[發(fā)明專利]電源裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010135377.X
• 申請(qǐng)日: 2010-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN101841246A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林崎實(shí)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佳能株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02M5/458
• 分類號(hào): H02M5/458
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 魏小薇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電源裝置，更特別地，涉及減少關(guān)斷開關(guān)元件所耗費(fèi)的時(shí)間段。

背景技術(shù)

圖7示出作為第一常規(guī)例子的常規(guī)的自激回掃電源(self-excitedflyback?power?supply)的電路圖的例子。以下將描述自激回掃電源的操作。在圖7中，從商用交流(AC)電源700輸入的交變電壓經(jīng)由濾波器電路701被整流電路702和平滑電容器703轉(zhuǎn)換成直流(DC)電壓。變壓器(transformer)704的初級(jí)繞組(primary?winding)Np和開關(guān)元件706被串聯(lián)連接。起動(dòng)電阻器(start?resistor)705被連接在電容器703的正端子和開關(guān)元件706的柵極之間。輔助繞組Nb圍繞在變壓器704的初級(jí)側(cè)。電阻器710被設(shè)置在開關(guān)元件706的柵極和源極之間。柵極電阻器709被設(shè)置在開關(guān)元件706的柵極側(cè)。電流經(jīng)由電阻器707和電容器708從輔助繞組Nb流入電阻器709和710。

當(dāng)電流通過電容器703的DC電壓而流過起動(dòng)電阻器705使得開關(guān)元件706的柵極電壓上升時(shí)，漏極電流流動(dòng)，并且電流流過初級(jí)繞組Np。結(jié)果，變壓器704被激勵(lì)，使得在輔助繞組Nb中感應(yīng)出電壓。因此，開關(guān)元件706的柵極電壓上升，使得開關(guān)元件706被接通。另一方面，輔助繞組Nb的電壓也被供給到包含電阻器711和電容器712的時(shí)間常數(shù)電路。電容器712兩端的電壓也被施加在晶體管713的基極和發(fā)射極之間。

當(dāng)電容器712兩端的電壓上升使得晶體管713被接通時(shí)，電流經(jīng)由電阻器709流動(dòng)。因此，開關(guān)元件706的柵極電壓下降，使得開關(guān)元件706被關(guān)斷。設(shè)置電阻器715和二極管716用于將電容器712放電。

當(dāng)開關(guān)元件706被關(guān)斷時(shí)，變壓器704的次級(jí)繞組Ns的端子電壓反轉(zhuǎn)。因此，電流經(jīng)由次級(jí)整流二極管721流出次級(jí)繞組Ns。該電流對(duì)電容器722充電。

在存儲(chǔ)在變壓器704中的能量被次級(jí)繞組Ns的電感限制的同時(shí)，通過該能量對(duì)電容器722充電。在開關(guān)元件706被關(guān)斷的時(shí)段中的開關(guān)元件706的漏極電壓是通過將次級(jí)繞組Ns的電壓乘以初級(jí)繞組Np的匝數(shù)與次級(jí)繞組Ns的匝數(shù)的比值獲得的電壓、與對(duì)電容器703充電的電壓的和。

當(dāng)次級(jí)繞組Ns中的電流變?yōu)榱銜r(shí)，在開關(guān)元件706的漏極處產(chǎn)生的電壓開始以對(duì)電容器703進(jìn)行充電的電壓為中心，以由次級(jí)繞組Ns的電感和電容器726確定的周期振動(dòng)。

初級(jí)繞組Np的電壓被反映在輔助繞組Nb上。當(dāng)開關(guān)元件706的漏極電壓變得比電容器703兩端的電壓低時(shí)，向繞組Nb施加電壓，使得開關(guān)元件706的柵極電壓高于其源極的電壓。當(dāng)電壓超過開關(guān)元件706的柵極閾值電壓時(shí)，開關(guān)元件706被再次接通，以重復(fù)上述的一系列操作。

當(dāng)電容器722兩端的電壓上升時(shí)，通過被電阻器723和724分割的電壓操作分路調(diào)節(jié)器725，并且，電流經(jīng)由電阻器流過光電耦合器PC101。光電耦合器PC101中的光電二極管點(diǎn)亮，使得光電耦合器PC101中的光電晶體管的阻抗降低。

結(jié)果，與經(jīng)由電阻器711對(duì)電容器712充電時(shí)相比，時(shí)間常數(shù)電路中的電容器712兩端的電壓更早地上升。因此，晶體管713被接通，并且，開關(guān)元件706被關(guān)斷。開關(guān)電源通過這種反饋操作輸出預(yù)定的電壓。

圖7還示出用于通過初級(jí)側(cè)的電流檢測(cè)來關(guān)斷初級(jí)側(cè)的開關(guān)元件706的電路的例子。電阻器717的兩端分別與晶體管718的基極和電流檢測(cè)電阻器720連接。開關(guān)元件706被接通，使得漏極電流流過開關(guān)元件706。因此，電流檢測(cè)電阻器720的電壓上升。當(dāng)晶體管718的基極-發(fā)射極電壓上升到約0.6伏時(shí)，晶體管718中的基極電流迅速增大。

作為晶體管718中的基極電流的Hfe倍的電流流過晶體管718的集電極，以將其柵極處的電荷放電。因此，開關(guān)元件706的柵極電壓下降，使得開關(guān)元件706被關(guān)斷。

當(dāng)電源的電容小并且開關(guān)元件706的柵極與源極之間的電容以及開關(guān)元件706的柵極與漏極之間的電容小時(shí)，可以沒有任何問題地使用第一常規(guī)例子中的電源裝置中的開關(guān)元件706中的電流限制電路(電阻器720和晶體管718)。當(dāng)電源的輸出功率增大并且開關(guān)元件706的電流增大時(shí)，柵極與源極之間的電容和柵極與漏極之間的電容較大。因此，難以迅速將柵極電壓設(shè)為柵極閾值電壓或更小。

更具體而言，使開關(guān)元件706關(guān)斷所耗費(fèi)的時(shí)間段(即，關(guān)斷時(shí)間)較長，并且，開關(guān)元件706在被完全關(guān)斷之前限制電流，使得電流檢測(cè)電阻器720的檢測(cè)值減小。當(dāng)電流檢測(cè)電阻器720的檢測(cè)值減小時(shí)，晶體管718中的基極電流也減小。因此，晶體管718不流動(dòng)用于降低柵極電壓的電流，并且，關(guān)斷時(shí)間變長。