[发明专利]开关电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及输入交流电源并输出直流电压的电源装置，特别涉及具备抑制高次谐波电流的PFC转换器的开关电源装置。

背景技术

连接于商用电源的电气设备，根据其功率容量(power capacity)而存在高次谐波电流限制，将商用电源作为输入的开关电源装置为了消除该限制多数具备PFC(功率因数改善电路)转换器。

将商用交流电源作为输入电源的一般的开关电源装置，对商用交流电源进行整流平滑来变换成直流电压后，用DC-DC转换器对其进行开关，因此输入电流变得不连续，并从正弦波大幅变形。这是高次谐波电流产生的原因。

因此，为了抑制该高次谐波电流，在全波整流电路的后级并且在基于平滑电容器的平滑电路的前面设置了PFC转换器。

该PFC转换器由斩波电路构成，按照使输入电流波形成为与输入电压波形相似形状且同相位的正弦波状的方式工作。因此高次谐波电流被抑制在一定水平以下，功率因数也得到改善。

这样的PFC转换器是一种升压转换器，因此PFC转换器自身的变换效率的好坏会影响到电源装置整体的功率变换效率。若将PFC转换器的输出电压不必要地升压，则功率变换效率降低。

若与后级的DC-DC转换器电路及其负载状态无关地，控制PFC转换器的输出电压(＝后级的DC-DC转换器的输入电压)使其固定，则在轻负载的情况下，对于后级的DC-DC转换器来说，被过量地施加了较高的输入电压，从而功率变换效率降低。

作为防止这种情况的现有技术，有专利文献1和专利文献2。

专利文献1的电源装置是控制PFC转换器，使其输出比输入电压的峰值高某固定值的电压的电源装置。

专利文献2的电源装置是根据来自负载的反馈，在为轻负载时停止PFC转换器的工作的电源装置。

在此，参照图1来说明专利文献2所公开的开关电源装置的构成。图1所示的开关电源装置具备：将宽范围的交流输入电压1变换成直流电压的整流器2、将该整流输出提供给DC-DC转换器4a的升压型功率变换器3a、进行其控制的PFC控制电路42a、检测负载状态的负载检测电路41、进行输出电压的控制的输出电压控制部43、切换PFC控制电路的工作/停止的PFC接通/断开电路44。

PFC接通/断开电路44对负载检测电路41的检测输出值和用于判定负载状态的判定基准值进行比较，PFC控制电路42a根据该比较结果来进行PFC转换器的工作或者停止。

专利文献1：JP特开2001-268897号公报

专利文献2：JP特开2007-181362号公报

但是，在专利文献1的电源装置中，存在与负载无关只根据输入电压来决定PFC转换器的输出电压的问题。在专利文献2的电源装置中，存在需要用于检测负载的轻重并进行反馈的专用电路的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种开关电源装置，其能够不取得来自负载的反馈，而根据负载的轻重自动且连续地将PFC转换器的输出电压控制为最佳值。

为了解决所述课题，本发明如下来构成。

(1)一种开关电源装置，其特征在于，具有：

PFC转换器，其具备：整流电路，其对从交流输入电源输入的交流电压进行整流；串联电路，其连接于所述整流电路的后级，且含有电感器和开关元件；整流平滑电路，其与所述开关元件并联连接；和开关控制单元，其控制所述开关元件，以使得从所述交流输入电源输入的输入电流相对于所述交流电压成为相似形状；以及

绝缘型DC-DC转换器，其连接于所述PFC转换器的后级，且具有：变压器，其至少具有初级线圈和次级线圈；初级侧电路，其连接于所述初级线圈；和次级侧电路，其连接于所述次级线圈，向负载输出电源电压，

该开关电源装置具备：

输入电压检测单元，其检测从所述交流输入电源输入的输入电压；

电流检测单元，其检测在所述电感器中流过的电流或者在所述开关元件中流过的电流；和

输出电压检测单元，其检测所述整流平滑电路的输出电压，

所述开关控制单元将所述输出电压的检测值相对于所述输出电压的目标值的误差即输出电压误差、和所述输入电压的检测值的积作为电流基准振幅值，并根据该电流基准振幅值和由所述电流检测单元检测出的电流的差来控制所述开关元件的接通时间，

所述开关电源装置还设置了输出电压控制值校正单元，该输出电压控制值校正单元按照随着所述负载从轻负载状态变成重负载状态而所述输出电压上升的方式，利用所述电流基准振幅值的比例值来校正所述输出电压的目标值或者所述输出电压误差。