[發明專利]絕緣型開關電源裝置

有效

• 申請號: 200980123343.4
• 申請日: 2009-04-23
• 公開（公告）號: CN102067426A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 細谷達也
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 樊建中

技術領域

本發明涉及一種實際上不存在不進行變壓器的1次-2次間的能量傳輸的期間的絕緣型開關電源裝置。

背景技術

以往，作為一般的絕緣型開關電源裝置，正激式轉換器和反激式轉換器等被熟知。這些絕緣型開關電源裝置，都是在主開關元件接通的期間，在變壓器或者電感器中積蓄能量，在初級側的主開關元件接通或斷開的期間，進行從初級側向次級側傳輸能量這種動作，在主開關的接通/斷開的任意一個期間中，存在不進行從初級側向次級側的能量傳輸的期間。

另一方面，作為在初級側的主開關元件的接通期間和斷開期間兩者中，進行從初級側向次級側的能量傳輸的絕緣型開關電源裝置，具有2個變壓器的雙變壓器型DC-DC轉換器被熟知。作為其一個例子，對下述的專利文獻1進行說明。

下述專利文獻1，如圖1所示，作為初級側電路，由變壓器T1的初級線圈W1、變壓器T2的初級線圈W4、和主開關Q1構成的串聯電路在連接點10和連接點20上與輸入直流電源2連接。

此外，在變壓器T2的初級線圈W4與主開關Q1的連接點，和輸入直流電源2的負端與主開關Q1的連接點20之間，連接有由變壓器T2的初級線圈W5、變壓器T1的初級線圈W2、和電容器C1構成的串聯電路。

并且，在變壓器T2的初級線圈W4與主開關元件Q1的連接點，和變壓器T1的初級線圈W2與電容器C1的連接點之間，連接有由電容器C2和副開關元件Q2構成的串聯電路。

此外，作為次級側電路，通過由變壓器T1的次級線圈W3和輸出開關Q4構成的串聯電路，和由輸出開關Q3和變壓器T2的次級線圈W6構成的串聯電路，以相互并聯的方式連接于負載系統3的兩端，且輸出開關Q3和輸出開關Q4作為同步整流元件來工作，從而構成了所謂中心抽頭式的全波整流電路。此外，電容器C3作為平滑電容器連接于負載系統3的兩端。

像這樣在主開關元件Q1接通的期間，副開關元件Q2斷開，在初級側上，在變壓器T1的初級線圈W1和變壓器T2的初級線圈W4中流過電流，在次級側上，輸出開關Q3接通，Q4斷開，在變壓器T2的次級線圈W6中流過電流，并對負載系統3提供輸出電壓。

此外，在主開關元件Q1斷開的期間，副開關元件Q2接通，在初級側上，在變壓器T1的初級線圈W2和變壓器T2的初級線圈W5中流過電流，在次級側上，輸出開關Q3斷開，Q4接通，在變壓器T1的次級線圈W3中流過電流，并對負載系統3提供輸出電壓。

專利文獻1：JP特開2005-51994號公報

然而，因為在專利文獻1所示的絕緣型開關電源裝置中，具有通過使用兩個變壓器，可以不用次級側的扼流線圈的特征，所以存在必然需要兩個變壓器，電路將大型化的問題。

此外，不用扼流線圈的優點，在初級側的主開關元件Q1接通的期間和斷開的期間，都能夠從初級側向次級側傳輸能量這種意義上是有效的，但若不用次級側的扼流線圈，則存在如下問題：由于在初級側的主開關元件Q1的接通和斷開的切換期間所產生的開關噪聲而輸出脈動變大，且平滑用電容器C3大型化。

并且，因為在主開關元件Q1的漏極-源極間施加對輸入電壓Vin加上了電容器C2的兩端電壓的電壓，所以需要高耐壓的開關元件，且高耐壓的開關元件因為作為導通時的電阻分量的接通電阻較大，所以在開關元件上的導通損耗增加。因此，存在效率降低或成本增加的問題。

發明內容

因此，本發明的目的在于，提供一種解除了上述問題，無論在主開關元件的接通/斷開期間，都能夠從變壓器的初級側向次級側傳輸能量，并且抑制在開關元件的接通和斷開的切換期間所產生的開關噪聲的產生，同時能夠降低輸出脈動(ripple：波紋)，而且能夠使用低耐壓的開關元件的絕緣型開關電源裝置。

本發明為了解決所述課題，本發明的絕緣型開關電源裝置如下述來構成。

(1)特征在于，具備：

直流電源輸入部，其輸入直流輸入電壓Vi；

變壓器T，其由一個磁性部件構成，具有磁耦合的第1初級繞組np、第1次級繞組ns、和第2次級繞組no；

第1電感器Lr，其與所述第1初級繞組np串聯連接；

整流電路，其由對所述第1次級繞組ns和所述第2次級繞組no中產生的各自的電流相加后的電流進行整流的第1整流元件Ds，和對所述第2次級繞組no中生成的電流進行整流的第2整流元件Df構成；

第1開關電路S1，其由第1開關元件Q1、第1電容器C1、和第1二極管D1的并聯電路構成；

第2開關電路S2，其由第2開關元件Q2、第2電容C2、和第2二極管D2的并聯電路構成；

第3電容器Cr；