亚洲成年人黄色一级片,日本香港三级亚洲三级,黄色成人小视频,国产青草视频,国产一区二区久久精品,91在线免费公开视频,成年轻人网站色直接看

開關(guān)電源裝置的制作方法

文檔序號:7287965閱讀:116來源:國知局
專利名稱:開關(guān)電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及使用于電子設(shè)備等的開關(guān)電源,特別是具有改善功率因數(shù)功能,輕負(fù)載時(shí)謀求提高電力轉(zhuǎn)換效率和控制過壓的開關(guān)電源。
背景技術(shù)
有改善功率因數(shù)功能的開關(guān)電源裝置,作為適應(yīng)諧波電流規(guī)范(IEC/EN61000-3-2),家電、通用制品抑制諧波準(zhǔn)則,應(yīng)用于OA機(jī)器、民生機(jī)器等的電子設(shè)備。例如,如下列專利文獻(xiàn)1所示,具備MOSFET、串聯(lián)連接MOSFET,有電抗器產(chǎn)生直流輸出電壓的升壓電路、和對MOSFET的柵極端子給予控制信號,控制MOSFET通、斷的控制電路,通過MOSFET的通、斷工作,使電抗器內(nèi)累積電能而且釋放,取出電壓值高于從交流電源輸入交流電壓的直流輸出電壓的交流-直流變換裝置是眾所周知的。
圖8中示出對應(yīng)諧波電流規(guī)范的現(xiàn)有開關(guān)電源裝置的例子。如圖8所示,開關(guān)電源裝置具備交流電源(1);作為將來自交流電源(1)的交流輸入轉(zhuǎn)換為直流的整流電路的二極管電橋(2);在二極管電橋(2)的正側(cè)端子與負(fù)側(cè)之間串聯(lián)連接的升壓電抗器(3)的主線圈(31)、作為開關(guān)元件的MOSFET(4)和電流檢測電阻(7)的串聯(lián)電路;連接到升壓電抗器(3)的主線圈(31)和MOSFET(4)的連接點(diǎn)與二極管電橋(2)的負(fù)側(cè)端子之間的整流平滑電路(5);作為連接到整流平滑電路(5)輸出側(cè)的逆向變換電路的DC-DC變換器(8);連接到DC-DC變換器(8)輸出側(cè)的負(fù)載(9);以及使MOSFET(4)通、斷工作的控制電路(10)。整流平滑電路(5)具備連接到升壓電抗器(3)的主線圈(31)和MOSFET(4)的連接點(diǎn)與二極管電橋(2)的負(fù)側(cè)端子之間的整流二極管(15);以及連接到整流二極管(15)與二極管電橋(2)的負(fù)側(cè)端子之間的平滑電容器(16),DC-DC變換器(8)并聯(lián)連接到平滑電容器(16)。主要由二極管電橋(2)和升壓電抗器(3)構(gòu)成的改善功率因數(shù)電路一邊按正弦波輸入電壓跟隨升壓電抗器(3)的升壓削波電路的輸入電流,宛如輸出電壓是恒定的一樣使開關(guān)工作,實(shí)現(xiàn)改善功率因數(shù)工作。將DC-DC變換器(8)連接到改善功率因數(shù)電路的后級而得到隔離要求的輸出電壓。
控制電路(10)具備使整流二極管(15)輸出電壓分壓的一對輸出分壓電阻(21、22);產(chǎn)生第1基準(zhǔn)電壓的第1基準(zhǔn)電源(25);比較分壓電阻(21、22)連接點(diǎn)(29)的電壓和第1基準(zhǔn)電壓,產(chǎn)生比較連接點(diǎn)(29)的電壓和第1基準(zhǔn)電壓輸出的誤差放大器(26);連接到誤差放大器(26)輸出端子與地之間的電容器(28);使二極管電橋(2)的輸出電壓分壓的一對輸入分壓電阻(23、24);產(chǎn)生輸出值與輸入分壓電阻(23、24)連接點(diǎn)(30)的電壓值與在誤差放大器(26)輸出端子的電壓值之積成正比的乘法器(27);比較產(chǎn)生在構(gòu)成電流檢測電路的電流檢測電阻(7)上的電壓與來自乘法器(27)的輸出電壓,當(dāng)產(chǎn)生在電流檢測電阻(7)上電壓高于來自乘法器(27)的輸出電壓時(shí)產(chǎn)生輸出的比較電路(36);接收到了比較電路(36)的輸出時(shí)進(jìn)行置位,產(chǎn)生高電壓電平輸出的RS觸發(fā)器RSF/F(37);產(chǎn)生第2基準(zhǔn)電壓的第2基準(zhǔn)電源(34);比較在升壓電抗器(3)副線圈(32)內(nèi)產(chǎn)生的電壓與第2基準(zhǔn)電壓而產(chǎn)生輸出,使作為轉(zhuǎn)換電路的RSF/F(37)復(fù)位的比較器(35);以及使RSF/F(37)復(fù)位時(shí)產(chǎn)生的輸出給予MOSFET(4)的控制端子,即柵極端子的“或非”門(33)。比較器(35)的輸出通過“或非”門(33)和電阻(38)直接給予MOSFET(4)的柵極端子。將乘法器(27)的輸出值設(shè)定為跟輸入電壓瞬時(shí)值與輸出誤差電壓之積成正比的值。從電流檢測電阻(7)給予比較電路(36)正輸入端子的端子電壓是與MOSFET(4)流動的電流波形為相似波形。
工作時(shí),如果將驅(qū)動信號加到MOSFET(4)的柵極端子上,MOSFET(4)就接通,從交流電源(1)通過二極管電橋(2)、升壓電抗器(3)主線圈(31)、MOSFET(4)、電流檢測電阻(7),開始在二極管電橋(2)里流動勵(lì)磁電流,該勵(lì)磁電流直線性上升,使升壓電抗器(3)內(nèi)累積電能。這時(shí),將由二極管電橋(2)整流后的脈動電流電壓加到升壓電抗器(3)主線圈(31)上而加上反相電壓的整流二極管(15)中沒有電流流動。
一邊增加MOSFET(4)中流動的勵(lì)磁電流,一邊用電流檢測電阻(7)檢測作為與該勵(lì)磁電流值對應(yīng)的電平電壓,將用電流檢測電阻(7)測定的電流值給予比較電路(36)。把分壓電阻(21、22)的連接點(diǎn)(29)電壓電平與第1基準(zhǔn)電源(25)的第1基準(zhǔn)電壓相比較,如果分壓電阻(21、22)連接點(diǎn)(29)的輸出電壓高于第1基準(zhǔn)電源(25)的基準(zhǔn)電壓,比較器(26)就產(chǎn)生輸出。乘法器(27)將從輸入分壓電阻(23、24)供給的輸入電壓與比較器(26)的輸出相乘,并給予比較電路(36)。比較電路(36)比較電流檢測電阻(7)的輸出與乘法器(27)的輸出。如果流過電流檢測電阻(7)的勵(lì)磁電流增大,如乘法器(27)的輸出高于電流檢測電阻(7)的輸出,比較電路(36)就產(chǎn)生高電壓電平(H)輸出,把置位信號給予RSF/F(37),因而RSF/F(37)輸出輸出信號,MOSFET(4)從接通(導(dǎo)通)轉(zhuǎn)換為斷開(非導(dǎo)通)。
在MOSFET(4)導(dǎo)通時(shí)貯藏于升壓電抗器(3)的電能,在斷開MOSFET(4)時(shí)通過整流二極管(15)、平滑電容器(16)和DC-DC變換器(8)供給負(fù)載(9)。這時(shí),升壓電抗器(3)副線圈(32)的電壓極性反相,如果副線圈(32)的電壓比連接到比較器(35)反相輸入端子的基準(zhǔn)電壓(34)還大,比較器(35)的輸出變?yōu)楦唠妷弘娖?H),RSF/F(37)被復(fù)位,MOSFET(4)通過“或非”門(33)和驅(qū)動電阻(38)而保持?jǐn)嚅_。流過升壓電抗器(3)主線圈(31)的勵(lì)磁電流到達(dá)零以前,保持MOSFET(4)的斷開狀態(tài)。升壓電抗器(3)的累積電能一旦釋放完了,因?yàn)楦本€圈(32)的電壓極性反相,比較器(35)的輸出變?yōu)榈碗妷弘娖?L),所以MOSFET(4)變?yōu)榻油?,下一個(gè)循環(huán)開始。在圖8所示的開關(guān)電源裝置,依靠調(diào)整MOSFET(4)的接通時(shí)間,能夠調(diào)節(jié)升壓電抗器(3)內(nèi)所累積的電能。MOSFET(4)流動的勵(lì)磁電流波形與輸入正弦波的相似形狀極其近似,因?yàn)閬碜哉髌交娐?5)的輸出電壓是恒定的,控制MOSFET(4)的接通時(shí)間,能夠改善開關(guān)電源裝置的功率因數(shù)。
通過二極管電橋(2)整流以后,把與用分壓電阻(23、24)分壓后的全波整流電壓波形相似的波形輸入到乘法器(27)。并且,借助于誤差放大器(26)求出由分壓電阻(21、22)分壓后的直流輸出電壓與基準(zhǔn)電源(25)的基準(zhǔn)電壓之差,把表示此差值的誤差放大器(26)輸出給予乘法器(27),因而與整流正弦波相似而且以直流輸出電壓放大后的乘法器(27)輸出就是設(shè)定MOSFET(4)目標(biāo)值電流的目標(biāo)值。通過極力進(jìn)行使交流電源(1)從電壓0升到峰值為止MOSFET(4)的源-漏電流與作為目標(biāo)值電流的正弦波近似的臨界工作,使MOSFET(4)的源-漏電流成為與輸入正弦波相似而且同相位,就能夠達(dá)到功率因數(shù)改善工作。
專利文獻(xiàn)1特許第3381254號公報(bào)(圖1)發(fā)明內(nèi)容在圖8中示出的現(xiàn)有開關(guān)電源裝置,輕負(fù)載時(shí)由于MOSFET(4)的開關(guān)頻率會提高,所以有產(chǎn)生控制電路(10)或MOSFET(4)響應(yīng)延遲的擔(dān)心。在這種情況下,沒能使MOSFET(4)的接通脈沖完全縮小到最佳脈沖幅度,輸出電壓上升而對平滑電容器(16)施加過壓。有增加故障產(chǎn)生的危險(xiǎn)。輕負(fù)載時(shí)隨著MOSFET(4)的開關(guān)頻率增大,控制電路(10)的開關(guān)損耗和發(fā)熱量也增大,也存在電力轉(zhuǎn)換效率大大降低的難點(diǎn)。進(jìn)而,因?yàn)檫B接在“或非”門(33)與MOSFET(4)的柵極端子之間的驅(qū)動電阻(38)上的發(fā)熱量增加,存在需要大功率容量電阻的缺點(diǎn)。
因此,本發(fā)明的目的在于提供輕負(fù)載時(shí)能抑制輸出電壓上升的開關(guān)電源裝置。
按照本發(fā)明的開關(guān)電源裝置,它具備連接到交流電源(1)的整流電路(2);在整流電路(2)的正側(cè)端子與負(fù)側(cè)端子之間串聯(lián)連接的升壓電抗器(3)的主線圈(31)、開關(guān)元件(4)和檢測流過開關(guān)元件(4)的電流的電流檢測電路(7);在升壓電抗器(3)的主線圈(31)和開關(guān)元件(4)的連接點(diǎn)與整流電路(2)的負(fù)側(cè)端子之間連接的整流平滑電路(5);以及根據(jù)在升壓電抗器(3)的副線圈(32)內(nèi)感應(yīng)的電壓控制開關(guān)元件(4)的接通斷開工作,從整流平滑電路(5)取出直流輸出的控制電路(10)??刂齐娐?10)具備輸出整流平滑電路(5)的直流輸出的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓(25)之誤差電壓的誤差放大器(26);輸出在整流電路(2)的正側(cè)端子產(chǎn)生的脈動電流電壓與誤差放大器(26)輸出之積的乘法器(27);對乘法器(27)的輸出與流過開關(guān)元件(4)的電流值進(jìn)行比較的比較電路(36);以及根據(jù)比較電路(36)的輸出,把開關(guān)元件(4)轉(zhuǎn)換為斷開的轉(zhuǎn)換電路(37)。設(shè)于誤差放大器(26)與轉(zhuǎn)換電路(37)之間的驅(qū)動控制電路(40)具備上升或減少數(shù)值的掃描電路(57);給開關(guān)元件(4)的驅(qū)動信號產(chǎn)生了的時(shí)候,使掃描電路(57)開始數(shù)值上升的復(fù)原電路(50);將誤差放大器(26)的輸出電壓或輸出電壓相當(dāng)信號值與掃描電路(57)的數(shù)值進(jìn)行比較,當(dāng)掃描電路(57)的數(shù)值超過誤差放大器(26)的輸出電壓或相當(dāng)信號值時(shí),產(chǎn)生給轉(zhuǎn)換電路(37)的輸出,停止開關(guān)元件(4)導(dǎo)通工作的比較器(52)。
輕負(fù)載時(shí),比較器(52)比較誤差放大器(26)的輸出與掃描電路(57)的數(shù)值,當(dāng)掃描電路(57)的數(shù)值超過誤差放大器(26)的輸出電平時(shí),停止開關(guān)元件(4)的導(dǎo)通工作,能抑制輸出電壓上升。因此,能完全抑制對平滑電容器(16)施加過壓和產(chǎn)生故障、隨開關(guān)元件(4)的開關(guān)頻率增加的開關(guān)損耗和發(fā)熱量增大、功率轉(zhuǎn)換效率的降低和驅(qū)動電阻(38)的發(fā)熱。
本發(fā)明中,構(gòu)成功率因數(shù)改善電路的控制電路,在輕負(fù)載時(shí)由于減少開關(guān)元件的接通時(shí)間幅度,相反延長斷開的時(shí)間幅度,能抑制輸出電壓上升,能夠防止輸出電容的電壓上升。因?yàn)榭s短接通時(shí)間使開關(guān)頻率降低,能夠減少來自升壓電抗器的磁致伸縮聲音。并且,通過降低開關(guān)頻率,減少開關(guān)損耗、抑制開關(guān)元件和驅(qū)動電阻發(fā)熱、可提高輕負(fù)載時(shí)的功率轉(zhuǎn)換效率。進(jìn)而,可使用功率容量小的驅(qū)動電阻,所以能夠獲得低成本的開關(guān)電源裝置。


圖1表示本發(fā)明的開關(guān)電源裝置的電路圖。
圖2表示在圖1中示出的驅(qū)動控制電路的第1實(shí)施例電路圖。
圖3表示在圖2中示出的恒流電路實(shí)施例的電路圖。
圖4表示驅(qū)動控制電路在工作狀態(tài)的電路各部分定時(shí)圖的曲線。
圖5表示驅(qū)動控制電路在非工作狀態(tài)的電路各部分定時(shí)圖的曲線。
圖6表示在圖1中示出的驅(qū)動控制電路的第2實(shí)施例電路圖。
圖7表示在圖6中示出的恒流電路實(shí)施例的電路圖。
圖8表示現(xiàn)有開關(guān)電源裝置的電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面,通過圖1~圖7說明按照本發(fā)明的開關(guān)電源裝置的實(shí)施例。但是,在圖1~圖3以及圖6和圖7中,對與圖8中示出的地方實(shí)質(zhì)上相同的部分附加相同的標(biāo)號,并省略其說明。
圖1是表示按照本發(fā)明的開關(guān)電源裝置基本概念的電路圖。如圖1所示,本發(fā)明的開關(guān)電源裝置具有連接到比較電路(36)與作為轉(zhuǎn)換電路的RSF/F(37)之間的“或”門(42);串聯(lián)連接到誤差放大器(26)和乘法器(27)的連接點(diǎn)與“或”門(42)之間的MOSFET(4)的驅(qū)動信號所輸入的驅(qū)動控制電路(40)及開關(guān)(41)。在圖2中示出驅(qū)動控制電路(40)的第1實(shí)施例。
在圖2中示出的實(shí)施例,驅(qū)動控制電路(40)備有比較器(52),該比較器(52)有連接到誤差放大器(26)與乘法器(27)的連接點(diǎn)的反相輸入端子和連接到“或”門(42)的輸入端子的輸出端子;電平檢測電路(53),該電平檢測電路(53)有連接到產(chǎn)生基準(zhǔn)值的基準(zhǔn)電源(54)的反相輸入端子;MOSFET(56),該MOSFET(56)有連接到比較器(52)和電平檢測電路(53)的各非反相輸入端子的漏極端子(一方的主端子)和接地的源極端子(另一方主端子);控制用RSF/F(55),該控制用RSF/F(55)有連接到電平檢測電路(53)輸出端子的置位端子和連接到MOSFET(56)柵極端子(控制端子)的輸出端子;作為與MOSFET(56)并聯(lián)連接的掃描電路的電容器(57);對電容器(57)供給電流的第1恒流電路(58);并聯(lián)連接到第1恒流電路(58)的開關(guān)(59)及第2恒流電路(60)。電平檢測電路(53)、基準(zhǔn)電源(54)、控制用RSF/F(55)和MOSFET(56)構(gòu)成決定電容器(57)放電時(shí)期的復(fù)原電路(50)。
復(fù)原電路(50)備有按照給予MOSFET(4)柵極端子的驅(qū)動信號產(chǎn)生低電壓電平輸出信號(第1信號),同時(shí)在電平檢測電路(53)產(chǎn)生輸出時(shí),作為產(chǎn)生高電壓電平輸出信號(第2信號)的轉(zhuǎn)換元件的控制用RSF/F(55);和接收到控制用RSF/F(55)的低電壓電平輸出信號時(shí)變?yōu)閿嚅_,接收到控制用RSF/F(55)的高電壓電平輸出信號時(shí)變?yōu)榻油ǖ淖鳛殚_關(guān)元件的MOSFET(56)。電容器(57)在MOSFET(56)為斷開時(shí)被充電,在MOSFET(56)為接通時(shí)放電。
圖2中示出的比較器(52)雖名稱與圖1中示出的開關(guān)(41)不同,但借助誤差放大器的輸出電平在輸出驅(qū)動控制電路信號的意義方面是有同樣效用的元件,產(chǎn)生同一作用效果。“或非”門(33)的輸出端子也連接到控制用RSF/F(55)的復(fù)位端子和開關(guān)(59)。開關(guān)(59)在從“或非”門(33)給予高電壓電平(H)驅(qū)動信號時(shí)變?yōu)榻油ǎ押懔麟娐?60)的電流供給電容器(57),而給予低電壓電平(L)的驅(qū)動信號時(shí)變?yōu)閿嚅_。
誤差放大器(26)輸出電壓為高的正常工作時(shí),每當(dāng)從“或非”門(33)將高電壓電平(H)驅(qū)動信號給予MOSFET(4)的柵極端子,與MOSFET(4)變成接通的同時(shí),RSF/F(55)被復(fù)位而且開關(guān)(59)變?yōu)榻油?,MOSFET(56)變?yōu)閿嚅_。因此,電容器(57)被第1恒流電路(58)和第2恒流電路(60)的合成電流充電,電容器(57)的電荷電平超過基準(zhǔn)電源(54)的基準(zhǔn)電壓時(shí),電平檢測電路(53)產(chǎn)生輸出,使RSF/F(55)置位,因而MOSFET(56)變?yōu)榻油?,使電容?57)放電。于是,正常工作時(shí),電容器(57)按照MOSFET(56)的通、斷工作而反復(fù)充放電,由于加到反相輸入端子的誤差放大器(26)輸出電壓(V26)比加到比較器(52)的非反相輸入端子的電容器(57)電壓(V57)還高,比較器(52)沒有產(chǎn)生輸出,驅(qū)動控制電路(40)不工作。
即使在誤差放大器(26)輸出電壓降低的輕負(fù)載時(shí),也對MOSFET(4)的柵極端子給予高電壓電平(H)驅(qū)動信號,MOSFET(4)變?yōu)榻油?,與對控制用RSF/F(55)的復(fù)位端子施加高電壓電平(H)電壓的同時(shí)開關(guān)(59)變?yōu)榻油?。于是,用?恒流電路(58)和第2恒流電路(60)的合成電流使電容器(57)充電,電容器(57)的端子電壓上升??墒牵p負(fù)載時(shí),誤差放大器(26)的輸出電壓下降,因而電容器(57)的充電電壓(V57)如果超過誤差放大器(26)的輸出電壓(V26),電容器(57)的充電電壓(V57)被加到非反相輸入端子的比較器(52)就產(chǎn)生高電壓電平(H)輸出信號,因而使RSF/F(37)置位并產(chǎn)生高電壓電平(H)輸出信號,所以“或非”門(33)產(chǎn)生低電壓電平(L)輸出信號,MOSFET(4)變?yōu)閿嚅_。這時(shí),開關(guān)(59)也變成斷開,只靠第1恒流電路(58)流動電流充電的電容器(57)充電速度變慢了。于是,以低充電速度使電容器(57)累積電荷,所以可使處于斷開狀態(tài)的MOSFET(4)的重開始接通工作時(shí)期延遲。
如果電容器(57)的充電電壓(V57)比施加到電平檢測電路(53)反相輸入端子的基準(zhǔn)電源(54)的基準(zhǔn)電壓(V54)還高,電平檢測電路(53)就產(chǎn)生高電壓電平(H)輸出信號,使RSF/F(55)置位。因此,RSF/F(55)產(chǎn)生高電壓電平(H)輸出信號,MOSFET(56)變?yōu)榻油?,電容?57)放電,比較器(52)的輸出從高電壓電平(H)轉(zhuǎn)換為低電壓電平(L)。根據(jù)該狀態(tài),副線圈(32)的線圈電壓反相,比較器(35)的輸出從高電壓電平(H)轉(zhuǎn)換為低電壓電平(L)時(shí),MOSFET(4)變?yōu)榻油?。這樣,輕負(fù)載時(shí),如果誤差放大器(26)輸出電壓降低,驅(qū)動控制電路(40)的比較器(52)發(fā)送輸出,把RSF/F(37)轉(zhuǎn)換到置位狀態(tài),將電容器(57)充電到高于基準(zhǔn)電源(54)的基準(zhǔn)電壓(V54)之前,RSF/F(37)保持置位狀態(tài)。在RSF/F(37)保持置位狀態(tài)的期間,MOSFET(4)在延長了的期間中保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。
圖3表示第2恒流電路(60)的具體電路圖。即,第2恒流電路(60)有由與第1恒流電路(58)并聯(lián)連接到電源的一對雙極晶體管(65、66)而構(gòu)成的電流密勒電路(62);和連接到另一個(gè)雙極晶體管(66)集電極端子與構(gòu)成開關(guān)(59)的雙極晶體管集電極之間的電阻(63)。從一個(gè)雙極晶體管(65)流到電容器(57)的充電電流和從另一個(gè)雙極晶體管(66)流到開關(guān)(59)的電流實(shí)質(zhì)上為同樣的電流值。
圖6表示按照本發(fā)明的開關(guān)電源裝置的另一個(gè)實(shí)施例。圖6是把可變恒流電路(61)和開關(guān)(59)的串聯(lián)電路與電容器(57)并聯(lián)連接,利用第1恒流電路(58)與可變恒流電路(61)的差額電流使電容器(57)充電的這一點(diǎn)與圖2的電路不同。在圖7中詳細(xì)示出圖6中所示的可變恒流電路(61)。在這里,圖6中所示的開關(guān)(59)設(shè)為對于“或非”門(33)的輸出為高電壓電平(H)時(shí)變?yōu)閿嚅_的情況,圖7中示出的開關(guān)(59)設(shè)為“或非”門(33)的輸出為高電壓電平(H)時(shí)變?yōu)榻油ǖ那闆r,高電壓電平下兩者都沒有可變恒流電路(61)的電流流動。圖7的可變恒流電路(61)包括由連接到電源的一對雙極晶體管(65、66)構(gòu)成,并輸出電流的第1電流密勒電路(62);和由把第1電流密勒電路的輸出電流作為輸入而流入電流的一對晶體管(67、68)構(gòu)成的第2電流密勒電路(64)、構(gòu)成第1電流密勒電路(62)的電流設(shè)定輸入端子的晶體管(66)集電極通過電阻(63)連接到誤差放大器(26)的輸出端子。構(gòu)成流入第2電流密勒電路(64)電流的輸出端子的晶體管(67)的集電極、發(fā)射極并聯(lián)連接到電容器(57)。并且,對可變恒流電路(61)進(jìn)行接通/斷開的開關(guān)用晶體管(59)的集電極、發(fā)射極并聯(lián)連接在第2電流密勒電路(64)的輸入端子與晶體管(68)的集電極、發(fā)射極間。
電容器(57)的電壓比誤差放大器(26)的輸出電壓還高的輕負(fù)載時(shí),在MOSFET(4)接通期間,開關(guān)(59)變?yōu)榻油?,可變恒流電?61)不工作,所以電容器(57)被恒流電路(58)充電。一旦MOSFET(4)斷開,因開關(guān)(59)為斷開,而使可變恒流電路(61)工作,由于分流恒流電路(58)的電流,所以電容器(57)的充電電流變?yōu)閺暮懔麟娐?58)的電流中減去可變恒流電路(61)的電流后的電流,電容器(57)的充電速度變慢了。
并且,有集電極、發(fā)射極并聯(lián)連接到第2電流密勒電路(64)的輸入端子與晶體管(68)的集電極、發(fā)射極間的開關(guān)用晶體管(59)進(jìn)行可變恒流電路(61)的接通/斷開。輕負(fù)載時(shí),誤差放大器(26)的輸出電壓下降,誤差放大器(26)的輸出電壓越下降,加到電阻(63)上的電壓就越提高,隨之,負(fù)載越減輕,流過電阻(63)的電流就越增加。因此流過第1電流密勒電路(62)和第2電流密勒電路(64)的電流增大,由于電容器(57)的充電電流減少,輕負(fù)載時(shí)負(fù)載越減輕,電容器(57)的充電速度就越慢,延長了MOSFET(4)的斷開時(shí)間。相反,輕負(fù)載時(shí),誤差放大器(26)的輸出電壓下降的話,電容器(57)的電壓就越早超過誤差放大器(26)的電壓,所以MOSFET(4)的接通時(shí)間會縮短。
在圖6的開關(guān)電源裝置,從正常工作狀態(tài)轉(zhuǎn)移到輕負(fù)載,誤差放大器(26)的輸出下降時(shí),給MOSFET(4)柵極端子輸入高電壓電平(H)驅(qū)動信號,MOSFET(4)變?yōu)榻油?,同時(shí)對RSF/F(55)的復(fù)位端子給予高電壓電平(H)控制信號,MOSFET(56)變?yōu)閿嚅_。因此,由第一恒流電路(58)流動的電流使電容器(57)充電,這時(shí),開關(guān)(59)保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。電容器(57)的充電電壓(V57)若比誤差放大器(26)的輸出電壓(V26)還高,電容器(57)的充電電壓(V57)加到非反相輸入端子上的比較器(52)由于產(chǎn)生高電壓電平(H)輸出信號,所以使RSF/F(37)置位并輸出高電壓電平(H)信號,而因?yàn)椤盎蚍恰遍T(33)產(chǎn)生低電壓電平(L)輸出,MOSFET(4)則斷開。與圖2中示出的實(shí)施例部分工作不同,當(dāng)給MOSFET(4)柵極端子輸入高電壓電平(H)驅(qū)動信號時(shí),開關(guān)(59)變?yōu)閿嚅_。因?yàn)榭勺兒懔麟娐?61)不工作,電容器(57)被流過第1恒流電路(58)的電流充電。給MOSFET(4)的驅(qū)動信號變成低電壓電平(L)的話,開關(guān)(59)就接通,可變恒流電路(61)工作。于是,設(shè)定流過第1恒流電路(58)的電流(I58)大于流過可變恒流電路(61)的電流(I61),即設(shè)為I58>I61,被第1恒流電路(58)與可變恒流電路(61)的差額電流充電的電容器(57)的充電速度變慢了。
電容器(57)的充電電壓(V57)若高于基準(zhǔn)電源(54)的基準(zhǔn)電壓(V54),電平檢測電路(53)則產(chǎn)生高電壓電平(H)輸出,使RSF/F(55)置位。RSF/F(55)產(chǎn)生高電壓電平(H)輸出,MOSFET(56)變?yōu)榻油?,電容?57)放電。因此,比較器(52)的輸出從高電壓電平(H)轉(zhuǎn)換為低電壓電平(L)。在這個(gè)狀態(tài)下,副線圈(32)的極性反相,如果比較器(35)從高電壓電平(H)轉(zhuǎn)換為低電壓電平(L)輸出信號,則MOSFET(4)變?yōu)榻油āR虼?,誤差放大器(26)輸出電壓降低,MOSFET(4)的接通期間將縮短,同時(shí)MOSFET(4)斷開期間會延長。誤差放大器(26)的輸出電壓降低,可變恒流電路(61)有使恒流值增大的工作特性。誤差放大器(26)的輸出電壓低于基準(zhǔn)電源(54)的基準(zhǔn)電壓(V54)時(shí),電容器(57)的充電電壓就高于誤差放大器(26)的輸出電壓,因而驅(qū)動控制電路(40)的比較器(52)給RSF/F(37)發(fā)送輸出。正常工作時(shí),誤差放大器(26)的輸出越高,由控制用RSF/F(55)產(chǎn)生低電壓電平輸出信號的期間就越短或設(shè)為固定,使來自整流平滑電路(5)的輸出電壓降低,同時(shí)輕負(fù)載時(shí),誤差放大器(26)的輸出低,能夠延長從控制用RSF/F(55)產(chǎn)生低電壓電平輸出信號的期間。
本發(fā)明的上述實(shí)施例,不只是限定于上述實(shí)施例,進(jìn)而各種變更都是可能的。除上述臨界電流工作之外,即使電抗器電流為斷續(xù)的不連續(xù)工作、電抗電流為連續(xù)的連續(xù)工作也都適用升壓電抗器(3)的改善功率因數(shù)控制。DC-DC變換器(8)除逆向變換電路外,也可以使用RCC電路、正向轉(zhuǎn)換電路、半橋式電路、橋式電路等。也可以由MOSFET等的雙極晶體管以外的電流控制元件構(gòu)成電流密勒電路,開關(guān)元件(4)也可以使用其它場效應(yīng)晶體管、雙極晶體管或其它開關(guān)而不用MOSFET。
上述驅(qū)動控制電路(40)的實(shí)施例,為了產(chǎn)生掃描電路(57)的二種斜率,從恒流源(58、60)給電容器(57)供應(yīng)電流,轉(zhuǎn)換恒流源使之產(chǎn)生有二種斜率的電壓波形,其波形與誤差放大器(26)的輸出電壓或基準(zhǔn)電源(54)進(jìn)行模擬的比較,根據(jù)各自的比較結(jié)果,進(jìn)行了MOSFET(4)驅(qū)動信號的截止、斜率變更或掃描電路(57)的復(fù)位,但也可以構(gòu)成數(shù)字變換器的組合,在數(shù)字上比較,使用計(jì)數(shù)器或微機(jī)等數(shù)字電路計(jì)數(shù)的數(shù)值而不用電容器和恒流源的掃描電路與取入誤差放大器(26)的輸出電壓作為數(shù)字信號的數(shù)值而不用基準(zhǔn)電壓源和變換器規(guī)定的數(shù)值。就變更斜率的方法而言,使用計(jì)數(shù)器的情況下也可以變更時(shí)鐘頻率。使用微機(jī)的情況下也可以變更時(shí)鐘,也可以變更計(jì)數(shù)完了的步長值。若時(shí)鐘或步長減半,斜率也減少一半(斜度更平穩(wěn))。
輕負(fù)載時(shí)可將本發(fā)明應(yīng)用于謀求提高功率轉(zhuǎn)換效率和控制過電壓的所有開關(guān)電源裝置里。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電源裝置,包括連接到交流電源的整流電路;在整流電路的正側(cè)端子與負(fù)側(cè)端子之間串聯(lián)連接的升壓電抗器主線圈、開關(guān)元件和檢測流過上述開關(guān)元件的電流的電流檢測電路;在升壓電抗器主線圈和開關(guān)元件的連接點(diǎn)與上述整流電路負(fù)側(cè)端子之間連接的整流平滑電路;以及把根據(jù)在升壓電抗器副線圈內(nèi)感應(yīng)的電壓,控制上述開關(guān)元件的接通、斷開工作的驅(qū)動信號給予上述開關(guān)元件控制端子,從上述整流平滑電路取出直流輸出的控制電路,上述控制電路包括輸出上述整流平滑電路直流輸出的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓的誤差電壓的誤差放大器;輸出在上述整流電路的正側(cè)端子產(chǎn)生的脈動電流電壓與上述誤差放大器輸出之積的乘法器;對該乘法器的輸出與流過上述開關(guān)元件的電流值進(jìn)行比較的比較電路;以及根據(jù)上述比較電路的輸出把上述開關(guān)元件轉(zhuǎn)換為斷開的轉(zhuǎn)換電路,其特征是在上述誤差放大器與轉(zhuǎn)換電路之間設(shè)有驅(qū)動控制電路,該驅(qū)動控制電路包括上升或減少數(shù)值的掃描電路;在產(chǎn)生了給上述開關(guān)元件的驅(qū)動信號的時(shí)候,使上述掃描電路開始數(shù)字上升的復(fù)原電路;比較上述誤差放大器的輸出電壓或輸出電壓相當(dāng)信號值與上述掃描電路的數(shù)值進(jìn)行比較,當(dāng)上述掃描電路的數(shù)值超過上述誤差放大器的輸出電壓或相當(dāng)信號值時(shí),產(chǎn)生給上述轉(zhuǎn)換電路的輸出,使上述開關(guān)元件的接通操作停止的比較器。
2.按照權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源裝置,其特征是上述驅(qū)動控制電路具備電平檢測電路和給予該電平檢測電路的第1輸入端子的基準(zhǔn)值,上述電平檢測電路的第2輸入端子連接到上述掃描電路,上述電平檢測電路在上述掃描電路的數(shù)值達(dá)到上述基準(zhǔn)值時(shí)產(chǎn)生輸出,上述復(fù)原電路按照上述電平檢測電路的輸出使上述掃描電路的數(shù)值復(fù)原。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)電源裝置,其特征是上述驅(qū)動控制電路具備由給上述開關(guān)元件的驅(qū)動信號控制的斜率變更裝置,在上述誤差放大器的輸出電平小于上述基準(zhǔn)值而且產(chǎn)生了給上述開關(guān)元件的驅(qū)動信號時(shí),上述掃描電路開始上升數(shù)值,直到達(dá)上述誤差放大器的輸出電壓或相當(dāng)信號值為止,在第1期間中以第1斜率上升數(shù)值,上述掃描電路的數(shù)值在到達(dá)了上述誤差放大器的輸出電壓或相當(dāng)信號值時(shí),比較器輸出停止給上述開關(guān)元件的驅(qū)動信號,給上述開關(guān)元件的驅(qū)動信號停止時(shí),上述斜率變更裝置在第2期間中以小于上述第1斜率的第2斜率使上述掃描電路的數(shù)值上升。
4.按照權(quán)利要求3所述的開關(guān)電源裝置,其特征是上述掃描電路的上述第1期間隨著上述誤差放大器的輸出電壓或相當(dāng)信號值減少而變?yōu)橐欢ɑ蚩s短,上述第2期間隨著上述誤差放大器的輸出電壓或相當(dāng)信號值減少而延長。
全文摘要
本發(fā)明提供開關(guān)電源裝置。在誤差放大器(26)與轉(zhuǎn)換電路(37)之間設(shè)有驅(qū)動控制電路(40)。輕負(fù)載時(shí),驅(qū)動控制電路(40)的比較器(52)比較驅(qū)動MOSFET(4)時(shí)充電的掃描電路(57)的數(shù)值與誤差放大器(26)的輸出,掃描電路(57)的數(shù)值超過誤差放大器(26)輸出電平的時(shí)候,停止MOSFET(4)的接通工作,輕負(fù)載時(shí)抑制輸出電壓的上升。
文檔編號H02M7/12GK1848638SQ20061006784
公開日2006年10月18日 申請日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月15日
發(fā)明者嶋田雅章 申請人:三墾電氣株式會社
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點(diǎn)贊!
1