开关电源装置制造方法及图纸

提供一种开关电源装置，即使输出电压大幅地变化，也能够使动作稳定。一种开关电源装置(1)，其使施加到初级线圈(P1)的输入电力(Vi)传递到次级线圈(S)，并且，使电力从次级线圈(S)返回到辅助线圈(P2)，从辅助线圈(P2)生成对开关元件(Q1)进行导通/断开控制的初级侧控制用IC(10)的驱动电源(Vcc)，其中，该开关电源装置(1)具有：降压电路(30)，其与辅助线圈(P2)的电压对应地导通/断开，在导通时，将使辅助线圈(P2)的电压下降而得到的恒定电压作为驱动电源(Vcc)供给到初级侧控制用IC(10)；降压动作检测电路(40)，其检测降压电路(30)的动作；以及条件变更电路(过电流检测条件校正电路(50)、栅电阻变更电路(60))，其根据降压电路的动作，使用对开关元件(Q1)进行驱动的选通脉冲来变更初级侧的动作条件。

Switching power supply device

A switching power supply device is provided, which can make the operation stable even if the output voltage varies greatly. A switching power supply device (1) transfers the input power (Vi) applied to the primary coil (P1) to the secondary coil (S), and returns the power from the secondary coil (S) to the auxiliary coil (P2), and generates a driving power supply (Vcc) of IC (10) for the primary side control of the switching element (Q1) for on/off control from the auxiliary coil (P2), in which the switching power supply device (1) has a voltage-reducing circuit (30). When conducting, the constant voltage of the auxiliary coil (P2) will be supplied as a driving power supply (Vcc) to the primary control IC (10); the step-down action detection circuit (40), which detects the action of the step-down circuit (30); and the condition change circuit (over-current detection condition correction circuit (50); and the gate resistance change circuit.\uff08 According to the action of the step-down circuit, the switch element (Q1) is driven by a gated pulse to change the operation condition of the primary side.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开关电源装置
本专利技术涉及输出电压在宽范围内可变的开关电源装置。
技术介绍
近年来，作为新的USB的动作模式，制定了如USBpowerdelivery(以下，称作USBPD)的标准。USBPD与电器装置进行通信，当协商建立时，输出电压能够在5V至最大20V的范围内可变。一般而言，在开关电源装置中，作为初级侧控制用IC的驱动电源，使用了辅助线圈，该辅助线圈的电压取决于与次级侧线圈的匝数比。因此，为了与宽范围的输出电压对应地使初级侧控制用IC进行动作，提高辅助线圈与次级侧线圈的匝数比，即使输出电压低，也需要使驱动电源为初级侧控制用IC的工作电压以上。另一方面，在输出电压高时，在此状态下辅助线圈的电压达到初级侧控制用IC的耐压，因此，设置有使辅助线圈的电压下降至初级侧控制用IC的耐压以下的降压器(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-88839号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在USBPD中，作为标准，设定了输出电流的最大值(3A或者5A)。因此，当以20V/3A(60W)设计了开关电源装置时，存在如下问题：在输出5V时，次级侧电力低，直到实施初级侧过电流保护为止，过大的输出电流会流过。本专利技术的目的在于解决现有技术的上述课题，提供一种即使输出电压大幅地变化也能够使动作稳定的开关电源装置。用于解决问题的手段本专利技术的开关电源装置是如下一种开关电源装置，其通过对与变压器的初级线圈连接的开关元件进行导通/断开控制，使施加到所述初级线圈的输入电力传递到所述变压器的次级线圈，并且，从所述次级线圈向所述变压器的辅助线圈传递电力，从所述辅助线圈生成对所述开关元件进行导通/断开控制的初级侧控制电路的驱动电源，该开关电源装置的特征在于，其具有：降压电路，其与所述辅助线圈的电压对应地导通/断开，在导通时，将使所述辅助线圈的电压下降后所得的恒定电压作为所述驱动电源供给到所述初级侧控制电路；降压检测电路，其检测所述降压电路的动作；以及条件变更电路，其根据所述降压电路的动作，使用对所述开关元件进行驱动的驱动信号来变更初级侧的动作条件。并且，在本专利技术的开关电源装置中，也可以为，所述降压电路向所述初级侧控制电路供给的所述恒定电压比所述初级侧控制电路的起动电压高。并且，在本专利技术的开关电源装置中，也可以为，所述降压检测电路检测所述降压电路的导通/断开，所述条件变更电路与所述降压电路的导通/断开对应地切换所述动作条件。并且，在本专利技术的开关电源装置中，也可以为，所述降压电路具备与所述辅助线圈的电压对应地导通/截止的齐纳二极管，所述降压检测电路根据所述齐纳二极管的导通/截止来检测所述降压电路的导通/断开。并且，在本专利技术的开关电源装置中，也可以为，所述初级侧控制电路具有根据从过电流检测输入端子输入的、流过所述开关元件的电流值来检测过电流的过电流检测功能，所述条件变更电路与所述降压电路的导通/断开对应地切换向所述过电流检测输入端子输入所述电流值的输入条件。并且，在本专利技术的开关电源装置中，也可以为，所述条件变更电路与所述降压电路的导通/断开对应地切换基于所述驱动信号的开关元件的驱动条件。并且，在本专利技术的开关电源装置中，也可以为，所述降压检测电路检测所述降压电路的动作状况，所述条件变更电路与所述降压电路的动作状况对应地变更所述动作条件。并且，在本专利技术的开关电源装置中，也可以为，所述降压电路具有晶体管，与所述辅助线圈的电压对应地调整该晶体管的作为降压量的主端子间的电压，所述降压检测电路检测所述晶体管的所述主端子间的电压作为所述降压电路的动作状况。并且，在本专利技术的开关电源装置中，也可以为，所述初级侧控制电路具有根据从过电流检测输入端子输入的、流过所述开关元件的电流值来检测过电流的过电流检测功能，所述条件变更电路与所述降压电路的动作状况对应地变更向所述过电流检测输入端子输入所述电流值的输入条件。并且，在本专利技术的开关电源装置中，也可以为，所述条件变更电路与所述降压电路的动作状况对应地变更基于所述驱动信号的开关元件的驱动条件。专利技术效果根据本专利技术，实现能够与输出电压的设定对应地变更初级侧的动作条件并在输出电压大幅地变化的情况下使动作稳定的效果。附图说明图1是示出本专利技术的开关电源装置的第1实施方式的电路结构的电路结构图。图2是说明图1所示的初级侧控制用IC的过电流保护动作的图。图3是示出本专利技术的开关电源装置的第2实施方式的电路结构的电路结构图。具体实施方式接着，参照附图具体地说明本专利技术的实施方式。(第1实施方式)第1实施方式的开关电源装置1为USBpowerdelivery(以下，称作USBPD)用的转换器(Converter)，将输入电压Vi转换为5V或者20V的输出电压Vo并输出。参照图1，开关电源装置1具有：平滑电容器C1、C21、变压器T、初级侧控制用IC10、次级侧电路20、开关元件Q1、晶体管Q2、开关元件Q3、Q4、Q5、二极管D1、D2、D3、D21、齐纳二极管ZD1、电阻R1～R10和电容器C2。初级侧控制用IC10内置有用于进行由MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等构成的开关元件Q1的开关控制的控制电路，并具有Gate(栅极驱动输出)端子、Cs(过电流检测输入)端子、Vcc(电源电压输入)端子和GND(接地)端子。从初级侧(输入侧)向次级侧(负载侧)供给电力的变压器T由初级线圈P1及辅助线圈P2、次级线圈S构成。初级线圈P1的一端部与输入电压Vi的正极端子连接，初级线圈P的另一端部与开关元件Q1的漏极连接。开关元件Q1的源极经由电阻R9与输入电压Vi的负极端子(GND端子)连接。此外，初级侧控制用IC10的Gate端子经由串联连接的电阻R1及R2与开关元件Q1的栅极连接。由此，初级侧控制用IC10利用从Gate端子输出的选通脉冲对开关元件Q1进行导通/断开控制，将赋予给变压器T的初级线圈P1的电力传递到变压器T的次级线圈S。另外，电阻R1与二极管D1并联连接。二极管D1以放出来自开关元件Q1的电荷的方向连接，将开关元件Q的断开时间设定为比导通时间短。在变压器T的次级线圈S的两端子间，经由二极管D21连接有平滑电容器C21。在变压器T的次级线圈S中感应出的电压被二极管D21和平滑电容器C21整流平滑，将平滑电容器C21的端子间电压输入到次级侧电路20。次级侧电路20由如下等电路构成：SW(开关)电路，其将输出电压Vo的设定切换为5V或者20V中的任意一个；CV(恒定电压)电路，其使输出电压Vo稳定；以及FB(反馈)电路，其将与由SW电路设定出的输出电压Vo对应的反馈(FB)信号反馈给初级侧控制用IC10。而且，初级侧控制用IC10根据来自次级侧电路20的FB信号控制开关元件Q1的占空比，从而控制向次级侧供给的电力量。在变压器T的辅助线圈P2的两端子间，经由二极管D3连接有平滑电容器C1。另外，夹设在辅助线圈P2与二极管D3之间的电抗器L1为用于抑制浪涌的元件。也可以替代电抗器L1，使用电阻。而且，平滑电容器C1的电压VC1经由降压电路30和二极管D2，作为IC用电源电压供给到初级侧控制用IC10的Vc本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源装置，其通过对与变压器的初级线圈连接的开关元件进行导通/断开控制，使施加到所述初级线圈的输入电力传递到所述变压器的次级线圈，并且，从所述次级线圈向所述变压器的辅助线圈传递电力，从所述辅助线圈生成对所述开关元件进行导通/断开控制的初级侧控制电路的驱动电源，该开关电源装置的特征在于，其具有：降压电路，其与所述辅助线圈的电压对应地导通/断开，在导通时，将使所述辅助线圈的电压下降后所得的恒定电压作为所述驱动电源供给到所述初级侧控制电路；降压检测电路，其检测所述降压电路的动作；以及条件变更电路，其根据所述降压电路的动作，使用对所述开关元件进行驱动的驱动信号来变更初级侧的动作条件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种开关电源装置，其通过对与变压器的初级线圈连接的开关元件进行导通/断开控制，使施加到所述初级线圈的输入电力传递到所述变压器的次级线圈，并且，从所述次级线圈向所述变压器的辅助线圈传递电力，从所述辅助线圈生成对所述开关元件进行导通/断开控制的初级侧控制电路的驱动电源，该开关电源装置的特征在于，其具有：降压电路，其与所述辅助线圈的电压对应地导通/断开，在导通时，将使所述辅助线圈的电压下降后所得的恒定电压作为所述驱动电源供给到所述初级侧控制电路；降压检测电路，其检测所述降压电路的动作；以及条件变更电路，其根据所述降压电路的动作，使用对所述开关元件进行驱动的驱动信号来变更初级侧的动作条件。2.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，所述降压电路向所述初级侧控制电路供给的所述恒定电压比所述初级侧控制电路的起动电压高。3.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，所述降压检测电路检测所述降压电路的导通/断开，所述条件变更电路与所述降压电路的导通/断开对应地切换所述动作条件。4.根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于，所述降压电路具备与所述辅助线圈的电压对应地导通/截止的齐纳二极管，所述降压检测电路根据所述齐纳二极管的导通/截止来检测所述降压电路的导通/断开。5.根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木常俊，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP