[發(fā)明專利]開關(guān)電源裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810004539.2
• 申請(qǐng)日: 2018-01-03
• 公開（公告）號(hào): CN108270360B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 三添公義;近野暢;相川晃伸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新日本無線株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王小衡;楊生平

一種開關(guān)電源裝置包括：開關(guān)晶體管；感測電阻器，其串聯(lián)連接到所述開關(guān)晶體管，并且當(dāng)所述開關(guān)晶體管導(dǎo)通時(shí)在所述感測電阻器上產(chǎn)生感測電壓；變壓器，其包括當(dāng)所述開關(guān)晶體管導(dǎo)通時(shí)被施加輸入電壓的第一繞組以及連接到負(fù)載的第二繞組；光電耦合器，其中基于所述第二繞組側(cè)上的輸出電壓來產(chǎn)生光電耦合器電流；負(fù)載功率檢測電路，其根據(jù)所述開關(guān)晶體管的導(dǎo)通周期來產(chǎn)生負(fù)載功率信號(hào)；導(dǎo)通周期控制電路；截止周期控制電路；以及SRFF電路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使用變壓器和光電耦合器的作為DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)電源裝置。

背景技術(shù)

圖13示出相關(guān)技術(shù)(例如專利文獻(xiàn)1：JP-A-2005-027412)的開關(guān)電源裝置的電路。參考數(shù)字50代表變壓器，并且包括第一繞組L11、第一輔助繞組L12、第二繞組L13、和第二輔助繞組L14。參考數(shù)字MN2代表NMOS開關(guān)晶體管，并且參考數(shù)字60代表包括光電二極管PD2和光電晶體管PT2的光電耦合器。參考數(shù)字R11至R19代表電阻器，參考數(shù)字Rs2代表對(duì)開關(guān)晶體管MN2的漏極電流進(jìn)行檢測的感測電阻器，并且參考數(shù)字C11至C14代表電容器。

在該開關(guān)電源裝置中，當(dāng)通過以電阻器R18和R19對(duì)輸出電壓Vout進(jìn)行分壓所得到的電壓高于電壓源VB11的參考電壓Vref11時(shí)，運(yùn)算放大器OP11的輸出電壓根據(jù)它們之間的差值電壓而減小。當(dāng)運(yùn)算放大器OP11的輸出電壓等于或小于預(yù)定值時(shí)，電流根據(jù)輸出電壓的值流至光電耦合器60的光電二極管PD2，根據(jù)從光電二極管發(fā)射的光量來確定光電晶體管PT2的內(nèi)阻值。

當(dāng)施加了電源電壓Vin時(shí)，通過經(jīng)電阻器R11和R13流至第一輔助繞組L12的激勵(lì)電流，電容器C13被充電以使得電阻器R13側(cè)被設(shè)置為正極性。當(dāng)電容器C13在電阻器R13側(cè)上的電壓達(dá)到開關(guān)晶體管MN2的閾值電壓時(shí)，開關(guān)晶體管MN2導(dǎo)通。

由此，當(dāng)電流開始從DC電壓Vin流至連接到開關(guān)晶體管MN2的第一繞組L11時(shí)，在變壓器50的繞組L12、L13和L14中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢，并在變壓器50中積累能量。在第一輔助繞組L12中產(chǎn)生的感生電壓(●側(cè)為正極性)與電容器C13的電壓重疊，因此開關(guān)晶體管MN2由其被維持在等于或大于閾值電壓的電壓處的柵極電壓保持在導(dǎo)通狀態(tài)。

在該情況下，開關(guān)晶體管MN2的漏極電流流至感測電阻器Rs2，其中產(chǎn)生的感測電壓通過電阻器R15對(duì)電容器C12充電。流至第一繞組L11的激勵(lì)電流在開關(guān)晶體管MN2導(dǎo)通之后隨時(shí)間基本上線性增大，并且電容器C12的電壓也相應(yīng)上升。

之后，當(dāng)電容器C12的電壓達(dá)到晶體管Q11的閾值電壓時(shí)，晶體管Q11被設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)，因此開關(guān)晶體管MN2由其減小到等于或小于閾值電壓的電壓處的柵極電壓截止。

當(dāng)流至第一繞組L11的電流被截止的開關(guān)晶體管MN2切斷時(shí)，在繞組L11至L14的每一個(gè)中產(chǎn)生反激電壓。在該情況下，在第二繞組L13中產(chǎn)生的反激電壓被二極管D11和電容器C14整流和平滑，并且作為輸出電壓Vout被輸出。

另一方面，在第一輔助繞組L12中產(chǎn)生的反激電壓具有與第二繞組L13中產(chǎn)生的反激電壓成比例的關(guān)系，電容器C13通過電阻器R12和R13被充電以使得電阻器R13側(cè)被第一輔助繞組L12中產(chǎn)生的反激電壓設(shè)置為正極性(●側(cè)為負(fù)極性)，并且用于將開關(guān)晶體管MN2導(dǎo)通的預(yù)備階段繼續(xù)進(jìn)行。

同時(shí)，在開關(guān)晶體管MN2截止之后，不產(chǎn)生由來自第一繞組L11的電流生成的感測電阻器Rs2的電壓。而且，電容器C12通過電阻器R15和Rs2的電流放電，這是因?yàn)橛捎谳敵鲭妷篤out是很低而光電晶體管PT2未被操作。由此，當(dāng)電容器C12的電壓被設(shè)置為等于或小于晶體管Q11的閾值電壓時(shí)，晶體管Q11截止。

順便地說，晶體管Q11的基極與集電極之間的部分作為等效二極管操作，因此電容器C13也被充電，使得電阻器R13側(cè)被從與第一輔助繞組L12的●側(cè)相對(duì)的一側(cè)流過感測電阻器Rs2、電阻器R15、晶體管Q11的基極和集電極、以及電阻器R13的電流設(shè)置為正極性。