【手続補正書】
【提出日】平成21年5月12日(2009.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  交流電源に接続されたリアクトルと、
そのリアクトルに接続された、高速ダイオード、整流ダイオード及びその整流ダイオードに並列に接続されたスイッチング素子を有するＰＷＭコンバータ回路、もしくは、
前記リアクトルに接続された、２組の高速ダイオードとスイッチング素子との並列回路により構成されたアーム、及び、前記交流電源の他の端子に対して接続された、２組の整流ダイオードにより構成されたアームで、構成されたＰＷＭコンバータ回路、と、
前記ＰＷＭコンバータ回路の入力電流を検出する入力電流検出手段と、
前記ＰＷＭコンバータ回路の出力電圧を検出する直流電圧検出手段と、
前記交流電源の交流電圧の瞬時電圧が所定の値を超えているか否かを示す２値信号を検出する２値信号検出手段と、
前記２値信号検出手段により検出された２値信号、前記入力電流検出手段により検出された入力電流、及び前記直流電圧検出手段により検出された出力電圧に基づいて、前記ＰＷＭコンバータ回路を制御する制御回路と、
を備えたことを特徴とするコンバータ回路。
【請求項２】  前記２値信号検出手段は、前記交流電源に接続されたフォトカプラを有するものであり、前記フォトカプラの２次側の電圧を前記２値信号とすることを特徴とする請求項１に記載のコンバータ回路。
【請求項３】  前記制御回路は、前記検出された２値信号に基づいて、正弦波を発生する正弦波発生手段を有するものであって、
前記正弦波発生手段は、前記検出された２値信号の立ち上がり時刻Ｔｏｎ、前記検出された２値信号の立ち下がり時刻Ｔｏｆｆを逐次計測して、前記検出された２値信号の変動周期Ｔａｃを演算し、
（２・Ｔｏｎ＋２・Ｔｏｆｆ＋Ｔａｃ）／４、
および
（２・Ｔｏｎ＋２・Ｔｏｆｆ＋３・Ｔａｃ）／４
の時刻を、前記交流電圧のゼロクロス時刻とし、正弦波波形の生成を開始することを特徴とする請求項１に記載のコンバータ回路。
【請求項４】  前記制御回路は、前記演算された変動周期Ｔａｃを用いて、次回の立ち上がり時刻Ｔｏｎおよび立ち下がり時刻Ｔｏｆｆを予測し、立ち上がり時刻Ｔｏｎもしくは立ち下がり時刻Ｔｏｆｆが計測されなかった場合には、前記予測された立ち上がり時刻Ｔｏｎもしくは立ち下がり時刻Ｔｏｆｆを用い、立ち上がり時刻Ｔｏｎもしくは立ち下がり時刻Ｔｏｆｆが計測された場合には、前記予測された立ち上がり時刻Ｔｏｎもしくは立ち下がり時刻Ｔｏｆｆを、前記計測された立ち上がり時刻Ｔｏｎもしくは立ち下がり時刻Ｔｏｆｆを利用して、修正することを特徴とする請求項３に記載のコンバータ回路。
【請求項５】  前記制御回路は、前記立ち上がり時刻Ｔｏｎ、前記立ち下がり時刻Ｔｏｆｆの逐次計測および前記逐次計測を利用する演算は、前記ＰＷＭコンバータ回路のＰＷＭ制御周期毎に行うことを特徴とする請求項３、又は４に記載のコンバータ回路。
【請求項６】  前記制御回路は、前記立ち上がり時刻Ｔｏｎ、前記立ち下がり時刻Ｔｏｆｆの逐次計測および前記逐次計測を利用する演算を行う場合に、前記ＰＷＭコンバータ回路のＰＷＭ制御周期毎に、ｎ回連続で同一状態であることを確認して、少なくとも１つの前記演算を行うなかで、前記ＰＷＭ制御周期（ｎ−１）回数分に相当する時間だけ時間を進めて前記演算を行うことを特徴とする請求項３、４、又は５に記載のコンバータ回路。
【請求項７】  前記制御回路は、
前記生成された正弦波波形を入力電流波形の基準波形とし、所定の出力直流電圧設定値と前記直流電圧検出手段により検出された出力電圧との誤差と、前記正弦波波形の振幅とを乗算し、その結果を前記入力電流波形の設定値とし、
その入力電流波形の設定値と前記入力電流検出手段により検出された入力電流との誤差を用いて、前記ＰＷＭコンバータ回路をＰＷＭ制御するものであって、
さらに、前記ＰＷＭコンバータ回路のＰＷＭ制御デュティが一定範囲となるよう、前記出力直流電圧設定値を調節する、ことを特徴とする請求項３に記載のコンバータ回路。
【請求項８】  前記入力電流検出手段は、前記交流電源の１つの線を一次側とする電流トランスを有し、
前記制御回路は、前記電流トランスの二次側出力が周波数特性補正手段および絶対値変換手段を経由した値を検出入力電流（｜Ｉａｃ｜）とし、入力電圧波形の絶対値もしくは前記正弦波波形の絶対値と前記出力電圧の誤差に基づく値との乗算結果を入力電流設定値（｜Ｉａｃ｜＊）とする、ことを特徴とする請求項３に記載のコンバータ回路。
【請求項９】  交流電源の両端に接続した１つのコアを共有してなる一対のリアクトルと、その一対のリアクトルの反対側の端子に接続され、高速ダイオード及び整流ダイオード及びそれに並列に接続されたスイッチング素子を有するＰＷＭコンバータ回路と、そのＰＷＭコンバータ回路の入力電流を検出する入力電流検出手段と、前記ＰＷＭコンバータ回路の出力電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記検出した入力電流及び前記検出した出力電圧に基づき前記ＰＷＭコンバータ回路を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするコンバータ回路。
【請求項１０】  交流電源もしくは、交流電源を整流した回路に接続されたリアクトルと、コンバータ出力の一方をスイッチング素子にて短絡することにより前記リアクトルに電流を充電せしめ、前記スイッチング素子をオフすることにより前記リアクトルに充電された電流をダイオードを介して出力させる制御手段とを備えた昇圧型のコンバータ回路であって、
前記制御手段は、出力直流電圧とその設定値との誤差に対して、誤差の積分演算機能と誤差の比例演算機能とを並列に設け、前記２つの演算機能の出力の和を利用して入力電流設定値の振幅を決定し、前記誤差が一定以上になった場合には、前記積分演算機能の出力をそれまでの値に固定することを特徴とするコンバータ回路。
【請求項１１】  交流電源もしくは、交流電源を整流した回路に接続されたリアクトルと、コンバータ出力の一方をスイッチング素子にて短絡することにより前記リアクトルに電流を充電せしめ、前記スイッチング素子をオフすることにより前記リアクトルに充電された電流をダイオードを介して出力させる制御手段とを備えた昇圧型のコンバータ回路であって、
前記制御手段は、出力直流電圧とその設定値との誤差に対して、誤差の積分演算機能と誤差の比例演算機能とを並列に設け、前記２つの演算機能の出力の和と前記交流電源の電圧波形の絶対値との乗算結果を利用して入力電流設定値を決定し、前記誤差に基づく入力電流設定値が一定以上になった場合には、所定の値で制限することを特徴とするコンバータ回路。
【請求項１２】  交流電源もしくは、交流電源を整流した回路に接続されたリアクトルと、コンバータ出力の一方をスイッチング素子にて短絡することにより前記リアクトルに電流を充電せしめ、前記スイッチング素子をオフすることにより前記リアクトルに充電された電流をダイオードを介して出力させる制御手段とを備えた昇圧型のコンバータ回路であって、
前記制御手段は、出力直流電圧が所定の値よりも高い場合には、前記スイッチング素子をオフすることを特徴とするコンバータ回路。
【請求項１３】  交流電源もしくは、交流電源を整流した回路に接続されたリアクトルと、コンバータ出力の一方をスイッチング素子にて短絡することにより前記リアクトルに電流を充電せしめ、前記スイッチング素子をオフすることにより前記リアクトルに充電された電流をダイオードを介して出力させる制御手段とを備えた昇圧型のコンバータ回路であって、
前記制御手段は、出力直流電圧とその設定値との誤差に対して、誤差の積分演算機能と誤差の比例演算機能とを並列に設け、前記２つの演算機能の出力の和と前記交流電源の電圧波形の絶対値との乗算結果を利用して入力電流設定値を決定し、入力電流の絶対値を検出し、その絶対値と入力電流設定値との誤差を得て、その誤差に対して、低周波域で積分特性を有する比例積分型特性の演算、もしくは低周波域で積分特性を有する比例積分型で且つ高周波域で平坦特性を有する特性の演算を行って、前記スイッチング素子のオン・オフデュティとすることを特徴とするコンバータ回路。
【請求項１４】  交流電源もしくは、交流電源を整流した回路に接続されたリアクトルと、コンバータ出力の一方をスイッチング素子にて短絡することにより前記リアクトルに電流を充電せしめ、前記スイッチング素子をオフすることにより前記リアクトルに充電された電流をダイオードを介して出力させる制御手段とを備えた昇圧型のコンバータ回路であって、
前記制御手段は、出力直流電圧とその設定値との誤差に対して、誤差の積分演算機能と誤差の比例演算機能とを並列に設け、前記２つの演算機能の出力の和と前記交流電源の電圧波形の絶対値との乗算結果を利用して入力電流設定値を決定し、入力電流の絶対値を検出し、その絶対値と入力電流設定値との誤差を得て、その誤差に対して、低周波域で積分特性を有する比例積分型特性の演算、もしくは低周波域で積分特性を有する比例積分型で且つ高周波域で移動平均特性を有する特性の演算を行って、その演算結果に基づいて、前記スイッチング素子のオン・オフデュティとすることを特徴とするコンバータ回路。
【請求項１５】  前記制御手段は、前記誤差に対して行った演算結果に対して、入力電圧の絶対値を｜Ｖａｃ｜、入力電流絶対値指令を｜Ｉａｃ｜＊、出力直流電圧設定値をＶｄｃ＊、前記リアクトルのインダクタンスをＬ、前回演算時の入力電流絶対値指令を｜Ｉａｃ｜＊ｏｌｄとして、下記の式
ｄｆｆ＝（Ｖｄｃ＊−｜Ｖａｃ｜）／Ｖｄｃ＊
＋Ｌ・（｜Ｉａｃ｜＊−｜Ｉａｃ｜＊ｏｌｄ）／Ｖｄｃ＊
で算出した値ｄｆｆを加算して、前記スイッチング素子のオン・オフデュティとすることを特徴とする請求項１４に記載のコンバータ回路。
【請求項１６】  前記制御手段は、前記誤差に対して行った演算結果に対して、入力電圧の絶対値を｜Ｖａｃ｜、入力電流絶対値指令を｜Ｉａｃ｜＊、出力直流電圧設定値をＶｄｃ＊、前記リアクトルのインダクタンスをＬ、前回演算時の入力電流絶対値指令を｜Ｉａｃ｜＊ｏｌｄとして、下記の式
ｄｆｆ＝（Ｖｄｃ＊−｜Ｖａｃ｜）／Ｖｄｃ＊
＋Ｌ・（｜Ｉａｃ｜＊−｜Ｉａｃ｜＊ｏｌｄ）／Ｖｄｃ＊
で算出した値ｄｆｆに対し、１より小さい値を乗じた値を加算して、前記スイッチング素子のオン・オフデュティとすることを特徴とする請求項１４に記載のコンバータ回路。
【請求項１７】  前記制御手段は、前記誤差に対して行った演算結果に対して、入力電圧の絶対値を｜Ｖａｃ｜、出力直流電圧設定値をＶｄｃ＊として、下記の式
ｄｆｆ＝（Ｖｄｃ＊−｜Ｖａｃ｜）／Ｖｄｃ＊
で算出した値ｄｆｆに対し、１もしくは１より小さい値を乗じた値を加算して、前記スイッチング素子のオン・オフデュティとすることを特徴とする請求項１４に記載のコンバータ回路。
【請求項１８】  前記制御手段は、前記出力直流電圧設定値Ｖｄｃ＊のかわりに出力電圧値Ｖｄｃを、及び／又は、入力電流絶対値指令｜Ｉａｃ｜＊、｜Ｉａｃ｜＊ｏｌｄのかわりに実際の入力電流値｜Ｉａｃ｜、｜Ｉａｃ｜ｏｌｄを用いることを特徴とする請求項１５から１７のいずれかに記載のコンバータ回路。