交替转换器制造技术

得到在低电力负载下也能够有效利用电感器而使转换器效率进一步提高，能够实现更高效的运用的交替转换器。一种交替转换器(50)，将开关转换器电路并联地连接多个而构成，其中，具备：电感器间开关(103a)，选择是否将电感器(5a、5b)串联地连接；输入侧开关(101a)，与电感器(5a)和电感器间开关(103a)的连接点连接，选择是否从整流电路(2)向电感器(5a)侧供给电力；输出侧开关(102a)，与电感器(5b)和电感器间开关(103a)的连接点连接，选择是否从电感器(5b)向二极管(7b)侧供给电力；和控制电路，控制电感器间开关(103a)、输入侧开关(101a)、以及输出侧开关(102a)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交替转换器
本专利技术涉及将2个以上的开关转换器电路并联地连接了的交替(interleaved)转换器。
技术介绍
根据最近的节能化的市场要求，还存在以相对于额定功耗非常低的功耗连续运转的电气用品，在具备转换器电路的电气用品中，即使在低功耗下的连续运转时，也要求高效的电力变换。特别，在使用了半导体开关的开关转换器中，在负载的功耗低(即是低负载)的情况下，相对于负载的功耗高(即是高负载)的情况，转换器的电力损耗相对输入电力的比例变大，转换器效率恶化。因此，为了抑制低负载时的转换器效率恶化，出现了各种提案。例如，提出了在负载要求比较低的电力电平时，检测其状态，根据该检测了的状态，使2个以上的开关中的1个以上的开关失效，从而使开关损耗减少，在需要附加的电力的情况下，以使1个以上的已经失效了的开关恢复为动作状态而满足电力要求的方式控制的技术(例如，专利文献1)。专利文献1：日本特表2003-523156号公报
技术实现思路
在专利文献1记载的技术中，在低负载时失效、即与成为停止状态的开关连接了的电感器未被通电，所以不会对高效的电力变换作出贡献。在这样的低电力负载下使开关停止的运转手法中，在低电力负载下未通电的电感器变得无意义。特别，在低电力负载下的运转时间持续长时间的情况下，在低电力负载下也要求电感器的有效利用。但是，未公开提及低电力负载中的电感器的有效利用的文献。本专利技术是鉴于上述而完成的，其目的在于，提供一种在低电力负载下也有效利用电感器而使转换器效率进一步提高，能够实现更高效的运用的交替转换器。为了解决上述课题并达成目的，本专利技术提供一种交替转换器，将由电感器、开关元件以及二极管构成的开关转换器电路并联地连接多个而构成，通过整流电路对从交流电源供给的交流电压进行整流，经由所述电感器，通过所述开关元件对所述整流电路的输出电压进行开关，从而进行功率因数改善或者升压动作中的某一方或者两方，向负载供给电力，其特征在于，具备：电感器间开关，能够选择是否将所述电感器串联地连接；输入侧开关，与所述电感器和所述电感器间开关的连接点连接，能够选择是否从所述整流电路向所述电感器侧供给电力；输出侧开关，与所述电感器和所述电感器间开关的连接点连接，能够选择是否从所述电感器向所述二极管侧供给电力；和控制电路，控制所述电感器间开关、所述输入侧开关、以及所述输出侧开关。根据本专利技术，起到在低电力负载下也能够有效利用电感器而使转换器效率进一步提高，能够实现更高效的运用这样的效果。附图说明图1是示出实施方式1的交替转换器的一个结构例的图。图2是示出实施方式1的交替转换器的高负载运转模式时的第一开关转换器电路的结构的图。图3是示出实施方式1的交替转换器的高负载运转模式时的各电流波形、以及使开关元件动作的PWM信号波形的图。图4是示出实施方式1的交替转换器的高负载运转模式时的全波整流电压波形、负载电压波形、以及向负载的供给电压波形的图。图5是示出实施方式1的交替转换器的低负载运转模式时的第二开关转换器电路的结构的图。图6是示出实施方式1的交替转换器的低负载运转模式时的各电流波形、以及使开关元件动作的PWM信号波形的图。图7是示出实施方式1的交替转换器的低负载运转模式时的全波整流电压波形、负载电压波形、以及向负载的供给电压波形的图。图8是示出实施方式1的交替转换器中的与负载电力的大小对应的运转模式切换条件的图。图9是示出实施方式1的交替转换器中的运转模式切换控制的一个例子的流程图。图10是示出实施方式2的交替转换器的一个结构例的图。图11是示出实施方式2的交替转换器的高负载运转模式时的第一开关转换器电路的结构的图。图12是示出实施方式2的交替转换器的低负载运转模式时的第二开关转换器电路的结构的图。图13是示出实施方式3的交替转换器的一个结构例的图。图14是示出实施方式3的交替转换器中的与负载电力的大小对应的运转模式切换条件的图。图15是示出实施方式3的交替转换器的低负载运转模式时的第二开关转换器电路的结构的图。图16是示出实施方式3的交替转换器的中间负载运转模式时的第三开关转换器电路的结构的图。符号说明1：交流电源；2：整流电路(二极管桥)；3：平滑电容器；4、4a、4b：控制电路；5a、5b、5c、5d：电感器；6a、6b、6c、6d：开关元件；7a、7b、7c、7d：二极管；8a、8b、8c、8d、8e：串联电感器电路；10：负载；50、51、52：交替转换器；101a、101b、101c：输入侧开关；102a、102b、102c：输出侧开关；103a、103b、103c：电感器间开关；501～504：第一开关转换器电路；601～603：第二开关转换器电路；701、702：第三开关转换器电路。具体实施方式以下，参照附图，说明本专利技术的实施方式的交替转换器。另外，本专利技术不限于以下所示的实施方式。实施方式1.图1是示出实施方式1的交替转换器的一个结构例的图。如图1所示，实施方式1的交替转换器50具备构成为2电路并联交替转换器且并联地连接了的2个开关转换器电路(以下称为“第一开关转换器电路”)501、502、对从交流电源1输出的交流电压进行全波整流整流电路(二极管桥)2、使对负载10提供的电压平滑的平滑电容器3、以及控制电路4。第一开关转换器电路501构成为包括电感器5a、开关元件6a、以及二极管7a，整流电路2的高压侧输出端与电感器5a的一端之间经由输入侧开关101a连接，电感器5a的另一端和二极管7a的阳极连接，在电感器5a的另一端和二极管7a的阳极的连接点与GND之间连接开关元件6a而构成。另外，第一开关转换器电路502构成为包括电感器5b、开关元件6b、以及二极管7b，整流电路2的高压侧输出端和电感器5b的一端连接，电感器5b的另一端与二极管7b的阳极之间经由输出侧开关102a连接，在输出侧开关102a和二极管7b的阳极的连接点与GND之间连接开关元件6b而构成。另外，输入侧开关101a和电感器5a的连接点、与电感器5b和输出侧开关102a的连接点之间经由电感器间开关103a连接。控制电路4具有根据来自外部的运转模式要求信息、负载电压信息、以及负载电力计算用信息，对各开关元件6a、6b进行开关控制，并且控制输入侧开关101a、输出侧开关102a、以及电感器间开关103a的功能。此处，运转模式是指，在本实施方式中，作为与负载电力范围对应的运转模式，包括在向负载10的电力供给量(以下简称为“负载电力”)大的情况下应用的高负载运转模式、和在负载电力比高负载运转模式小的情况下应用的低负载运转模式。另外，在本实施方式中，根据负载电力的大小、或者运转模式要求信息，实施该运转模式的切换。另外，该运转模式要求信息是指，用户使用例如遥控器(未图示)等对搭载了实施方式1的交替转换器50的装置进行要求。另外，在本实施方式中，负载电压信息表示对负载10施加的负载电压的每规定时间的平均值V2(以下简称为“负载电压V2”)。另外，负载电力计算用信息是指，在计算负载电力时使用的信息，包括施加到负载10的负载电压以及流入到负载10的负载电流的瞬时值、或者、来自交流电源1的输入电压以及输入电流的瞬时值等。通过未图示的电压检测单元、电流检测单元，检测这些负载电压、负载电流、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交替转换器，将由电感器、开关元件以及二极管构成的开关转换器电路并联地连接多个而构成，通过整流电路对从交流电源供给的交流电压进行整流，经由所述电感器，通过所述开关元件对所述整流电路的输出电压进行开关，从而进行功率因数改善或者升压动作中的某一方或者两方，向负载供给电力，其特征在于，具备：电感器间开关，能够选择是否将所述电感器串联地连接；输入侧开关，与所述电感器和所述电感器间开关的连接点连接，能够选择是否从所述整流电路向所述电感器侧供给电力；输出侧开关，与所述电感器和所述电感器间开关的连接点连接，能够选择是否从所述电感器向所述二极管侧供给电力；以及控制电路，控制所述电感器间开关、所述输入侧开关、以及所述输出侧开关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.31 JP 2012-0179491.一种交替转换器，将由电感器、开关元件以及二极管构成的开关转换器电路并联地连接多个而构成，通过整流电路对从交流电源供给的交流电压进行整流，经由所述电感器，通过所述开关元件对所述整流电路的输出电压进行开关，从而进行功率因数改善或者升压动作中的某一方或者两方，向负载供给电力，其特征在于，具备：电感器间开关，能够选择是否将所述电感器串联地连接；输入侧开关，与多个开关转换器电路中的一个开关转换器电路中的所述电感器和所述电感器间开关的第一连接点连接，能够选择是否从所述整流电路向该一个开关转换器电路中的所述电感器侧供给电力；输出侧开关，与多个开关转换器电路中的另一个开关转换器电路中的所述电感器和所述电感器间开关的第二连接点连接，能够选择是否从该另一个开关转换器电路中的所述电感器向所述二极管侧供给电力；以及控制电路，控制所述电感器间开关、所述输入侧开关以及所述输出侧开关，所述控制电路根据向所述负载供给的电力量，控制所述电感器间开关、所述输入侧开关以及所述输出侧开关，在所述控制电路中，作为该交替转换器的运转模式，具有与负载电力范围对应的高负载运转模式和低负载运转模式，在所述高负载运转模式下，由各1个所述电感器、所述开关元件以及所述二极管构成n个第一开关转换器电路，其中n是2以上的整数，在所述低负载运转模式下，将n个所述电感器串联地连接而构成1个串联电感器电路，使用1个该串联电感器电路、1个所述开关元件以及1个所述二极管来构成1个第二开关转换器。2.根据权利要求1所述的交替转换器，其特征在于，所述控制电路根据施加到所述负载的负载电压以及流入到所述负载的负载电流、或者所述交流电源的电压以及从所述交流电源输入的输入电流，计算负载电力，根据计算出的该负载电力，切换所述运转模式。3.根据权利要求2所述的交替转换器，其特征在于，在所述控制电路中，作为切换所述运转模式的条件，使从所述高负载运转模式转移到所述低负载运转模式的第一负载电力阈值成为比从所述低负载运转模式转移到所述高负载运转模式的第二负载电力阈值低的值。4.根据权利要求1所述的交替转换器，其特征在于，在所述控制电路中，作为该交替转换器的运转模式，还具有中间负载运转模式，该中间负载运转模式是负载电力范围低于所述高负载运...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦慎一郎，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP