开关电源装置及半导体装置制造方法及图纸

技术编号:20885383 阅读:12 留言:0更新日期:2019-04-17 13:35
开关电源装置具有:整流电路,被输入交流输入电压;输入平滑电路,对从整流电路输出的直流输入电压(VINDC)进行平滑;电力变换电路,对直流输入电压(VINDC)进行电力变换,将输出电压(Vout)进行输出;过电压检测电路,生成当直流输入电压(VINDC)为比第1基准电压值高的电压时被激活的输入过电压检测信号(VIN_OV);以及放电电路,将蓄积在输入平滑电路中的蓄积电荷进行放电;电力变换电路包括开关元件;以输入过电压检测信号(VIN_OV)的激活为触发,开关元件的开关停止,并开始蓄积电荷的放电;然后在输入过电压检测信号(VIN_OV)成为非激活时,将放电停止,重新开始开关元件的开关。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开关电源装置及半导体装置
本专利技术涉及具备用来从过大的输入电压保护开关电源装置或电子设备的输入过电压保护功能的开关电源装置及构成该开关电源装置的半导体装置。
技术介绍
在将来自商用交流电源的交流电压变换为直流电压的电源装置中,为了实现高的电力变换效率及小型化等,在全世界广泛地利用使用半导体的开关元件的开关电源装置。这样的开关电源装置多被用作一般家庭用的电子设备等的电源装置。但是,特别在新兴国家等中使用的情况下,由于电力基础设施设备没有充分配齐,所以有向家庭用插座送电的电压过渡性地变动到超过标称电压范围的电平的课题。因此,在标称电压范围内设计的电子设备如果被施加该过渡性的输入过电压,则会在输入过电压状态下继续动作,由此有开关电源装置破坏的课题。作为改善这些课题的以往的技术,例如有在专利文献1中公开的技术。专利文献1中公开的开关电源装置具有输入过电压保护功能,如果输入电压达到设定值,则将开关动作停止。因此,专利文献1中公开的开关电源装置通过在被施加输入过电压时将开关动作停止,能够防止开关元件的破坏。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005-295622号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是,在专利文献1所公开那样的以往的开关电源装置中,被施加的输入电压恢复为正常的状态后的开关动作的重新开始会变得非常慢。图18是表示专利文献1所公开那样的以往的开关电源装置中的具备输入过电压保护功能的开关电源装置的一结构的电路图。此外,图19是表示在专利文献1所公开那样的以往的具备输入过电压保护功能的开关电源装置中、输入过电压时的动作的时间图。如果从交流电源1施加输入过电压,则平滑电容器3的输入直流电压VINDC也上升。并且,如果输入直流电压VINDC超过预先设定的输入过电压检测电压Vth_OV,则检测到输入过电压,开关动作停止。然后,被施加的输入电压恢复为正常的状态后,到平滑电容器3的电压VINDC下降至Vth_OV需要很长的时间。这是因为,蓄积在平滑电容器3中的电荷仅以停止了开关动作的开关电源装置的微小的消耗电流被放电。因此,输入过电压检测的解除变得非常慢,结果开关动作的重新开始变得非常慢。本专利技术的目的是解决上述课题,提供一种具备用来在因输入过电压检测而开关动作停止后、在输入电压恢复为正常的状态后加快开关动作的重新开始的输入过电压保护功能的开关电源装置。用来解决课题的手段为了解决上述课题,有关本专利技术的一技术方案的开关电源装置的特征在于,具有:第1整流电路,被输入交流输入电压;输入平滑电路,对从上述第1整流电路输出的直流输入电压进行平滑;电力变换电路,对上述直流输入电压进行电力变换,将输出电压进行输出;输入过电压检测电路,生成当上述直流输入电压为比第1基准电压值高的电压时被激活的输入过电压检测信号;以及放电电路,将蓄积在上述输入平滑电路中的蓄积电荷放电;上述电力变换电路包括:能量变换电路,被输入上述直流输入电压;开关元件,连接于上述能量变换电路,对上述直流输入电压进行开关;以及开关控制电路,控制上述开关元件的开关;以上述输入过电压检测信号的激活为触发,将上述开关元件的开关停止,并且开始上述蓄积电荷的放电;然后,当上述输入过电压检测信号成为非激活时,将放电停止,重新开始上述开关元件的开关。根据有关本专利技术的开关电源装置,在由输入过电压保护带来的开关动作停止后,在被施加的输入电压恢复为正常的状态后,能够迅速地重新开始开关动作。此外,其特征也可以在于,还具有:第2整流电路,处于上述第1整流电路与上述输入平滑电路之间;以及输入过电压解除检测电路,被输入作为上述第1整流电路与上述第2整流电路的连接点的电压的脉动电压,生成当该脉动电压的波峰值为比第2基准电压值低的电压时被激活的输入过电压解除判定信号;当上述输入过电压检测信号被激活、并且该输入过电压解除判定信号被激活时,开始上述蓄积电荷的放电。根据有关本专利技术的开关电源装置,能够将被施加输入过电压的期间的放电消除,能够抑制不需要的消耗电流及发热。此外,其特征也可以在于,上述开关元件、上述开关控制电路、上述输入过电压检测电路和上述放电电路构成为半导体装置;上述放电电路包括上述开关元件;上述蓄积电荷经由该开关元件被放电。根据有关本专利技术的开关电源装置,通过将内置在半导体装置内的进行通常的开关动作的开关元件还用于蓄积电荷的放电,能够削减放电专用的高耐压元件。此外,其特征也可以在于,上述开关元件、上述开关控制电路、上述输入过电压检测电路和上述放电电路构成为半导体装置;上述放电电路包括场效应晶体管;上述蓄积电荷经由在饱和区域中动作的该场效应晶体管而被放电。根据有关本专利技术的开关电源装置,通过在场效应晶体管的饱和区域中进行蓄积电荷的放电,能够容易地限制放电电流。此外,其特征也可以在于,上述半导体装置具有连接于上述开关元件的漏极端子;上述场效应晶体管连接于该漏极端子。根据有关本专利技术的开关电源装置,经由进行通常的开关动作的半导体装置的高耐压的漏极端子进行蓄积电荷的放电,由此能够削减放电专用的高耐压端子。此外,其特征也可以在于,上述半导体装置具有连接于上述开关元件的漏极端子;上述输入过电压检测电路连接于该漏极端子。根据有关本专利技术的开关电源装置,通过从漏极端子进行电压检测和蓄积电荷的放电,能够减少端子数。此外,其特征也可以在于,上述半导体装置具有检测上述直流输入电压的输入检测端子;上述输入过电压检测电路连接于该输入检测端子。根据有关本专利技术的开关电源装置,通过设置输入检测端子,能够利用外装的电阻容易地调整检测电压,此外通过使用外装的电阻,能够在半导体装置内部使用低耐压的元件,能够削减电路面积。此外,其特征也可以在于,上述开关控制电路、上述输入过电压检测电路和上述放电电路的一部分构成为半导体装置;上述放电电路包括上述开关元件;上述蓄积电荷经由该开关元件被放电。根据有关本专利技术的开关电源装置,在将开关元件、输入过电压检测电路及开关控制电路等用不同的封装构成为不同的元件的开关电源装置中,也能够将进行通常的开关动作的开关元件还用于蓄积电荷的放电,能够削减放电专用的高耐压元件。此外,其特征也可以在于,上述开关控制电路、上述输入过电压检测电路和上述放电电路构成为半导体装置;上述放电电路包括场效应晶体管;上述蓄积电荷经由在饱和区域中动作的该场效应晶体管而被放电。根据有关本专利技术的开关电源装置,通过在场效应晶体管的饱和区域中进行蓄积电荷的放电,能够容易地限制放电电流。此外,其特征也可以在于,上述半导体装置具有向上述开关控制电路供给电力的高耐压输入端子;上述输入过电压检测电路连接于该高耐压输入端子。根据有关本专利技术的开关电源装置,利用在启动动作等中使用的高耐压输入端子还进行输入电压的检测,由此能够削减输入电压检测专用的高耐压端子。此外,其特征也可以在于,上述半导体装置具有检测上述直流输入电压的输入检测端子;上述输入过电压检测电路连接于该输入检测端子。根据有关本专利技术的开关电源装置,通过设置输入检测端子,能够利用外装的电阻容易地调整检测电压,此外通过使用外装的电阻,能够在半导体装置内部使用低耐压的元件,能够削减电路面积。此外,其特征也可以在于,上述半导体装置具有向上述开关控制电路供给电力的辅助电源端子;在上述辅助电源端子上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源装置,其特征在于,具有:第1整流电路,被输入交流输入电压;输入平滑电路,对从上述第1整流电路输出的直流输入电压进行平滑;电力变换电路,对上述直流输入电压进行电力变换,将输出电压进行输出;输入过电压检测电路,生成当上述直流输入电压为比第1基准电压值高的电压时被激活的输入过电压检测信号;以及放电电路,将蓄积在上述输入平滑电路中的蓄积电荷进行放电;上述电力变换电路包括:能量变换电路,被输入上述直流输入电压;开关元件,连接于上述能量变换电路,将上述直流输入电压进行开关;以及开关控制电路,控制上述开关元件的开关;以上述输入过电压检测信号的激活为触发,上述开关元件的开关停止,并且开始上述蓄积电荷的放电;然后,当上述输入过电压检测信号成为非激活时,将放电停止,重新开始上述开关元件的开关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.30 JP 2016-1685051.一种开关电源装置,其特征在于,具有:第1整流电路,被输入交流输入电压;输入平滑电路,对从上述第1整流电路输出的直流输入电压进行平滑;电力变换电路,对上述直流输入电压进行电力变换,将输出电压进行输出;输入过电压检测电路,生成当上述直流输入电压为比第1基准电压值高的电压时被激活的输入过电压检测信号;以及放电电路,将蓄积在上述输入平滑电路中的蓄积电荷进行放电;上述电力变换电路包括:能量变换电路,被输入上述直流输入电压;开关元件,连接于上述能量变换电路,将上述直流输入电压进行开关;以及开关控制电路,控制上述开关元件的开关;以上述输入过电压检测信号的激活为触发,上述开关元件的开关停止,并且开始上述蓄积电荷的放电;然后,当上述输入过电压检测信号成为非激活时,将放电停止,重新开始上述开关元件的开关。2.如权利要求1所述的开关电源装置,其特征在于,还具有:第2整流电路,处于上述第1整流电路与上述输入平滑电路之间;以及输入过电压解除检测电路,被输入作为上述第1整流电路与上述第2整流电路的连接点的电压的脉动电压,生成当该脉动电压的波峰值为比第2基准电压值低的电压时被激活的输入过电压解除判定信号;当上述输入过电压检测信号被激活、并且该输入过电压解除判定信号被激活时,开始上述蓄积电荷的放电。3.如权利要求1或2所述的开关电源装置,其特征在于,上述开关元件、上述开关控制电路、上述输入过电压检测电路和上述放电电路构成为半导体装置;上述放电电路包括上述开关元件;上述蓄积电荷经由该开关元件被放电。4.如权利要求1或2所述的开关电源装置,其特征在于,上述开关元件、上述开关控制电路、上述输入过电压检测电路和上述放电电路构成为半导体装置;上述放电电路包括场效应晶体管;上述蓄积电荷经由在饱和区域中动作的该场效应晶体管而被放电。5.如权利要求4所述的开关电源装置,其特征在于,上述半导体装置具有连接...

【专利技术属性】
技术研发人员:谷奥雅俊佐治隆司
申请(专利权)人:松下知识产权经营株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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