[发明专利]功率转换装置

说明书

相关申请的交叉参考

本申请基于并要求2010年7月14日提交的日本专利申请2010/160008的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本说明书中记载的实施方式涉及将从交流电源得到的交流电压转换成直流电压、并向负荷供电的功率转换装置。

背景技术

作为将交流电压转换成直流电压的方法，众所周知的一般有以下两种方法。

第一种方法是，使用二极管桥接电路和平滑电容器。二极管桥接电路对来自交流电源的交流进行全波整流。平滑电容器是对全波整流后的直流进行平滑。

关于上述第一种方法，交流电压无论是正还是负，电流始终在两个二极管串联电路中流动。此时，在两个二极管中产生相当于在各二极管中流动的电流与二极管的正向电压的乘积的电力损失。

关于上述第二方法，在第一方法的二极管桥接电路和平滑电容器之间使用功率因数校正转换器(Power Factor Converter，PFC)。功率因数校正(PFC)使在二极管桥接电路中经过全波整流后的直流电压升压。

在上述第二种方法中，由于在全波整流时电流也是在两个二极管的串联电路中流动，因此也产生电力损失。而且，由于电流在构成功率因数校正转换器的场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET)和二极管之间交替流动，因此产生更大的损失。

而且，功率因数校正转换器除了需要使输入电流的波形为正弦波以外，还必须将输出电压设定成大于输入电压的电压。但是，负荷所需要的电压不一定是大于输入电压的电压。因此，在功率因数校正转换器之后连接降压转换器。然后，将在功率因数校正转换器中升压的电压降到所需要的电压。在进行该降压时也产生损失。作为整个功率转换装置，形成AC-DC转换、DC-DC(升压)转换、DC-DC(降压)转换的三级构成，电力损失表现为它们的乘积。例如，如果每一级的功率为0.95，三级则为0.95×0.95×0.95＝0.86。即、即使是功率为96％的高效率转换，在三级的连接中也降低到86％。因此，每一个转换效率即使再好，由于形成多级，其转换效率也会明显降低。

目前，社会上提倡电子设备的节能，作为其中一环，要求提高向负荷供给电力的功率转换装置的转换效率，但是，现有的电路构成限制了转换效率的改良。

发明内容

根据本发明实施方式的功率转换装置，包括第一开关、第二开关以及脉冲生成部。第一开关经由电感器和电容器串联地连接于交流电源的两端。第二开关经由平滑电容器串联地连接于上述第一开关的两端。当上述交流电源的电压极性为正时，脉冲生成部生成第一脉冲信号，并向上述第一开关输出，当上述交流电源的电压极性为负时，脉冲生成部生成第二脉冲信号，并向上述第二开关输出，其中，上述第一脉冲信号以大于上述交流电源的频率的频率脉冲驱动上述第一开关，上述第二脉冲信号以大于上述交流电源的频率的频率脉冲驱动上述第二开关。

附图说明

图1是表示第一实施方式的功率转换装置的电路图。

图2是表示在第一实施方式中交流电压和第一及第二脉冲信号的关系的波形图。

图3是表示第一实施方式的功率转换装置的动作的时序图。

图4是表示在第一实施方式中进行开关动作时和未进行开关动作时的输出电压波形的示图。

图5是表示第二实施方式的功率转换装置的电路图。

图6是表示第三实施方式的功率转换装置的电路图。

图7是表示第四实施方式的功率转换装置的电路图。

图8是表示第五实施方式的功率转换装置的电路图。

图9是表示第五实施方式中交流电压的极性为正时的功率转换装置的动作的时序图。

图10是表示第五实施方式中交流电压的极性为负时的功率转换装置的动作的时序图。

图11是表示第六实施方式的功率转换装置的电路图。

图12是表示在第六实施方式中锁存电路的输出的时序图。

图13是表示在第六实施方式中电压波形和电流波形的关系的时序图。

图14是表示第七实施方式的功率转换装置的电路图。

图15是表示在第七实施方式中交流电压的极性为正时的功率转换装置的动作的时序图。

图16是表示在第七实施方式中交流电压的极性为负时的功率转换装置的动作的时序图。

图17是表示与电流检测部相关的第一变形例的电路图。

图18是表示与电流检测部相关的第二变形例的电路图。