[發明專利]開關轉換電源裝置

有效

• 申請號: 201380018111.9
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN104221267B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 細谷達也;山口直毅
• 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;H02M3/335;H02H3/087;H02H3/093;H02H3/06;H02H7/12
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 李逸雪

技術領域

本發明涉及開關轉換電源裝置，特別涉及具備了過電流保護功能的開關轉換電源裝置。

背景技術

開關轉換電源裝置具備：將從輸入電源所輸入的輸入電壓變換為供給至負載的輸出電壓的電力變換電路、使輸入電壓進行開關轉換的開關元件、以及控制開關元件的開關轉換控制電路等。并且，在開關轉換控制電路中，為了防止開關元件、二極管、電感器等受到因過電流等引起的過度發熱、部件的損壞這種不良情況的影響，而具備過電流保護功能。例如，在專利文獻1中公開了一種開關轉換電源裝置，該開關轉換電源裝置構成為：檢測開關元件中流動的電流達到了給定的閾值，通過使開關元件關斷從而限制輸入輸出電力，由此來進行過電流保護動作。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開2008-206271號公報

發明內容

發明要解決的課題

在專利文獻1所示那樣的開關轉換電源裝置中，如果檢測到開關元件中流動的電流(梯型波狀的電流)達到了給定的閾值，則在該時間點使開關元件關斷。作為其結果，開關元件中流動的電流的峰值被限制，由此進行過電流保護。即，由于在開關元件中流動的電流超過了閾值時開關轉換立即被停止，因此開關元件中流動的電流的峰值被限制在與所述閾值對應的過電流。

但是，開關元件、二極管、電感器等元件的不良也有時起因于過電流所引起的過度發熱，而非過電流自身。因此，如專利文獻1那樣，若僅僅根據開關元件中流動的電流與閾值之間的比較判定結果就立即進行停止開關轉換的控制時，則將產生如下的問題。

例如，當負載電流穩定且連續地流動、該負載電流逐漸地上升而達到了某個閾值(過電流)時，在該時間點立即停止開關轉換動作這種的過電流保護動作針對其目的是合理的。但是，例如在相對于發熱而額定100W的開關轉換電源裝置以50％占空比間歇地驅動200W負載這種的情況下，如果將例如110W輸出時設定為過電流保護的閾值，則完全無法以為了在開始驅動200W負載之后立即使過電流保護起作用所期望的動作進行驅動。由于在以50％占空比來間歇地驅動200W負載時，平均功率為100W，因此開關轉換電源裝置的開關元件、二極管、電感器等元件在熱方面沒有問題，不會產生因熱量引起的不良。也就是說，能夠設計成不發生不良。將其從開始就設計成額定200W的開關轉換電源裝置時，相對于平均功率為100W的負載而成為過設計(overdesign)。即在尺寸以及成本方面成為過剩的設計。

此外，如專利文獻1的開關轉換電源裝置那樣，若是僅僅根據開關元件中流動的電流與閾值之間的比較判定結果就立即停止開關轉換的控制，則在開關元件中流動的電流的波形為半波的正弦波這種情況下，會在電流的峰值關斷開關元件，電流波形從半波的正弦波急劇變化成正弦波的1/4波形，諧振條件被破壞從而動作波形嚴重紊亂，有可能出現輸出電壓脈動增大、或者產生可聽音、或者開關轉換電源裝置發生動作不良這種的不良情況。

本發明鑒于上述問題，其目的在于提供一種能夠根據負載的運轉狀態來進行合適的過電流保護的開關轉換電源裝置。

用于解決課題的手段

(1)本發明的開關轉換控制電路在具備：電力變換電路，將從輸入電源輸入的輸入電壓變換為供給至負載的輸出電壓；開關元件，對所述輸入電壓進行開關轉換；開關轉換控制電路，對所述開關元件進行控制；和電流檢測電路，檢測所述開關元件中流動的每個開關轉換周期的電流的、開關轉換電源裝置中，其特征在于，

具備：第1過電流保護單元，在所述電流檢測電路的電流檢測信號超過了第1閾值的情況下，然后由所述開關轉換控制電路判斷出不超過所述第1閾值的開關轉換動作在一定時間內沒有連續地達到給定次數時，不向所述開關元件輸出導通信號以停止開關轉換動作。

通過該構成，由于在開關元件中流動的電流超過了閾值的時間點不會立即關斷開關元件，在由開關轉換控制電路判斷出電流檢測電路的電流檢測信號不超過第1閾值的開關轉換動作在一定時間內沒有連續地達到給定次數時進行過電流保護的動作，因此對于暫時性或者過渡性的電流增加沒有反應，能根據負載的運轉狀態來進行合適的過電流保護(應稱為輸出電力保護的動作)。

(2)也可以具備在由所述第1過電流保護單元停止了開關轉換動作之后保持該停止狀態的單元。該構成的開關轉換電源裝置適用于一旦被視作過電流狀態之后要停止動作的用途的負載(電子設備等)。