[發明專利]開關電源裝置

有效

• 申請號: 201280020146.1
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN103620931B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 臼田武史;松尾芳樹
• 申請（專利權）人: 科索株式會社
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M3/28
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 王成坤,胡建新

1.一種開關電源裝置，具備：

電力變換電路，包含進行接通/斷開動作的主開關元件；以及

控制電路，通過控制該接通/斷開動作，使輸出電壓恒定電壓化，

上述控制電路具有：

運算單元，確定上述主開關元件的接通時間以及斷開時間；以及

驅動脈沖生成單元，生成使上述主開關元件接通/斷開的驅動脈沖，

在上述運算單元中，包含輸出電壓及對該輸出電壓的變化進行表示的輸出微分值作為變量，將這兩個變量的關系定義為：與輸出電壓的一個值相對應的輸出微分值僅存在一個的連續函數式并且是以如下方式規定的控制函數式，即，在輸出電壓處于比使該輸出電壓恒定電壓化的目標值低的范圍時，對應的輸出微分值為正的值；在輸出電壓處于比目標值高的范圍時，對應的輸出微分值為負的值；在輸出電壓與目標值相等時，對應的輸出微分值為零，

上述運算單元，

以與主開關元件的開關周期同步的定時，采樣檢測到輸入電壓的輸入電壓信號和檢測或估計出輸出電壓的輸出電壓信號；

以基于采樣到的這兩個信號導出的下次或這以后的采樣定時下的輸出電壓信號以及輸出微分值滿足上述控制函數式所規定的關系的方式，進行對該采樣定時以后的開關周期中的主開關元件的接通時間以及斷開時間中的至少一方進行計算的運算處理，

上述驅動脈沖生成單元生成驅動脈沖，以在上述兩個信號的采樣定時以后的開關周期中，基于由上述運算單元所確定的接通時間以及斷開時間使上述主開關元件接通/斷開。

2.如權利要求1所述的開關電源裝置，其特征在于，

上述運算單元按上述主開關元件的每個開關周期進行上述各信號的采樣、及計算接通時間以及斷開時間中的至少一方的運算處理。

3.如權利要求2所述的開關電源裝置，其特征在于，

上述電力變換電路，在上述主開關元件的接通期間，停止從輸入直流電源對輸出的電力供應并通過輸入直流電源對內置的電感元件進行勵磁，在上述主開關元件的斷開期間，進行將蓄積于上述電感元件的勵磁能量釋放至輸出來進行電力供應的動作，

上述運算單元在上述電感元件正在釋放勵磁能量期間進行上述各信號的采樣。

4.如權利要求2所述的開關電源裝置，其特征在于，

上述驅動脈沖生成單元，生成將夾著上述各信號的采樣周期的中間時刻且前后相等的期間作為上述主開關元件的接通期間的驅動脈沖、或生成將夾著該采樣周期的中間時刻且前后相等的期間作為上述主開關元件的斷開期間的驅動脈沖。

5.如權利要求1所述的開關電源裝置，其特征在于，

上述電力變換電路，在上述主開關元件的接通期間，從輸入直流電源對輸出進行電力供應，并且通過輸入直流電源對內置的電感元件進行勵磁，

在上述主開關元件的斷開期間，進行將蓄積于上述電感元件的勵磁能量釋放至輸出來繼續電力供應的動作，

上述運算單元以上述主開關元件的開關周期的一半的周期，進行上述各信號的采樣、及計算接通時間以及斷開時間中的至少一方的運算處理，

上述驅動脈沖生成單元，生成將夾著開關的一個周期之中的第二次采樣定時的前后的期間作為上述主開關元件的接通期間的驅動脈沖、或生成將夾著該第二次采樣定時的前后的期間作為上述主開關元件的斷開期間的驅動脈沖。

6.如權利要求1所述的開關電源裝置，其特征在于，

上述控制電路具備狀態變量估計單元，該狀態變量估計單元利用特定的電路部分的檢測值來估計檢測困難的地方的動作狀態，

上述狀態變量估計單元進行如下處理，即，以上述運算單元采樣輸入電壓信號的定時，獲得該輸入電壓信號以及檢測了輸出電壓的輸出電壓信號，并且獲得上述運算單元在即將到達上述定時之前確定的接通時間以及斷開時間，并基于獲得的輸入電壓信號、輸出電壓信號、接通時間以及斷開時間，估計下一采樣定時的輸出電壓信號，

上述運算單元，采樣該輸入電壓信號、輸出電壓信號、接通時間以及斷開時間、和由上述狀態變量估計單元估計出的輸出電壓信號，并基于采樣到的信號進行上述的運算處理。