāi)關(guān)元件(23、24)而進(jìn) 行升壓斬波， 為了得到上述控制電路(43)中所需的輸入電流信息以及輸出電流信息，在上述 共用線(16)上的、開(kāi)關(guān)元件(23、24)的前級(jí)設(shè)置有輸入電流檢測(cè)電阻(4)，
在構(gòu)成上述輸出濾波器(96)的電抗器(35)的輸入側(cè)或電抗器(35)和電容器 (36)之間設(shè)置有輸出電流檢測(cè)電阻(5)。 本發(fā)明的第二方面的電源電路，在上述第一方面的電源電路的基礎(chǔ)上，升壓斬波
器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器(32)通過(guò)對(duì)直流輸出電壓進(jìn)行相位調(diào)整而得到的信號(hào)，
使輸入電流成為與輸入電壓相似的正弦波狀，從而用作功率因數(shù)改善用濾波器。 本發(fā)明的第三方面的電源電路，在上述第一方面的電源電路的基礎(chǔ)上，控制電路
(43)具備根據(jù)交流輸入電壓的大小來(lái)調(diào)整升壓后的目的電壓的設(shè)定值而進(jìn)行升壓斬波器
電路兼功率因數(shù)改善用濾波器(32)中的升壓率的控制的功能。 根據(jù)第一方面的發(fā)明，在升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32中，將開(kāi)關(guān)
元件23、24逆向且串聯(lián)連接設(shè)置在電抗器11的輸出側(cè)與共用線16之間，所以可以省略在
以往電路中所需的整流電路，從而可以通過(guò)削減部件件數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)小型化，并且可以通過(guò)減
少整流二極管的數(shù)量而削減在開(kāi)關(guān)元件反復(fù)導(dǎo)通/斷開(kāi)時(shí)消耗的電力。 另外，為了得到上述控制電路43中所需的輸入電流信息以及輸出電流信息，在上
述共用線16上的、開(kāi)關(guān)元件23、24的前級(jí)設(shè)置有輸入電流檢測(cè)電阻4，在構(gòu)成上述輸出濾波
器96的電抗器35的輸入側(cè)或電抗器35與電容器36之間設(shè)置有輸出電流檢測(cè)電阻5，所以
無(wú)需使用在以往需要增大安裝面積的電流互感器而可以使用小型的電阻元件來(lái)得到輸入
電流信息以及輸出電流信息，所以可以進(jìn)一步減小安裝面積。進(jìn)而，通過(guò)將輸入電流檢測(cè)電
阻4以及輸出電流檢測(cè)電阻5設(shè)為本發(fā)明的配置，即使在將輸出側(cè)接地的情況下也可以讀
取電流值，可以適當(dāng)?shù)乇Ｗo(hù)裝置。 根據(jù)第二方面的發(fā)明，升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32通過(guò)對(duì)直流 輸出電壓進(jìn)行相位調(diào)整而得到的信號(hào)，使輸入電流成為與輸入電壓相似的正弦波狀，從而 用作功率因數(shù)改善用濾波器，所以可以得到功率因數(shù)改善后的輸出。 根據(jù)第三方面的發(fā)明，控制電路43具備根據(jù)交流輸入電壓的大小來(lái)調(diào)整升壓后 的目的電壓的設(shè)定值而進(jìn)行升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32中的升壓率的控 制的功能，所以在控制電路43中進(jìn)行控制，以例如在輸入電壓低時(shí)(小于107VJ將升壓的 目的電壓設(shè)定為151V。c，在輸入電壓高時(shí)(107VAC以上)將與輸入電壓成比例地升壓的目的 電壓提高至151VDC以上，從而可以將升壓率保持為低的狀態(tài)，可以大幅地實(shí)現(xiàn)高效化。


圖1是示出本發(fā)明的電源電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖2是示出輸入電流檢測(cè)電阻4以及輸出電流檢測(cè)電阻5的不同的配置例1的電 路圖。 圖3是示出輸入電流檢測(cè)電阻4以及輸出電流檢測(cè)電阻5的不同的配置例2的電 路圖。 圖4是示出輸入電流檢測(cè)電阻4以及輸出電流檢測(cè)電阻5的不同的配置例3的電 路圖。 圖5是示出使用了以往的電流互感器的電源電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。 標(biāo)號(hào)說(shuō)明 1直送線 2、3交流輸入端子 4輸入電流檢測(cè)電阻 5輸出電流檢測(cè)電阻 6差動(dòng)放大器 7差動(dòng)放大器 8、9交流輸出端子 IO交流電源 11電抗器 12輸出電壓檢測(cè)電路 13電流互感器 14切換電路 15輸入電壓檢測(cè)電路 16共用線 17電流互感器 19、20檢測(cè)電路 21續(xù)流二極管部 23開(kāi)關(guān)元件 24開(kāi)關(guān)元件 27、28整流二極管 29 、30電容器 32升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器 33、34開(kāi)關(guān)元件 35電抗器 36電容器 37DC-AC逆變器 38電池 39逆流阻止開(kāi)關(guān)元件
40開(kāi)關(guān)元件
43控制電路
96濾波器電路
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的電源電路中，將交流輸入端子2、3與交流輸出端子8、9各自的一個(gè)端子 3、9間進(jìn)行結(jié)合而設(shè)為共用線16，針對(duì)輸入給該共用線16與另一個(gè)輸入端子2之間的交流 電壓，在升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32中在控制電路43的控制下進(jìn)行升壓 斬波，從而在共用線16的正側(cè)與負(fù)側(cè)得到升壓后的直流電壓，并且進(jìn)行功率因數(shù)改善，將 在正側(cè)與負(fù)側(cè)分別穩(wěn)定化后的直流電壓進(jìn)一步通過(guò)其后級(jí)的半橋型DC-AC逆變器37變換 為交流電壓，通過(guò)其后級(jí)的由電抗器35以及電容器36構(gòu)成的輸出濾波器96去除高頻分量 而輸出，該電源電路的特征在于，上述升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32具備 與另一個(gè)輸入端子2連接的電抗器11 ;以及設(shè)置在該電抗器11的輸出側(cè)與共用線16之間 的、相互逆向且串聯(lián)連接的兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件23、24，相對(duì)共用線16在正側(cè)與負(fù)側(cè)共用這些電 抗器ll以及開(kāi)關(guān)元件23、24而進(jìn)行升壓斬波，為了得到上述控制電路43中所需的輸入電 流信息以及輸出電流信息，在上述共用線16上的開(kāi)關(guān)元件23、24的前級(jí)設(shè)置輸入電流檢測(cè) 電阻4，在構(gòu)成上述輸出濾波器96的電抗器35的輸入側(cè)或電抗器35與電容器36之間設(shè)置 有輸出電流檢測(cè)電阻5。
以下，使用附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
(實(shí)施例l) 根據(jù)圖l所示的電路圖，對(duì)本發(fā)明的電源電路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。在圖1中，2、3分 別是用于連接交流電源10的交流輸入端子，8、9分別是穩(wěn)定化后的交流輸出端子。用共用 線16直接連接這些輸入輸出端子中的一個(gè)交流輸入端子3與一個(gè)交流輸出端子9之間，并 且，經(jīng)由直送線1和切換電路14連接另一個(gè)交流輸入端子2與另一個(gè)交流輸出端子8之間， 從而構(gòu)成直送電路。 在上述交流輸入端子2、3之間，連接了輸入電壓檢測(cè)電路15和升壓斬波器電路兼 功率因數(shù)改善用濾波器32，在該升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32的后級(jí)，依次 連接了 DC-AC逆變器37、由電抗器35以及電容器36構(gòu)成的濾波器電路96、輸出電壓檢測(cè) 電路12。另外，在升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32的前級(jí)的共用線16上設(shè)置 有輸入電流檢測(cè)電阻4，在構(gòu)成上述輸出濾波器96的電抗器35與電容器36之間設(shè)置有輸 出電流檢測(cè)電阻5。 在它們中，來(lái)自輸入電壓檢測(cè)電路15、輸入電流檢測(cè)電阻4、輸出電壓檢測(cè)電路 12、以及輸出電流檢測(cè)電阻5的信息被輸入給后述的控制電路43。另外，在將輸出電流檢測(cè) 電阻5的信息發(fā)送給控制電路43中的信號(hào)路徑中，設(shè)置有差動(dòng)放大器6。
上述升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32如圖1所示，包括與另一個(gè)輸 入端子2連接的電抗器11 ;設(shè)置在該電抗器11的輸出側(cè)與共用線16之間的相互逆向且串 聯(lián)連接的、由包括續(xù)流二極管的M0SFET構(gòu)成的開(kāi)關(guān)元件23、24 ;由在從上述電抗器11的輸 出側(cè)分支的正側(cè)線中設(shè)置的整流二極管27與在從上述電抗器11的輸出側(cè)分支的負(fù)側(cè)線中 設(shè)置的整流二極管28構(gòu)成的續(xù)流二極管部21 ;設(shè)置在上述正側(cè)線與共用線16之間的電容器29 ;以及設(shè)置在上述負(fù)側(cè)線與共用線16之間的電容器30。由這些元件構(gòu)成的升壓斬波 器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32是相對(duì)共用線16在正側(cè)與負(fù)側(cè)這兩方中共用地使用的 結(jié)構(gòu)部分，在正側(cè)與負(fù)側(cè)中分別進(jìn)行升壓。在它們中，開(kāi)關(guān)元件23、24的柵極與后述的控制 電路43連接。另外，在電容器29、30上，分別連接了正側(cè)的檢測(cè)電路19和負(fù)側(cè)的檢測(cè)電路 20，這些檢測(cè)電路19、20的檢測(cè)結(jié)果被輸入給后述的控制電路43。 上述DC-AC逆變器37構(gòu)成為包括由IGBT構(gòu)成的開(kāi)關(guān)元件33、34 ;以及由電容器 29、30構(gòu)成的半橋型，該電容器29、30與上述升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32 的結(jié)構(gòu)部件共用。在這些部件中，開(kāi)關(guān)元件33、34的柵極與后述的控制電路43連接。通過(guò) 該DC-AC逆變器37將直流變換為交流，進(jìn)而通過(guò)后級(jí)的由電抗器35與電容器36構(gòu)成的濾 波器電路96，對(duì)變換后的交流電壓的高次諧波分量進(jìn)行壓縮而輸出。 控制電路43從連接的輸入電壓檢測(cè)電路15與輸入電流檢測(cè)電阻4中檢測(cè)輸入電
壓與輸入電流，并根據(jù)這些對(duì)上述升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32中的開(kāi)關(guān)
元件23、24的ON/OFF進(jìn)行控制，從而進(jìn)行正側(cè)與負(fù)側(cè)的升壓動(dòng)作。另外，該控制電路43根
據(jù)與電容器29、30分別連接的檢測(cè)電路19、20的檢測(cè)結(jié)果、以及從輸出電壓檢測(cè)電路12與
輸出電流檢測(cè)電阻5中檢測(cè)的輸出電壓與輸出電流，對(duì)上述DC-AC逆變器37中的開(kāi)關(guān)元件
33、34的0N/0FF進(jìn)行控制，從而控制從交流輸出端子8、9輸出的交流電壓的生成。 另外，將串聯(lián)連接電池38與逆流阻止開(kāi)關(guān)元件39而構(gòu)成的部件設(shè)置在上述電抗
器11的輸入側(cè)與二極管28的陰極側(cè)之間。該電池38用于在商用電源的停電時(shí)供給電力，
并且，逆流阻止開(kāi)關(guān)元件39用于在交流輸入電壓降低時(shí)不使電池38放電。 此處，40是在交流輸入電壓變低時(shí)動(dòng)作的開(kāi)關(guān)元件，在輸入變低而判斷為停電時(shí)，
逆流阻止開(kāi)關(guān)39導(dǎo)通而電池38的電壓被施加給開(kāi)關(guān)元件40，由開(kāi)關(guān)元件40、電抗器11以
及二極管27、28形成斬波器電路，在停電時(shí)也在電容器29、30中積蓄升壓后的電壓，通過(guò)
DC-AC逆變器37變換為交流并輸出。 接下來(lái)，根據(jù)附圖，對(duì)上述電路的作用進(jìn)行說(shuō)明。 上述升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32在正側(cè)與負(fù)側(cè)中共同地作用， 根據(jù)來(lái)自交流電源10的交流輸入的正負(fù)而動(dòng)作的元件稍微不同，但基本上基于相同的原 理，所以主要對(duì)交流輸入是正的情況進(jìn)行說(shuō)明。在圖1中，在向交流輸入端子2、3之間施 加了交流電源10時(shí)，通過(guò)輸入電壓檢測(cè)電路15檢測(cè)輸入電壓并向控制電路43送出檢測(cè)結(jié) 果，在接收到該檢測(cè)結(jié)果后的控制電路43中，使開(kāi)關(guān)元件23、24的柵極成為導(dǎo)通。在此處 的柵極的開(kāi)閉中使用20kHz的高頻波。此處，在交流輸入是正側(cè)的情況下，在開(kāi)關(guān)元件23、 24成為導(dǎo)通狀態(tài)后，通過(guò)交流電源10、電抗器11 、開(kāi)關(guān)元件23、開(kāi)關(guān)元件24、交流電源10這 樣的環(huán)路流過(guò)電流，在電抗器11中積蓄能量。 接下來(lái)，在開(kāi)關(guān)元件23、24成為斷開(kāi)狀態(tài)后，電抗器ll中積蓄的能量被釋放，在交 流電源10、電抗器11、二極管27、電容器29、交流電源10這樣的路徑中流過(guò)電流，升壓后的 電壓被積蓄在電容器29中。通過(guò)DC-AC逆變器37的開(kāi)關(guān)元件33的開(kāi)關(guān)動(dòng)作對(duì)這樣積蓄 在電容器29中的直流電壓進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，并與其相對(duì)通過(guò)濾波器電路96進(jìn)行高次諧 波分量的壓縮而得到的電壓作為正側(cè)的交流電壓從交流輸出端子8、9中輸出。
對(duì)于來(lái)自交流電源10的交流輸入是負(fù)側(cè)的情況也同樣地，在開(kāi)關(guān)元件23、24成為 導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，按交流電源10、開(kāi)關(guān)元件24、開(kāi)關(guān)元件23、電抗器11、交流電源10這樣的環(huán)路流過(guò)電流，在電抗器ll中積蓄能量，在開(kāi)關(guān)元件23、24成為斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，電抗器11中積蓄 的能量被釋放，在交流電源10、電容器30、二極管28、電抗器11、交流電源10這樣的路徑中 流過(guò)電流，升壓后的電壓被積蓄在電容器30中，該電容器30中積蓄的直流電壓通過(guò)DC-AC 逆變器37的開(kāi)關(guān)元件33的開(kāi)關(guān)動(dòng)作、以及濾波器電路96的高次諧波分量的壓縮，作為負(fù) 側(cè)的交流電壓從交流輸出端子8、9中輸出。 這樣，本發(fā)明的電源電路構(gòu)成為將分別逆向且串聯(lián)連接包括續(xù)流二極管的開(kāi)關(guān)元 件23、24而成的部件插入在交流輸入端子2、3之間的、成為電抗器11的后級(jí)的部分，從而 無(wú)需交流電壓整流元件，并且在本發(fā)明的電源電路中可以抑制由于在二極管中流過(guò)電流而 浪費(fèi)地消耗的電力。 具體而言，在設(shè)為施加給二極管的電壓=0.6V、開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)的漏-源間的電
阻R。s = 0. 02 Q 、輸入平均電流=10A、開(kāi)關(guān)導(dǎo)通占空比平均二 0. 5時(shí)，將二極管用作交流電
壓整流元件的以往電路中的功耗為， (1. 2VX10AX0. 5+1. 2VX10AX0. 5) X2 = 24W，相對(duì)于此，本發(fā)明電路中的功耗為， (10AX10AX0. 02Q XO. 5+0. 6VX10AX0. 5) X2 = 8W，由此可知，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)抑制了 16W的功耗。實(shí)際上還由于其他元件的影響，所 以表現(xiàn)出更大的差。 另外，在上述升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32中對(duì)輸入電壓進(jìn)行升 壓并積蓄在電容器29、30中，但通過(guò)設(shè)為可以在控制電路43中控制并調(diào)整其升壓率，大幅 實(shí)現(xiàn)高效化。在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，作為上述DC-AC逆變器37的輸入的應(yīng)積蓄在電容器29、 30中的電壓由于分別是輸出電壓+10V。c左右即可，所以在作為輸出電壓需要IOOVac的情況
下，具有141Vdc:(100Vac;xV^ ) +10VDC=151VD<:WW。因此，通過(guò)將目的電壓設(shè)
定為151V。c，可以作為輸出電壓輸出100VAC。但是，在輸入電壓低的情況下，對(duì)于目的電壓的 設(shè)定，雖然可以設(shè)為151V。c，但在該設(shè)定狀況下輸入電壓超過(guò)107VAC( 151VDC:+/V^ )時(shí)，
輸入電壓會(huì)高于升壓后的電壓，所以開(kāi)關(guān)元件23、24的開(kāi)關(guān)動(dòng)作會(huì)停止，并且也不進(jìn)行功 率因數(shù)改善。為了避免該現(xiàn)象，通常將升壓后的目的電壓設(shè)定成比最大輸入電壓高的電壓， 但存在如下問(wèn)題，即在該設(shè)定中交流輸入電壓低的情況下升壓率會(huì)變高，電源效率會(huì)降低。
因此，在本發(fā)明中，在控制電路43中進(jìn)行控制，以根據(jù)由輸入電壓檢測(cè)電路15檢 測(cè)的輸入電壓來(lái)調(diào)整上述升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32中的升壓的目的電 壓。例如，在控制電路43中進(jìn)行控制，以在輸入電壓低時(shí)(小于107VAC)將升壓的目的電壓 設(shè)定為151V。c，在輸入電壓高時(shí)(107V^以上)將與輸入電壓成比例地升壓的目的電壓提高 至151VDC以上，從而可以將升壓率保持為低的狀態(tài)，可以大幅地實(shí)現(xiàn)高效化。
但是，本發(fā)明的最具特征的結(jié)構(gòu)在于，代替在以往的圖5的電路中使用的電流互 感器17、 13，而在升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器32的前級(jí)的共用線16上設(shè)置輸 入電流檢測(cè)電阻4，并在構(gòu)成上述輸出濾波器96的電抗器35與電容器36之間設(shè)置輸出電 流檢測(cè)電阻5。 為了說(shuō)明通過(guò)這樣的電流檢測(cè)電阻的配置而得到的效果，以下，示出輸入電流檢 測(cè)電阻4以及輸出電流檢測(cè)電阻5的其他配置例而進(jìn)行說(shuō)明。另外，在以下所示的配置例1 3中，與輸入電流檢測(cè)電阻4以及輸出電流檢測(cè)電阻5的配置相關(guān)的部分以外是共同的 結(jié)構(gòu)。(配置例1) 圖2示出輸入電流檢測(cè)電阻4以及輸出電流檢測(cè)電阻5的與本發(fā)明不同的配置例
1。 在該圖2所示的配置例1中，在圖5中的配置有電流互感器17的位置配置了輸入電流 檢測(cè)電阻4，并在構(gòu)成輸出濾波器96的電抗器35與電容器36之間配置了輸出電流檢測(cè)電 阻5。另外，在進(jìn)行這樣的配置的情況下，為了去除由于來(lái)自輸入側(cè)的噪聲而產(chǎn)生的惡劣影 響，并為了使控制電路43與接地點(diǎn)匹配，需要采用分別通過(guò)差動(dòng)放大器6、7之后向控制電 路43輸入輸入電壓以及輸出電壓信息的結(jié)構(gòu)。 根據(jù)該圖2所示的配置例1 ，無(wú)需使用電流互感器17、 13便可以檢測(cè)輸入電壓以及 輸出電壓信息，但為了防止由于來(lái)自輸入側(cè)的噪聲引起的誤動(dòng)作、并為了使控制電路43與 接地點(diǎn)匹配而需要兩個(gè)差動(dòng)放大器6、7，所以從將安裝面積小型化這樣的觀點(diǎn)來(lái)看效果變 小。(配置例2) 圖3示出輸入電流檢測(cè)電阻4以及輸出電流檢測(cè)電阻5的與本發(fā)明不同的配置例
2。 在圖3所示的配置例2中，將輸入電流檢測(cè)電阻4以及輸出電流檢測(cè)電阻5都配置在共 用線16上。在進(jìn)行這樣的配置的情況下，不需要在配置例1中由于接地點(diǎn)的差異而所需的 差動(dòng)放大器6、7，所以從將安裝面積小型化這樣的觀點(diǎn)開(kāi)看效果非常好。另外，通過(guò)配置在 共用線16上，具有還提高抗噪聲性這樣的優(yōu)點(diǎn)。 但是，在該圖3所示的配置例2的情況下，雖然在將交流輸出端子8、9之間短路時(shí) 可以通過(guò)輸出電流檢測(cè)電阻5來(lái)檢測(cè)電流，但在將交流輸出端子8接地時(shí)，在輸入、輸出中 都無(wú)法檢測(cè)電流值，產(chǎn)生無(wú)法保護(hù)電源裝置這樣的問(wèn)題，所以作為產(chǎn)品是不完備的。
(配置例3) 圖4示出輸入電流檢測(cè)電阻4以及輸出電流檢測(cè)電阻5的與本發(fā)明不同的配置例
3。 在該圖4所示的配置例3中，在圖5中的配置有電流互感器17的位置配置了輸入電流 檢測(cè)電阻4，并將輸出電流檢測(cè)電阻5配置在共用線16上。在進(jìn)行這樣的配置的情況下，可 以在輸入電流檢測(cè)電阻4中進(jìn)行在配置例2中成為問(wèn)題的將交流輸出端子8接地時(shí)的電流 檢測(cè)，所以配置例2的問(wèn)題消除。 但是，在該圖4所示的配置例3中，為了通過(guò)輸入電流檢測(cè)電阻4進(jìn)行將交流輸出 端子8接地時(shí)的電流檢測(cè)，不僅是在輸出側(cè)而且在輸入側(cè)也需要其他削峰用的結(jié)構(gòu)，所以 從將安裝面積小型化這樣的觀點(diǎn)開(kāi)看效果變小。
(本發(fā)明的配置的效果) 相對(duì)于此，在圖l所示的本發(fā)明的輸入電流檢測(cè)電阻4以及輸出電流檢測(cè)電阻5 的配置中，在將交流輸出端子8接地的情況下可以通過(guò)輸出電流檢測(cè)電阻5來(lái)檢測(cè)電流，所 以消除了配置例2、3的問(wèn)題，并且與配置例1相比具有可以實(shí)現(xiàn)使安裝面積小型化這樣的 優(yōu)點(diǎn)。 如上所述，通過(guò)本發(fā)明的輸入電流檢測(cè)電阻4以及輸出電流檢測(cè)電阻5的配置，可 以完全解決將交流輸出端子8接地時(shí)的電流檢測(cè)、與控制電路43的接地點(diǎn)的差異、針對(duì)來(lái) 自輸入側(cè)的噪聲的抗噪聲性、電路整體的安裝面積的小型化這樣的多個(gè)課題。
另外，在本發(fā)明的圖1的結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成為設(shè)置有用于直接輸出商用電源的直送線1 并可以通過(guò)切換電路14進(jìn)行切換，但在配置例1的情況下在切換為直送線1側(cè)時(shí)無(wú)法檢測(cè) 電流，而采用本發(fā)明的配置還具有可以通過(guò)配置在共用線16上的輸入電流檢測(cè)電阻4來(lái)檢 測(cè)電流這樣的優(yōu)點(diǎn)。 另外，在圖l所示的實(shí)施例中，在構(gòu)成輸出濾波器96的電抗器35與電容器36之 間設(shè)置了輸出電流檢測(cè)電阻5，但也可以在電抗器35的前級(jí)、即DC-AC逆變器37與電抗器 35之間設(shè)置輸出電流檢測(cè)電阻5。 另一方面，在構(gòu)成輸出濾波器96的電容器36的后級(jí)設(shè)置輸出電流檢測(cè)電阻5時(shí)， 由于要檢測(cè)平滑化后的電流值，所以相對(duì)電流值變化的響應(yīng)速度延遲，存在無(wú)法進(jìn)行適當(dāng) 的控制這樣的問(wèn)題。因此，優(yōu)選對(duì)進(jìn)行平滑化前的電流值進(jìn)行檢測(cè)。 在上述實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)元件23、34由包括續(xù)流二極管的M0SFET構(gòu)成，但本發(fā)明不 限于此。例如，也可以僅由無(wú)續(xù)流二極管的M0SFET構(gòu)成，并且，作為其以外的元件也可以由 雙極性晶體管、IGBT等開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，在該雙極性晶體管、IGBT等開(kāi)關(guān)元件的情況下，優(yōu)選 為包括續(xù)流二極管。進(jìn)而，開(kāi)關(guān)元件33、34也不限于IGBT，而也可以使用M0SFET等其他開(kāi) 關(guān)元件。
權(quán)利要求
一種電源電路，將交流輸入端子(2、3)和交流輸出端子(8、9)各自的一個(gè)端子(3、9)之間結(jié)合而設(shè)為共用線(16)，針對(duì)輸入給該共用線(16)與另一個(gè)輸入端子(2)之間的交流電壓，在升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器(32)中在控制電路(43)的控制下進(jìn)行升壓斬波，從而在共用線(16)的正側(cè)和負(fù)側(cè)得到升壓后的直流電壓，并且進(jìn)行功率因數(shù)改善，將在正側(cè)和負(fù)側(cè)分別穩(wěn)定化的直流電壓進(jìn)一步通過(guò)其后級(jí)的半橋型DC-AC逆變器(37)變換為交流電壓，通過(guò)其后級(jí)的由電抗器(35)以及電容器(36)構(gòu)成的輸出濾波器(96)去除高頻分量而輸出，其特征在于，上述升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器(32)具備與另一個(gè)輸入端子(2)連接的電抗器(11)；以及設(shè)置在該電抗器(11)的輸出側(cè)和共用線(16)之間的、相互逆向且串聯(lián)連接的兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件(23、24)，相對(duì)共用線(16)在正側(cè)與負(fù)側(cè)共用這些電抗器(11)以及開(kāi)關(guān)元件(23、24)而進(jìn)行升壓斬波，為了得到上述控制電路(43)中所需的輸入電流信息以及輸出電流信息，在上述共用線(16)上的、開(kāi)關(guān)元件(23、24)的前級(jí)設(shè)置有輸入電流檢測(cè)電阻(4)，在構(gòu)成上述輸出濾波器(96)的電抗器(35)的輸入側(cè)或電抗器(35)和電容器(36)之間設(shè)置有輸出電流檢測(cè)電阻(5)。
2 . 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于，升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器(32)根據(jù)對(duì)直流輸出電壓進(jìn)行相位調(diào)整而得到的信號(hào)，使輸入電流成為與輸入電壓相似的正弦波狀而用作功率因數(shù)改善用濾波器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電源電路，其特征在于，控制電路(43)具備根據(jù)交流輸入電壓的大小來(lái)調(diào)整升壓后的目的電壓的設(shè)定值而進(jìn)行升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器(32)中的升壓率的控制的功能。
全文摘要
為了減小安裝面積，并且實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的低價(jià)格化，本發(fā)明提供一種電源電路，其不使用電流互感器而可以發(fā)揮同樣的功能。在針對(duì)輸入給共用線與另一個(gè)輸入端子之間的交流電壓，在升壓斬波器電路兼功率因數(shù)改善用濾波器中在控制電路的控制下進(jìn)行升壓斬波，從而在共用線的正側(cè)與負(fù)側(cè)得到升壓后的直流電壓，并且進(jìn)行功率因數(shù)改善，將穩(wěn)定化的直流電壓進(jìn)一步通過(guò)其后級(jí)的半橋型DC-AC逆變器變換為交流電壓，通過(guò)由電抗器以及電容器構(gòu)成的輸出濾波器去除高頻分量而輸出的電源電路中，在共用線上的開(kāi)關(guān)元件的前級(jí)設(shè)置有輸入電流檢測(cè)電阻，在構(gòu)成輸出濾波器的電抗器的輸入側(cè)或電抗器與電容器之間設(shè)置有輸出電流檢測(cè)電阻。
文檔編號(hào)H02M5/40GK101728960SQ20091017510
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者菅野充 申請(qǐng)人:株式會(huì)社優(yōu)多科電機(jī)制作所