[實用新型]半導體裝置

有效

• 申請號: 201620128135.0
• 申請日: 2016-02-19
• 公開（公告）號: CN205385420U
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 吉永充達
• 申請（專利權）人: 三墾電氣株式會社
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02H7/125
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本實用新型涉及在各種電子設備中使用的AC適配器以及開關電源裝置。

背景技術

由于商用電源的電壓范圍是AC100V～AC240V，因此對于電器產品而言，按照每個發貨目的地，輸入電壓容許范圍有所不同。

中國國內專用的電壓是AC240V，因此，例如開關電源部中所使用的輸入平滑電解電容器的耐壓(WV)一般設為400WV。另外，在國際規格中，考慮到瞬時電壓上升，多數使用420WV和450WV。在開關電源的交流輸入電壓達到容許范圍以上的情況下，存在輸入平滑電解電容器冒煙或著火的危險，因此有以下這樣的對策：在交流線之間追加作為過電壓箝位元件的變阻器或使用較高耐壓的電解電容器。另外，也有如日本特開2010-172150那樣，在檢測到過電壓時，使用繼電器等使電壓箝位電路進行工作的方法。

【專利文獻1】：日本特開2010-172150號公報

在專利文獻1提出的電路結構中，1為交流電源，2為整流單元，3為過電壓檢測單元，4為繼電器驅動單元，5為繼電器，6為電阻，7為恒壓元件，8為平滑電容器，9為負載。如圖4那樣在檢測到整流后電壓的過電壓時，繼電器5處于開路狀態，基于電阻6和恒壓元件7的電壓箝位電路進行工作。通過事先將箝位電壓設為比輸入平滑電解電容器的耐壓低來防止對電解電容器本身施加過電壓。然而，這種方法存在電解電容器耐壓大于箝位電壓這樣的限制。假設在使用400WV的輸入平滑電解電容器的情況下，則需要將箝位電壓設定為380V等較低值。

通常在容許AV288V輸入的情況下，將電解電容器耐壓設為420WV即可。然而，由于存在上述條件，因此會發生如下問題：在將箝位電壓例如設定為400V時，箝位電路在AC288V下就進行工作。為了避免上述問題，需要例如將箝位電壓提升至420V且將電解電容器耐壓設為450WV。

針對前述的日本特開2010-172150，考慮了如下方法：在電解電容器的±電極中的一個電極上設置開關元件，在商用電源的過電壓輸入時斷開開關元件。開關元件導通時的線間電容為電解電容器。但是，當開關元件處于截止(斷開)狀態時，由于電解電容器和開關元件之間的靜電容量比的關系，輸入電壓幾乎都被施加到開關元件。因此，開關元件的耐壓例如需要500～600V的高耐壓(參照如下計算式)。

Co(開關導通)＝Cel

Co(開關截止)＝(Csw*Cel)/(Csw+Cel)≈Csw

開關截止時的電壓施加狀態是：

Vsw＝Q/Csw＝(Co/Csw)*Vin(DC)≈(Csw/Csw)*Vin(DC)≈Vin(DC)

Vel＝Q/Cel＝(Co/Cel)*Vin(DC)≈(Csw/Cel)*Vin(DC)≈0

實用新型內容

鑒于上述問題，本實用新型的課題在于，即使在商用電源的輸入過電壓時，也能夠可靠地保護電解電容器而不必過度提高開關元件的耐壓。

為了解決上述課題，根據本實用新型的一個方式，提供一種半導體裝置，其特征在于，在該半導體裝置中，具有：整流電路，其輸入交流電源并整流為直流電壓；串聯電路，其連接在所述整流電路的輸出端子之間，所述串聯電路是通過與平滑電容器串聯地連接了阻抗元件和開關元件的并聯電路而成的；以及負載，其連接在所述整流電路的輸出端子之間，對所述整流電路的輸出端子的電壓進行監視，當所述輸出端子的電壓超過規定的電壓時，使所述開關元件從導通變為截止。

根據本實用新型，半導體裝置具有電解電容器和開關元件，電解電容器具有能夠應對商用電源的容許范圍的耐壓，開關元件具有所設想的商用電源的輸入過電壓與該電解電容器的耐壓之間的差分電壓以上的耐壓。通過具有這樣的半導體裝置，可以廉價地構成商用電源的輸入過電壓保護電路。

附圖說明

圖1是表示本實用新型的實施方式的各元件的電壓分擔的圖。

圖2表示圖1示出的實用新型的工作時序圖。

圖3示出了表示實用新型的實施方式的電路圖例。

圖4表示現有技術的電路框圖。

圖5是表示現有技術的開關元件的連接例和各元件的外加電壓之間關系的圖。

標號說明

1：交流電源；2：整流器；Cel：電解電容器；R：電阻；Z：產生泄漏電流的電路或高阻抗元件。

具體實施方式

圖1表示本實用新型的實施方式的各元件的電壓分擔。圖1的DC/DC轉換器中內置有輸入過電壓檢測電路且具有如下功能：在檢測到輸入過電壓時，使開關元件SW從導通變為截止。