開關(guān)電源裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明包括：空載時(shí)間電路，該空載時(shí)間電路接收輸出控制信號(hào)，生成對(duì)使所述第1開關(guān)元件及第2開關(guān)元件均截止的時(shí)間寬度進(jìn)行規(guī)定的空載時(shí)間信號(hào)；輸出信號(hào)生成電路，該輸出信號(hào)生成電路根據(jù)所述輸出控制信號(hào)和所述空載時(shí)間信號(hào)，分別生成對(duì)所述第1開關(guān)元件及第2開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間分別進(jìn)行規(guī)定的第1輸出信號(hào)及第2輸出信號(hào)；以及空載時(shí)間調(diào)整電路，該空載時(shí)間調(diào)整電路根據(jù)所述直流輸入電力的電壓的變化或所述電容器的輸出電壓的變化，使所述空載時(shí)間信號(hào)的時(shí)間寬度發(fā)生變化，對(duì)所述第1開關(guān)元件及第2開關(guān)元件的接通時(shí)刻進(jìn)行調(diào)整。
【專利說明】
開關(guān)電源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及力圖提高功率轉(zhuǎn)換效率的開關(guān)電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為各種電子設(shè)備用的開關(guān)電源裝置，已知有諧振型整流器。該諧振型整流器經(jīng)由電容器將絕緣變壓器的一次繞組與直流電壓源連接而構(gòu)成。利用該絕緣變壓器的漏電感和上述電容器來形成直流諧振電路。上述諧振型整流器利用互補(bǔ)地進(jìn)行導(dǎo)通、截止驅(qū)動(dòng)的第I及第2開關(guān)元件來控制上述串聯(lián)諧振電路中流過的諧振電流，從上述絕緣變壓器的二次繞組側(cè)得到升降壓后的直流電壓。
[0003]例如專利文獻(xiàn)1、2中提出有這種開關(guān)電源裝置中的軟開關(guān)技術(shù)。該軟開關(guān)技術(shù)中，在施加于上述各開關(guān)元件的電壓為零(O)時(shí)，或者在電感器中流過的電流為零(O)時(shí)，通過將上述開關(guān)元件接通，從而大幅降低該開關(guān)元件中的損耗。
[0004]簡(jiǎn)要地說，該諧振型的開關(guān)電源裝置I例如像圖11所示那樣，經(jīng)由電容器C將絕緣變壓器T的一次繞組Pl與直流電壓源B連接，包括由該絕緣變壓器T的漏電感和上述電容器C形成的串聯(lián)諧振電路。與上述絕緣變壓器T的一次繞組Pl串聯(lián)連接的第I開關(guān)元件Ql由進(jìn)行他激式振蕩動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)控制電路A進(jìn)行導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)，將來自上述直流電壓源B的輸入電壓Vin施加到上述串聯(lián)諧振電路。上述驅(qū)動(dòng)控制電路A例如由電源IC構(gòu)成。此外，與上述串聯(lián)諧振電路并聯(lián)連接的第2開關(guān)元件Q2在上述第I開關(guān)元件Ql截止時(shí)由上述驅(qū)動(dòng)控制電路A進(jìn)行導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)，以形成上述串聯(lián)諧振電路的諧振電流路徑。上述第I及第2開關(guān)元件Ql、Q2例如由高耐壓的η型MOS-FET構(gòu)成。
[0005]在上述絕緣變壓器T的二次繞組S1、S2中產(chǎn)生的電力通過由二極管Dl、D2及輸出電容器Cout構(gòu)成的輸出電路進(jìn)行整流和平滑，作為輸出電壓Vout提供給未圖示的負(fù)載。利用上述電路部來構(gòu)建諧振型功率轉(zhuǎn)換裝置主體。然后，上述輸出電壓Vout、具體而言該輸出電壓Vout與輸出電壓設(shè)定值之間的偏差被輸出電壓檢測(cè)電路VS檢測(cè)出，經(jīng)由光耦合器PC作為FB電壓反饋到上述驅(qū)動(dòng)控制電路Α。
[0006]反饋到該驅(qū)動(dòng)控制電路A的FB電壓用于對(duì)上述第I及第2開關(guān)元件Ql、Q2進(jìn)行導(dǎo)通、截止驅(qū)動(dòng)的輸出控制信號(hào)的脈沖寬度調(diào)制，由此使上述輸出電壓Vout變穩(wěn)定。另外，一般而言，從直流電壓源B提供的直流電經(jīng)由輸入電容器Cin進(jìn)行濾波后，作為輸入電壓Vin提供給該開關(guān)電源裝置。
[0007]此處，上述驅(qū)動(dòng)控制電路A例如像圖12中示出其簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)那樣，以輸出控制電路
2、空載時(shí)間電路3及驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路4為主體而構(gòu)成。上述輸出控制電路2例如由生成與從上述輸出電壓檢測(cè)電路Vs反饋的FB電壓相對(duì)應(yīng)的脈沖寬度的輸出控制信號(hào)以作為PWM信號(hào)的PWM控制電路構(gòu)成。另外，對(duì)于上述輸出控制電路2，也可以是生成與FB電壓相對(duì)應(yīng)的頻率的脈沖信號(hào)(PFM信號(hào))以作為輸出控制信號(hào)來代替上述PWM信號(hào)的電路。
[0008]上述空載時(shí)間電路3在施加于上述第I及第2開關(guān)元件Q1、Q2的電壓為零(O)時(shí)，接收上述輸出控制信號(hào)，生成用于將該第I及第2開關(guān)元件Ql、Q2接通的空載時(shí)間信號(hào)。上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路4根據(jù)上述空載時(shí)間信號(hào)和上述輸出控制信號(hào)，生成用于對(duì)上述第I及第2開關(guān)元件Ql、Q2分別進(jìn)行導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)的進(jìn)行脈沖寬度控制后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0009]另外，圖12中，5是作為根據(jù)上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路4輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)、生成對(duì)低側(cè)的上述第I開關(guān)元件Ql進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的LO端子輸出的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)放大器。此外，6是作為將上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路4輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)由電平移位電路7輸入、生成對(duì)高側(cè)的上述第2開關(guān)元件Q2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的HO端子輸出的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)放大器。此外，8是根據(jù)施加于該驅(qū)動(dòng)控制電路A的驅(qū)動(dòng)電壓VCC、生成上述輸出控制電路2、上述空載時(shí)間電路3及上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路4的動(dòng)作所需的電壓VDD的內(nèi)部電源電路。
[0010]此處，對(duì)上述結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源裝置即諧振型整流器的動(dòng)作進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。該諧振型整流器中，在上述第2開關(guān)元件Q2處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，通過使上述第I開關(guān)元件Ql導(dǎo)通，從而在上述串聯(lián)諧振電路中有電流流過。若在該狀態(tài)下使第I開關(guān)元件Ql截止，則通過上述串聯(lián)諧振電路的電感器中流過的電流，對(duì)第I開關(guān)元件Ql的未圖示的寄生電容進(jìn)行充電。同時(shí)，通過上述電流，第2開關(guān)元件Q2的未圖示的寄生電容進(jìn)行放電。
[0011]然后，在第I開關(guān)元件Ql的寄生電容的充電電壓達(dá)到上述輸入電壓Vin時(shí)，通過將上述第2開關(guān)元件Q2接通，從而實(shí)現(xiàn)該第2開關(guān)元件Q2的零電壓開關(guān)。隨著將該第2開關(guān)元件Q2接通，此次儲(chǔ)存于上述電容器C的電能經(jīng)由第2開關(guān)元件Q2流過。因此，上述串聯(lián)諧振電路的電感器中流過的電流反轉(zhuǎn)。
[0012]之后，若使第2開關(guān)元件Q2截止，則此次利用上述那樣反轉(zhuǎn)后的電流對(duì)上述第2開關(guān)元件Q2的寄生電容進(jìn)行充電。同時(shí)，利用該電流對(duì)上述第I開關(guān)元件Ql的寄生電容進(jìn)行放電。然后，在第2開關(guān)元件Q2的寄生電容的充電電壓達(dá)到零(O)電壓時(shí)，通過將第I開關(guān)元件Ql接通，從而實(shí)現(xiàn)上述第I開關(guān)元件Ql的零電壓開關(guān)。通過將上述第I開關(guān)元件Ql接通，上述串聯(lián)諧振電路的電流反轉(zhuǎn)，再次經(jīng)由上述第I開關(guān)元件Ql流過。
[0013]上述空載時(shí)間信號(hào)用于以上述第I及第2開關(guān)元件Q1、Q2的其中一方的關(guān)斷時(shí)刻為基準(zhǔn)，規(guī)定另一方的開關(guān)元件Q2、Ql的接通時(shí)刻。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0014]專利文獻(xiàn)1:美國(guó)專利第5886884號(hào)說明書專利文獻(xiàn)2:美國(guó)專利第7391194號(hào)說明書
【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0015]然而，例如像圖13所示那樣，上述空載時(shí)間電路3包括經(jīng)由充電開關(guān)Qchg通過恒流源Ichg進(jìn)行充電的充放電電容器Cdt、及對(duì)充電至該充放電電容器Cdt的電荷進(jìn)行放電的放電開關(guān)QdiS。上述充電開關(guān)Qchg及放電開關(guān)Qdis由利用從上述輸出控制電路2輸出的上述輸出控制信號(hào)互補(bǔ)地進(jìn)行導(dǎo)通、截止控制的P型MOS-FET及η型MOS-FET構(gòu)成。而且，上述空載時(shí)間電路3構(gòu)成為在比較器CP中，將上述充放電電容器Cdt的充放電電壓Vcd與預(yù)先設(shè)定的閾值電壓Vdt進(jìn)行比較，利用或非電路NOR將其輸出與上述輸出控制信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，從而生成上述空載時(shí)間信號(hào)。
[0016]具體而言，空載時(shí)間電路3如圖14中示出其動(dòng)作波形那樣，例如在上述輸出控制信號(hào)為“L”時(shí)對(duì)上述充放電電容器Cdt進(jìn)行充電，在其充放電電壓Vcd超過閾值電壓Vdt時(shí)，將上述比較器CP的輸出反轉(zhuǎn)為“H”。此外，上述空載時(shí)間電路3在上述輸出控制信號(hào)為“H”時(shí)將充電至上述充放電電容器Cdt的電荷進(jìn)行放電，在上述充放電電容器Cdt的充放電電壓Vcd低于閾值電壓Vdt時(shí)，將上述比較器CP的輸出反轉(zhuǎn)為“L”。通過利用上述或非電路NOR將隨著這種充放電電容器Cdt的充放電而產(chǎn)生的上述比較器CP的輸出與上述輸出控制信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，從而上述空載時(shí)間電路3生成固定的脈沖寬度Tdt的空載時(shí)間信號(hào)。
[0017]此處，上述開關(guān)元件Ql (Q2)關(guān)斷后，對(duì)上述開關(guān)元件Q2 (Ql)施加的電壓變?yōu)榱?br>
(O)為止的延遲時(shí)間主要依賴于上述開關(guān)元件Q1、Q2的寄生電容及輸入電壓Vin。與此相對(duì)，上述空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt由上述充放電電容器Cdt的電容、該充放電電容器Cdt的充電電流及對(duì)上述比較器CP設(shè)定的閾值電壓Vdt來固定地決定。
[0018]另一方面，可能會(huì)因構(gòu)成開關(guān)電源裝置的部件的長(zhǎng)年變化、特性偏差等而導(dǎo)致輸入電壓Vin發(fā)生變化，此外，輸出電壓Vout隨之發(fā)生變化，進(jìn)而上述FB電壓發(fā)生變化。因而，在決定空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt的情況下，需要估計(jì)因裝置結(jié)構(gòu)部件的偏差等而導(dǎo)致的輸入電壓Vin的變動(dòng)幅度來設(shè)定。然而，實(shí)際上，不可否認(rèn)，在依賴于直流輸入電壓Vin的上述開關(guān)元件Ql、Q2的寄生電容的充放電時(shí)間、與如上述那樣固定設(shè)定的上述空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt之間會(huì)產(chǎn)生偏離。
[0019]例如，若輸入電壓Vin低于規(guī)格中確定的電壓,則上述開關(guān)兀件Ql、Q2的寄生電容的充放電時(shí)間隨之變短。于是，例如像圖15所示那樣，在比施加于上述開關(guān)元件Ql、Q2的電壓變?yōu)榱?O)的時(shí)刻要遲的時(shí)刻將上述開關(guān)元件Q1、Q2導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)。其結(jié)果是，功率轉(zhuǎn)換的無效時(shí)間增加，因此，電流峰值擴(kuò)展，此外，開關(guān)元件Ql、Q2中的損耗增加，功率轉(zhuǎn)換效率下降。
[0020]反之，若輸入電壓Vin高于規(guī)格中確定的電壓，則上述開關(guān)元件Q1、Q2的寄生電容的充放電時(shí)間隨之變長(zhǎng)。于是，例如像圖16所示那樣，在施加于上述開關(guān)元件Ql、Q2的電壓變?yōu)榱?O)之前，空載時(shí)間信號(hào)消失，將上述開關(guān)元件Q1、Q2導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)。其結(jié)果是，無法進(jìn)行零電壓開關(guān)，而且，開關(guān)元件Ql、Q2中的損耗增加，功率轉(zhuǎn)換效率下降。
[0021]此外，同樣地，若輸出電壓Vout高于規(guī)格中確定的電壓，則反饋到上述驅(qū)動(dòng)控制電路A的FB電壓隨之變得高于規(guī)格，上述輸出控制電路2生成的輸出控制信號(hào)的脈沖寬度變寬。于是，例如像圖17所示那樣，即使在施加于上述開關(guān)元件Ql、Q2的電壓變?yōu)榱?O)的時(shí)刻，也繼續(xù)輸出空載時(shí)間信號(hào)，因此，在比電壓變?yōu)榱?O)的時(shí)刻要遲的時(shí)刻，將上述開關(guān)元件Q1、Q2導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)。其結(jié)果是，功率轉(zhuǎn)換的無效時(shí)間增加，電流峰值擴(kuò)展，此外，上述開關(guān)元件Q1、Q2中的損耗增加，功率轉(zhuǎn)換效率下降。
[0022]反之，若輸出電壓Vout低于規(guī)格中確定的電壓，則上述FB電壓隨之變得低于規(guī)格，上述輸出控制電路2生成的輸出控制信號(hào)的脈沖寬度變窄。于是，例如像圖18所示那樣，在施加于上述開關(guān)元件Ql、Q2的電壓變?yōu)榱?O)之前，上述空載時(shí)間信號(hào)消失，將上述開關(guān)元件Ql、Q2導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)。其結(jié)果是，無法進(jìn)行零電壓開關(guān)，而且，上述開關(guān)元件Q1、Q2中的損耗增加，功率轉(zhuǎn)換效率下降。
[0023]本發(fā)明是考慮上述情況而完成的，其目的在于提供一種簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源裝置，其能與直流輸入電壓Vin的變動(dòng)無關(guān)地適當(dāng)設(shè)定第I及第2開關(guān)元件的接通時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)，防止轉(zhuǎn)換效率的下降。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0024]達(dá)成上述目的的本發(fā)明的開關(guān)電源裝置基本上包括:諧振型功率轉(zhuǎn)換裝置主體，該諧振型功率轉(zhuǎn)換裝置主體基本上通過第I開關(guān)元件對(duì)直流輸入電力進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作而將其儲(chǔ)存于電感器，通過第2開關(guān)元件并利用該電感器的諧振將儲(chǔ)存于所述電感器的電力傳送給輸出電容器以得到直流輸出電力；驅(qū)動(dòng)控制電路，該驅(qū)動(dòng)控制電路對(duì)所述第I開關(guān)元件及第2開關(guān)元件交替進(jìn)行導(dǎo)通、截止驅(qū)動(dòng)，使所述電感器進(jìn)行諧振；以及反饋電路，該反饋電路檢測(cè)所述輸出電容器的輸出電壓，將其檢測(cè)信息反饋至所述驅(qū)動(dòng)控制電路，以對(duì)該驅(qū)動(dòng)控制電路的動(dòng)作進(jìn)行控制。
特別是，本發(fā)明的開關(guān)電源裝置的特征在于，將所述驅(qū)動(dòng)控制電路構(gòu)成為包括:
輸出控制電路，該輸出控制電路生成與從所述反饋電路反饋的所述檢測(cè)信息相對(duì)應(yīng)的脈沖寬度的輸出控制信號(hào)；
空載時(shí)間電路，該空載時(shí)間電路基于所述輸出控制信號(hào)，以所述第I開關(guān)元件及第2開關(guān)元件的其中一方的關(guān)斷時(shí)刻為基準(zhǔn)，生成對(duì)另一方的開關(guān)元件的接通時(shí)刻進(jìn)行規(guī)定的空載時(shí)間信號(hào)；
輸出信號(hào)生成電路，該輸出信號(hào)生成電路根據(jù)所述輸出控制信號(hào)和所述空載時(shí)間信號(hào)，分別生成對(duì)所述第I開關(guān)元件及第2開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間分別進(jìn)行規(guī)定的第I輸出信號(hào)及第2輸出信號(hào)；以及
空載時(shí)間調(diào)整電路，該空載時(shí)間調(diào)整電路根據(jù)所述直流輸入電力的電壓的變化或所述電容器的輸出電壓的變化，使所述空載時(shí)間信號(hào)的時(shí)間寬度發(fā)生變化，對(duì)所述第I開關(guān)兀件及第2開關(guān)元件的接通時(shí)刻進(jìn)行調(diào)整。
[0025]此處，所述諧振型功率轉(zhuǎn)換裝置主體例如由諧振型整流器構(gòu)成，該諧振型整流器包括:串聯(lián)諧振電路，該串聯(lián)諧振電路將絕緣變壓器的一次繞組經(jīng)由電容器與直流電壓源連接，且由該絕緣變壓器的漏電感和所述電容器形成；
第I開關(guān)元件，該第I開關(guān)元件由所述驅(qū)動(dòng)控制電路所驅(qū)動(dòng)，在導(dǎo)通時(shí)將來自所述直流電壓源的輸入電壓施加于所述串聯(lián)諧振電路；
第2開關(guān)元件，該第2開關(guān)元件與所述串聯(lián)諧振電路并聯(lián)連接，在所述第I開關(guān)元件截止時(shí)由所述驅(qū)動(dòng)控制電路進(jìn)行導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)，以形成所述串聯(lián)諧振電路的電流路徑；
對(duì)所述絕緣變壓器的二次繞組側(cè)中產(chǎn)生的電力進(jìn)行整流的二極管、以及對(duì)經(jīng)由該二極管進(jìn)行整流后的電力進(jìn)行平滑并將其輸出的輸出電容器。
[0026]或者，所述諧振型功率轉(zhuǎn)換裝置主體例如由同步整流升壓型整流器構(gòu)成，該同步整流升壓型整流器包括:第I開關(guān)元件，該第I開關(guān)元件經(jīng)由諧振用電抗器與直流電壓源連接，由所述驅(qū)動(dòng)控制電路所驅(qū)動(dòng)，在導(dǎo)通時(shí)將來自所述直流電壓源的輸入電壓施加于諧振用電抗器；以及
第2開關(guān)元件，該第2開關(guān)元件在該第I開關(guān)元件截止時(shí)由所述驅(qū)動(dòng)控制電路進(jìn)行導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)，將儲(chǔ)存于所述諧振用電抗器的電能傳送給輸出電容器。
[0027]優(yōu)選地，所述輸出信號(hào)生成電路構(gòu)成為在所述輸出控制信號(hào)關(guān)斷時(shí)，生成以所述空載時(shí)間信號(hào)的下降沿為接通觸發(fā)、以所述輸出控制信號(hào)的上升沿為關(guān)斷觸發(fā)的脈沖寬度的第I輸出信號(hào)。并且，所述輸出信號(hào)生成電路構(gòu)成為在所述輸出控制信號(hào)接通時(shí)，生成具有以所述空載時(shí)間信號(hào)的下降沿為接通觸發(fā)、以所述輸出控制信號(hào)的上升沿為關(guān)斷觸發(fā)的脈沖寬度的第2輸出信號(hào)。
[0028]此外，優(yōu)選地，所述空載時(shí)間電路構(gòu)成為具有將在所述輸出控制信號(hào)關(guān)斷時(shí)充電的電容器的充電電壓與比較基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較的比較器，生成跨越從所述輸出控制信號(hào)的下降時(shí)刻到所述比較器的輸出信號(hào)反轉(zhuǎn)為止的期間的脈沖寬度的空載時(shí)間信號(hào)。此外，優(yōu)選地，所述空載時(shí)間調(diào)整電路構(gòu)成為根據(jù)所述輸入電壓的變化或所述輸出電壓的變化，對(duì)所述電容器的充電電流進(jìn)行調(diào)整，使所述空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度發(fā)生變化。
[0029]具體而言，所述空載時(shí)間調(diào)整電路在所述輸入電壓較高時(shí)，減小所述電容器的充電電流，將所述空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度設(shè)定得較長(zhǎng)。此外，反之，在所述輸入電壓較低時(shí)，所述空載時(shí)間調(diào)整電路構(gòu)成為增加所述電容器的充電電流，將所述空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度設(shè)定得較短。
或者，所述空載時(shí)間調(diào)整電路在所述輸出電壓較高、隨之FB電壓變高時(shí)，增加所述電容器的充電電流，將所述空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度設(shè)定得較短。此外，反之，在所述輸出電壓較低、隨之FB電壓變低時(shí)，所述空載時(shí)間調(diào)整電路構(gòu)成為減小所述電容器的充電電流，將所述空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度設(shè)定得較長(zhǎng)。
發(fā)明效果
[0030]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源裝置，即使假定因裝置結(jié)構(gòu)部件的長(zhǎng)年變化、特性偏差等而導(dǎo)致輸入電壓發(fā)生變化，且隨之導(dǎo)致輸出電壓進(jìn)而是FB電壓發(fā)生變化，也利用空載時(shí)間調(diào)整電路，根據(jù)輸入電壓的變化或輸出電壓的變化，對(duì)空載時(shí)間電路生成的空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度進(jìn)行調(diào)整。因此，能在施加于第I及第2開關(guān)元件的電壓變?yōu)榱?O)的時(shí)刻將該開關(guān)元件接通，而無關(guān)乎輸入電壓、輸出電壓的變化。
[0031]因此，能簡(jiǎn)單有效地實(shí)現(xiàn)開關(guān)元件的零電壓開關(guān)，防止轉(zhuǎn)換效率的下降。特別是，不會(huì)因裝置結(jié)構(gòu)部件的溫度依賴性、長(zhǎng)年變化、及部件的偏差而導(dǎo)致功率轉(zhuǎn)換的無效時(shí)間增加，電流峰值擴(kuò)展，或開關(guān)元件中的損耗增加，功率轉(zhuǎn)換效率下降等問題。此外，通過具有空載時(shí)間調(diào)整電路，起到能力圖使將輸入電壓的變動(dòng)幅度考慮在內(nèi)的空載時(shí)間的設(shè)計(jì)變?nèi)菀椎刃Ч?br>
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I的構(gòu)建諧振型整流器的開關(guān)裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1所示的開關(guān)電源裝置中的驅(qū)動(dòng)控制電路的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示圖2所示的驅(qū)動(dòng)控制電路中的空載時(shí)間電路的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖4是用于說明圖3所示的空載時(shí)間電路的動(dòng)作的信號(hào)波形圖。
圖5是用于說明圖1所示的開關(guān)電源裝置的動(dòng)作的信號(hào)波形圖。
圖6是嵌入到本發(fā)明的實(shí)施方式2的開關(guān)裝置中的驅(qū)動(dòng)控制電路的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
圖7是表示圖6所示的驅(qū)動(dòng)控制電路中的空載時(shí)間電路的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖8是用于說明圖7所示的空載時(shí)間電路的動(dòng)作的信號(hào)波形圖。
圖9是用于說明具有圖6所示的驅(qū)動(dòng)控制電路的開關(guān)電源裝置的動(dòng)作的信號(hào)波形圖。圖10是本發(fā)明的實(shí)施方式3的構(gòu)建同步整流升壓型整流器的開關(guān)電源裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。 圖11是現(xiàn)有的一般諧振型開關(guān)電源裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
圖12是圖11所示的開關(guān)電源裝置中的驅(qū)動(dòng)控制電路的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
圖13是表示圖12所示的驅(qū)動(dòng)控制電路中的空載時(shí)間電路的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖14是用于說明圖13所示的空載時(shí)間電路的動(dòng)作的信號(hào)波形圖。
圖15是用于說明輸入電壓變低時(shí)的問題的信號(hào)波形圖。
圖16是用于說明輸入電壓變高時(shí)的問題的信號(hào)波形圖。
圖17是用于說明FB電壓變高時(shí)的問題的信號(hào)波形圖。
圖18是用于說明FB電壓變低時(shí)的問題的信號(hào)波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的開關(guān)電源裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I的構(gòu)建諧振型整流器的開關(guān)電源裝置I的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。另夕卜，圖1中，對(duì)與之前說明的圖11所示的現(xiàn)有的開關(guān)電源裝置I相同的部分標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)來表示。因此，對(duì)于與現(xiàn)有裝置相同部分的結(jié)構(gòu)及其作用，省略無用的重復(fù)說明。
[0034]該實(shí)施方式I的開關(guān)電源裝置I的特征點(diǎn)在于，構(gòu)成為利用分壓電阻Rl、R2對(duì)輸入電壓Vin進(jìn)行分壓以進(jìn)行檢測(cè)，將其作為BO電壓輸入到上述驅(qū)動(dòng)控制電路A。而且，特征點(diǎn)還在于，構(gòu)成為在驅(qū)動(dòng)控制電路A中，基于上述BO電壓，對(duì)上述空載時(shí)間電路3所生成的空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt進(jìn)行調(diào)整。
[0035]即，該實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)控制電路A中，如圖2中示出其簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)那樣，以附屬于上述空載時(shí)間電路3的方式設(shè)置空載時(shí)間調(diào)整電路9。而且，在該空載時(shí)間調(diào)整電路9中，構(gòu)成為根據(jù)上述BO電壓的變化，對(duì)上述空載時(shí)間電路3生成的空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt進(jìn)行調(diào)整。另外，在該圖2中，也對(duì)與上述圖12所示的驅(qū)動(dòng)控制電路A相同的部分標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)來表不，省略對(duì)同一結(jié)構(gòu)部分的重復(fù)說明。
[0036]具體而言，上述空載時(shí)間電路3及空載時(shí)間調(diào)整電路9例如如圖3所示那樣構(gòu)成。圖3中，空載時(shí)間調(diào)整電路9包括具有發(fā)射極電阻Rdt以形成發(fā)射極跟隨電路的晶體管Qdt、及根據(jù)上述發(fā)射極電阻Rdt中產(chǎn)生的發(fā)射極電壓與上述BO電壓之差來驅(qū)動(dòng)上述晶體管Qdt的差動(dòng)放大器0P。該差動(dòng)放大器OP在上述BO電壓低于上述晶體管Qdt的發(fā)射極電壓時(shí)，使該晶體管Qdt中流過的電流增大。反之，在上述BO電壓高于上述發(fā)射極電壓時(shí)，差動(dòng)放大器OP使上述晶體管Qdt中流過的電流減少。
[0037]此外，在上述晶體管Qdt的集電極設(shè)置有由一對(duì)晶體管Ml、M2構(gòu)成的電流鏡像電路。經(jīng)由該電流鏡像電路，輸出與上述晶體管Qdt中流過的電流成比例的電流。此外，在該電流鏡像電路的由晶體管M2構(gòu)成的輸出側(cè)設(shè)置有由一對(duì)晶體管M3、M4構(gòu)成的第2電流鏡像電路。而且，上述第2電流鏡像電路的輸出側(cè)的晶體管M2與上述空載時(shí)間電路3的恒流源Ichg連接。該第2電流鏡像電路具有通過使與上述晶體管Qdt中流過的電流成比例的電流從上述恒流源Ichg分流、從而減小該恒流源Ichg產(chǎn)生的對(duì)上述充放電電容器Cdt的充電電流的作用。
[0038]根據(jù)這樣構(gòu)成的空載時(shí)間調(diào)整電路9，在上述BO電壓比上述晶體管Qdt的發(fā)射極電壓要高時(shí)，上述差動(dòng)放大器OP使該晶體管Qdt中流過的電流增大，由此使從上述恒流源Ichg分流的電流量大幅增加。因此，對(duì)上述充放電電容器Cdt的充電電流被設(shè)定得較小，如圖4的時(shí)刻tl所示，該充放電電容器Cdt的充電電壓Vcd緩慢增大。然后，如時(shí)刻t2所示，該充電電壓Vcd達(dá)到上述閾值電壓Vdt為止的時(shí)間變長(zhǎng)。其結(jié)果是，上述空載時(shí)間電路3生成的空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt變寬。
[0039]與此相對(duì)，在上述BO電壓比上述晶體管Qdt的發(fā)射極電壓要低時(shí)，上述差動(dòng)放大器OP使該晶體管Qdt中流過的電流減少，由此使從上述恒流源Ichg分流的電流量減少。因此，與上述BO電壓較高的情況相比，對(duì)上述充放電電容器Cdt的充電電流被設(shè)定得更大，如圖4的時(shí)刻t3所示，該充放電電容器Cdt的充電電壓Vcd快速增大。然后，如時(shí)刻t4所示，上述充電電壓Vcd達(dá)到上述閾值電壓Vdt為止的時(shí)間變短。其結(jié)果是，上述空載時(shí)間電路3生成的空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt變窄。
[0040]換言之，如上述那樣構(gòu)成的空載時(shí)間調(diào)整電路9的差動(dòng)放大器0P、由該差動(dòng)放大器OP驅(qū)動(dòng)的晶體管Qdt根據(jù)上述BO電壓，對(duì)該晶體管Qdt中流過的電流進(jìn)行調(diào)整。然后，空載時(shí)間調(diào)整電路9在上述BO電壓較高時(shí)，使輸出電流增大，減少上述恒流源Ichg產(chǎn)生的對(duì)上述充放電電容器Cdt的充電電流。反之，在上述BO電壓較高時(shí)，上述空載時(shí)間調(diào)整電路9使輸出電流減少，增大上述恒流源Ichg產(chǎn)生的對(duì)上述充放電電容器Cdt的充電電流。
[0041]根據(jù)構(gòu)成為具備上述空載時(shí)間調(diào)整電路9、根據(jù)上述輸入電壓Vin、具體而言根據(jù)對(duì)輸入電壓Vin進(jìn)行分壓而檢測(cè)出的上述BO電壓對(duì)空載時(shí)間電路3生成的空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt進(jìn)行調(diào)整的開關(guān)電源裝置，不會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有的開關(guān)電源裝置中出現(xiàn)的問題。即，如圖5中示出其動(dòng)作波形圖那樣，根據(jù)輸入電壓Vin或上述BO電壓，對(duì)空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt進(jìn)行調(diào)整。因而，不會(huì)像利用脈沖寬度Tdt固定的空載時(shí)間信號(hào)的現(xiàn)有開關(guān)電源裝置那樣，在比施加于上述開關(guān)元件Q1、Q2的電壓變?yōu)榱?O)的時(shí)刻要遲的時(shí)刻將該開關(guān)元件Q1、Q2導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)。此外，在施加于上述開關(guān)元件Q1、Q2的電壓變?yōu)榱?O)之前，不會(huì)產(chǎn)生將該開關(guān)元件Ql、Q2導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)等的問題。
[0042]因此，根據(jù)該實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置，能盡可能抑制上述開關(guān)元件Ql、Q2中的功率轉(zhuǎn)換的無效時(shí)間，而無關(guān)乎其結(jié)構(gòu)部件的長(zhǎng)年變化、特性偏差。此外，能降低該開關(guān)元件Ql、Q2中的損耗，提高功率轉(zhuǎn)換效率。而且，通過根據(jù)BO電壓來對(duì)空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt進(jìn)行調(diào)整的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)，能提高功率轉(zhuǎn)換效率，且空載時(shí)間調(diào)整電路9也如上述那樣具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。因而，包含該空載時(shí)間調(diào)整電路9的驅(qū)動(dòng)控制電路A容易集成電路化，其實(shí)用性優(yōu)點(diǎn)很大。此外，具有隨著開關(guān)頻率的高頻化、上述空載時(shí)間信號(hào)的設(shè)計(jì)形態(tài)也可大幅緩和等效果。
[0043]然而，上述實(shí)施方式I的開關(guān)電源裝置構(gòu)成為根據(jù)輸入電壓Vin或上述BO電壓的變化來調(diào)整空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt。然而，也可以將開關(guān)電源裝置構(gòu)成為根據(jù)隨著輸入電壓Vin的變化而產(chǎn)生的輸出電壓Vout的變化、進(jìn)而根據(jù)FB電壓的變化來調(diào)整空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt。
[0044]圖6是構(gòu)成為根據(jù)FB電壓的變化來調(diào)整上述空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt的實(shí)施方式2的開關(guān)電源裝置的驅(qū)動(dòng)控制電路A的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。該驅(qū)動(dòng)控制電路A以附屬于上述空載時(shí)間電路3的方式設(shè)置空載時(shí)間調(diào)整電路9a。而且，在該空載時(shí)間調(diào)整電路9a中，構(gòu)成為根據(jù)上述FB電壓的變化，對(duì)上述空載時(shí)間電路3生成的空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt進(jìn)行調(diào)整。另外，在該圖6中，也對(duì)與上述圖12所示的驅(qū)動(dòng)控制電路A相同的部分標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)來表不，省略對(duì)同一結(jié)構(gòu)部分的重復(fù)說明。
[0045]具體而言，上述空載時(shí)間電路3及空載時(shí)間調(diào)整電路9a例如如圖7所示那樣構(gòu)成。與圖3所示的空載時(shí)間調(diào)整電路9同樣，該空載時(shí)間調(diào)整電路9a包括具有發(fā)射極電阻Rdt以形成發(fā)射極跟隨電路的晶體管Qdt和差動(dòng)放大器0P。該差動(dòng)放大器OP根據(jù)上述發(fā)射極電阻Rdt中產(chǎn)生的發(fā)射極電壓與上述FB電壓之差來驅(qū)動(dòng)上述晶體管Qdt。具體而言，上述差動(dòng)放大器OP在BO電壓低于上述晶體管Qdt的發(fā)射極電壓時(shí)，使上述晶體管Qdt中流過的電流增大，反之，在上述FB電壓高于上述發(fā)射極電壓時(shí)，使上述晶體管Qdt中流過的電流減少。
[0046]此外，在上述晶體管Qdt的集電極設(shè)置有由一對(duì)晶體管Ml、M2構(gòu)成的電流鏡像電路。經(jīng)由該電流鏡像電路，從上述晶體管M2輸出與上述晶體管Qdt中流過的電流成比例的電流。而且，其特征在于，將該電流鏡像電路的晶體管M2用作為與上述空載時(shí)間電路3的恒流源Ichg并聯(lián)設(shè)置的電流源。即，空載時(shí)間調(diào)整電路9a的電流鏡像電路通過將與上述晶體管Qdt中流過的電流成比例的電流與上述恒流源Ichg相加,從而起到增加對(duì)上述充放電電容器Cdt的充電電流的作用。
[0047]根據(jù)這樣構(gòu)成的空載時(shí)間調(diào)整電路9a，在上述FB電壓比上述晶體管Qdt的發(fā)射極電壓要高時(shí)，上述差動(dòng)放大器OP使該晶體管Qdt中流過的電流增大，由此使與從上述恒流源Ichg提供的電流相加的電流量大幅增加。因此，對(duì)上述充放電電容器Cdt的充電電流被設(shè)定得較大，如圖8的時(shí)刻til所示，該充放電電容器Cdt的充電電壓Vcd急劇增大。然后，如時(shí)刻112所示，該充電電壓Vcd達(dá)到上述閾值電壓Vdt為止的時(shí)間變短。其結(jié)果是，上述空載時(shí)間電路3生成的空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt變窄。
[0048]與此相對(duì)，在上述FB電壓比上述晶體管Qdt的發(fā)射極電壓要低時(shí)，上述差動(dòng)放大器OP使該晶體管Qdt中流過的電流減少，由此使與從上述恒流源Ichg提供的電流相加的電流量減少。因此,與上述FB電壓較高的情況相比，對(duì)上述充放電電容器Cdt的充電電流被設(shè)定得更小，如圖8的時(shí)刻tl3所示，該充放電電容器Cdt的充電電壓Vcd緩慢增大。然后，如時(shí)刻tl4所示，上述充電電壓Vcd達(dá)到上述閾值電壓Vdt為止的時(shí)間變長(zhǎng)。其結(jié)果是，上述空載時(shí)間電路3生成的空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt變寬。
[0049]換言之，如上述那樣構(gòu)成的空載時(shí)間調(diào)整電路9a的差動(dòng)放大器0P、由該差動(dòng)放大器OP驅(qū)動(dòng)的晶體管Qdt根據(jù)上述FB電壓，對(duì)該晶體管Qdt中流過的電流進(jìn)行調(diào)整。然后，空載時(shí)間調(diào)整電路9a在上述FB電壓較高時(shí)，使輸出電流增大，增加上述恒流源Ichg產(chǎn)生的對(duì)上述充放電電容器Cdt的充電電流。反之，在上述FB電壓較高時(shí)，上述空載時(shí)間調(diào)整電路9a使輸出電流減少，減小上述恒流源Ichg產(chǎn)生的對(duì)上述充放電電容器Cdt的充電電流。
[0050]根據(jù)構(gòu)成為具備上述空載時(shí)間調(diào)整電路9a、根據(jù)上述輸出電壓Vout、具體而言根據(jù)上述FB電壓對(duì)空載時(shí)間電路3生成的空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt進(jìn)行調(diào)整的開關(guān)電源裝置，不會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有的開關(guān)電源裝置中出現(xiàn)的問題。即，如圖9中示出其動(dòng)作波形圖那樣，根據(jù)與輸出電壓Vout對(duì)應(yīng)的FB電壓，對(duì)空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt進(jìn)行調(diào)整。因而，不會(huì)像利用脈沖寬度Tdt固定的空載時(shí)間信號(hào)的現(xiàn)有開關(guān)電源裝置那樣，在比施加于上述開關(guān)元件Ql、Q2的電壓變?yōu)榱?O)的時(shí)刻要遲的時(shí)刻將該開關(guān)元件Ql、Q2導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)。此夕卜，不會(huì)產(chǎn)生在施加于上述開關(guān)元件Q1、Q2的電壓變?yōu)榱?O)之前將該開關(guān)元件Ql、Q2導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)等的問題。
[0051]因此，根據(jù)該實(shí)施方式2的開關(guān)電源裝置，與之前的實(shí)施方式同樣，能盡可能抑制上述開關(guān)元件Ql、Q2中的功率轉(zhuǎn)換的無效時(shí)間，而無關(guān)乎其結(jié)構(gòu)部件的長(zhǎng)年變化、特性偏差。此外，能降低上述開關(guān)元件Q1、Q2中的損耗，提高功率轉(zhuǎn)換效率。而且，通過根據(jù)FB電壓來對(duì)空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt進(jìn)行調(diào)整的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)，能提高功率轉(zhuǎn)換效率，且空載時(shí)間調(diào)整電路9a也如上述那樣具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。因而，包含該空載時(shí)間調(diào)整電路9a的驅(qū)動(dòng)控制電路A容易集成電路化，其實(shí)用性優(yōu)點(diǎn)很大。此外，具有隨著開關(guān)頻率的高頻化、上述空載時(shí)間信號(hào)的設(shè)計(jì)形態(tài)也可大幅緩和等效果。
[0052]雖然上述實(shí)施方式I及實(shí)施方式2適用于構(gòu)建諧振型整流器的開關(guān)電源裝置，但本發(fā)明也同樣能適用于構(gòu)建同步整流升壓型整流器的開關(guān)電源裝置。
[0053]圖10是本發(fā)明的實(shí)施方式3的開關(guān)電源裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖，該開關(guān)電源裝置由同步整流升壓型整流器構(gòu)建。該同步整流升壓型整流器包括經(jīng)由電感器L與直流電壓源B連接且通過導(dǎo)通動(dòng)作將電力儲(chǔ)存于上述電感器L的第I開關(guān)元件Q1、及在該第I開關(guān)元件Ql截止時(shí)進(jìn)行導(dǎo)通動(dòng)作且利用該電感器L的諧振將上述電感器L中儲(chǔ)存的電力傳送給輸出電容器Cout以得到輸出電壓Vout的第2開關(guān)元件Q2而構(gòu)成。
[0054]上述第I及第2開關(guān)元件Ql、Q2與上述各實(shí)施方式同樣，由上述驅(qū)動(dòng)控制電路A交替地進(jìn)行導(dǎo)通、截止驅(qū)動(dòng)。另外，在圖10所示的同步整流升壓型整流器中，構(gòu)成為經(jīng)由分壓電阻Ra、Rb對(duì)輸出電壓Vout進(jìn)行分壓來檢測(cè)，生成經(jīng)由例如由光耦合器構(gòu)成的反饋電路F反饋至上述驅(qū)動(dòng)控制電路A的上述FB電壓。此外，例如與上述各實(shí)施方式同樣，對(duì)上述驅(qū)動(dòng)控制電路A輸入利用分壓電阻Rl、R2對(duì)輸入電壓Vin進(jìn)行分壓而檢測(cè)出的BO電壓。
[0055]在這樣構(gòu)建同步整流升壓型整流器的開關(guān)電源裝置中，也需要在最佳時(shí)刻對(duì)開關(guān)元件Ql、Q2進(jìn)行導(dǎo)通、截止驅(qū)動(dòng)，提高功率轉(zhuǎn)換效率。因而，需要將上述空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt優(yōu)化這一點(diǎn)與上述構(gòu)建諧振型整流器的開關(guān)電源裝置是同樣的。因而，該實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)控制電路A也與上述各實(shí)施方式同樣，包括如圖3或圖7所示那樣構(gòu)成的空載時(shí)間電路3及空載時(shí)間調(diào)整電路9、9a來實(shí)現(xiàn)。
[0056]而且，通過利用具有上述空載時(shí)間電路3及空載時(shí)間調(diào)整電路9、9a的驅(qū)動(dòng)控制電路A來對(duì)上述各開關(guān)元件Ql、Q2進(jìn)行導(dǎo)通、截止驅(qū)動(dòng)，從而與之前的各實(shí)施方式同樣，能盡可能抑制該開關(guān)元件Q1、Q2中的功率轉(zhuǎn)換的無效時(shí)間。此外，能降低該開關(guān)元件Q1、Q2中的損耗，提高功率轉(zhuǎn)換效率。因而，能起到與之前的各實(shí)施方式同樣的效果。
[0057]此外，本發(fā)明并不限于上述各實(shí)施方式。例如，只要是利用上述驅(qū)動(dòng)控制電路A來對(duì)低側(cè)的第I開關(guān)元件Ql和高側(cè)的第2開關(guān)元件Q2交替進(jìn)行導(dǎo)通、截止驅(qū)動(dòng)以得到電壓控制輸出的開關(guān)電路，就能同樣適用本發(fā)明。具體而言，能廣泛用作為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的逆變器、升降壓斬波電路、甚至是逆變器型熒光燈的驅(qū)動(dòng)電路部、不間斷電源裝置(UPS)中的充電、放電電路部等的驅(qū)動(dòng)控制電路。
[0058]此外，關(guān)于是基于BO電壓來調(diào)整空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt、還是基于BFFB電壓來調(diào)整空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度Tdt，只要根據(jù)其規(guī)格來決定即可。此外，關(guān)于上述脈沖寬度Tdt的調(diào)整寬度，也根據(jù)開關(guān)元件Q1、Q2的特性等來決定即可。除此之外，本發(fā)明可在不脫離其要點(diǎn)的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形來實(shí)施。
標(biāo)號(hào)說明
[0059]Ql第I開關(guān)元件Q2第2開關(guān)元件
A驅(qū)動(dòng)控制電路
Cout輸出電容器
1開關(guān)電源裝置
2輸出控制電路
3空載時(shí)間電路
4驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路7電平移位電路
9、9a空載時(shí)間調(diào)整電路CP比較器
Ichg恒流源
Cdt充放電電容器
Qchg充電開關(guān)
Qdis放電開關(guān)
NOR或非電路
OP差動(dòng)放大器
Qdt晶體管
MU M2, M3, M4晶體管(電流鏡像電路)
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)電源裝置，其特征在于，包括: 諧振型功率轉(zhuǎn)換裝置主體，該諧振型功率轉(zhuǎn)換裝置主體通過第I開關(guān)元件對(duì)直流輸入電力進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作以將其儲(chǔ)存于電感器，通過第2開關(guān)元件并利用該電感器的諧振將儲(chǔ)存于所述電感器的電力傳送給輸出電容器以得到直流輸出電力； 驅(qū)動(dòng)控制電路，該驅(qū)動(dòng)控制電路對(duì)所述第I開關(guān)元件及第2開關(guān)元件交替進(jìn)行導(dǎo)通、截止驅(qū)動(dòng)，使所述電感器進(jìn)行諧振；以及 反饋電路，該反饋電路檢測(cè)所述輸出電容器的輸出電壓，將其檢測(cè)信息反饋至所述驅(qū)動(dòng)控制電路，以對(duì)該驅(qū)動(dòng)控制電路的動(dòng)作進(jìn)行控制， 所述驅(qū)動(dòng)控制電路包括: 輸出控制電路，該輸出控制電路生成脈沖寬度與從所述反饋電路反饋的檢測(cè)信息相對(duì)應(yīng)的輸出控制信號(hào)； 空載時(shí)間電路，該空載時(shí)間電路基于輸出控制信號(hào)，以所述第I開關(guān)元件及第2開關(guān)元件中的一方的關(guān)斷時(shí)刻為基準(zhǔn)，生成對(duì)另一方的開關(guān)元件的接通時(shí)刻進(jìn)行規(guī)定的空載時(shí)間信號(hào); 輸出信號(hào)生成電路，該輸出信號(hào)生成電路根據(jù)所述輸出控制信號(hào)和所述空載時(shí)間信號(hào)，分別生成對(duì)所述第I開關(guān)元件及第2開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間分別進(jìn)行規(guī)定的第I輸出信號(hào)及第2輸出信號(hào)；以及 空載時(shí)間調(diào)整電路，該空載時(shí)間調(diào)整電路根據(jù)所述直流輸入電力的電壓或所述電容器的輸出電壓，使所述空載時(shí)間信號(hào)的時(shí)間寬度發(fā)生變化，對(duì)所述第I開關(guān)元件及第2開關(guān)元件的接通時(shí)刻進(jìn)行調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源裝置，其特征在于， 所述諧振型功率轉(zhuǎn)換裝置主體由諧振型整流器構(gòu)成，該諧振型整流器包括: 串聯(lián)諧振電路，該串聯(lián)諧振電路將絕緣變壓器的一次繞組經(jīng)由電容器與直流電壓源連接，且由該絕緣變壓器的漏電感和所述電容器形成； 第I開關(guān)元件，該第I開關(guān)元件由所述驅(qū)動(dòng)控制電路所驅(qū)動(dòng)，在導(dǎo)通時(shí)將來自所述直流電壓源的輸入電壓施加于所述串聯(lián)諧振電路； 第2開關(guān)元件，該第2開關(guān)元件與所述串聯(lián)諧振電路并聯(lián)連接，在所述第I開關(guān)元件截止時(shí)由所述驅(qū)動(dòng)控制電路進(jìn)行導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)，以形成所述串聯(lián)諧振電路的電流路徑； 對(duì)所述絕緣變壓器的二次繞組側(cè)中產(chǎn)生的電力進(jìn)行整流的二極管、以及對(duì)經(jīng)由該二極管進(jìn)行整流后的電力進(jìn)行平滑并將其輸出的輸出電容器。
3.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源裝置，其特征在于， 所述諧振型功率轉(zhuǎn)換裝置主體由同步整流升壓型整流器構(gòu)成，該同步整流升壓型整流器包括: 第I開關(guān)元件，該第I開關(guān)元件經(jīng)由諧振用電抗器與直流電壓源連接，由所述驅(qū)動(dòng)控制電路所驅(qū)動(dòng)，在導(dǎo)通時(shí)將來自所述直流電壓源的輸入電壓施加于諧振用電抗器；以及 第2開關(guān)元件，該第2開關(guān)元件在該第I開關(guān)元件截止時(shí)由所述驅(qū)動(dòng)控制電路進(jìn)行導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)，將儲(chǔ)存于所述諧振用電抗器的電能傳送給輸出電容器。
4.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源裝置，其特征在于， 所述輸出信號(hào)生成電路在所述輸出控制信號(hào)關(guān)斷時(shí)，生成以所述空載時(shí)間信號(hào)的下降沿為接通觸發(fā)、以所述輸出控制信號(hào)的上升沿為關(guān)斷觸發(fā)的脈沖寬度的第I輸出信號(hào)，并且，在所述輸出控制信號(hào)接通時(shí)，生成具有以所述空載時(shí)間信號(hào)的下降沿為接通觸發(fā)、以所述輸出控制信號(hào)的上升沿為關(guān)斷觸發(fā)的脈沖寬度的第2輸出信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源裝置，其特征在于， 所述空載時(shí)間電路具有將在所述輸出控制信號(hào)關(guān)斷時(shí)充電的電容器的充電電壓與比較基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較的比較器，生成脈沖寬度跨越從所述輸出控制信號(hào)的下降時(shí)刻到所述比較器的輸出信號(hào)反轉(zhuǎn)為止的期間的空載時(shí)間信號(hào)， 所述空載時(shí)間調(diào)整電路根據(jù)所述輸入電壓或所述輸出電壓，對(duì)所述電容器的充電電流進(jìn)行調(diào)整，使所述空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度發(fā)生變化。
6.如權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源裝置，其特征在于， 所述空載時(shí)間調(diào)整電路在所述輸入電壓較高時(shí)，減小所述電容器的充電電流，將所述空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度設(shè)定得較長(zhǎng)，在所述輸入電壓較低時(shí)，增加所述電容器的充電電流，將所述空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度設(shè)定得較短。
7.如權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源裝置，其特征在于， 所述空載時(shí)間調(diào)整電路在所述輸出電壓較高時(shí)，增加所述電容器的充電電流，將所述空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度設(shè)定得較短，在所述輸出電壓較低時(shí)，減小所述電容器的充電電流，將所述空載時(shí)間信號(hào)的脈沖寬度設(shè)定得較長(zhǎng)。
【文檔編號(hào)】H02M3/155GK104205596SQ201380014697
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月27日
【發(fā)明者】大橋英知 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社