开关电源器件控制电路以及开关电源制造技术

本发明专利技术提供一种开关电源器件控制电路以及开关电源，即使使用具有频率调制功能的振荡器，也能应对开关元件的峰值电流的输入电压所引起的波动，其中，该频率调制功能利用了振荡波形中的调制期间（空闲期间）。控制IC（8）与开关元件以及电流检测电阻器相连，并对开关元件的导通和截止进行控制，该开关元件提供有来自AC输入的输出电压，该电流检测电阻器对控制IC（8）的电流值进行电压转换，该控制IC（8）包括：OCP比较器（45），利用电流检测电阻器检测对于负载的过电流；过电流电平设定电路（50），根据来自AC输入的输出电压来对开关元件的峰值电流所产生的波动进行校正；振荡器（34），具有对开关元件的开关频率进行调制的频率调制功能；以及斜率补偿电路（35），产生与振荡器（34）的振荡信号的各个周期的开始起的时间成比例且单调递增的斜率补偿信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种开关电源器件控制电路以及开关电源，即使使用具有频率调制功能的振荡器，也能应对开关元件的峰值电流的输入电压所引起的波动，其中，该频率调制功能利用了振荡波形中的调制期间（空闲期间）。控制IC（8）与开关元件以及电流检测电阻器相连，并对开关元件的导通和截止进行控制，该开关元件提供有来自AC输入的输出电压，该电流检测电阻器对控制IC（8）的电流值进行电压转换，该控制IC（8）包括：OCP比较器（45），利用电流检测电阻器检测对于负载的过电流；过电流电平设定电路（50），根据来自AC输入的输出电压来对开关元件的峰值电流所产生的波动进行校正；振荡器（34），具有对开关元件的开关频率进行调制的频率调制功能；以及斜率补偿电路（35），产生与振荡器（34）的振荡信号的各个周期的开始起的时间成比例且单调递增的斜率补偿信号。【专利说明】开关电源器件控制电路以及开关电源
本专利技术涉及一种回扫型开关电源器件的控制电路和开关电源，该回扫型开关电源器件将使开关元件导通和截止的AC输入的电压转换为预定的直流电压、并将该电压提供给负载，本专利技术尤其涉及一种能够应对因流过开关元件的过电流峰值电流中的AC输入的电压值所引起的波动的开关电源器件的控制电路和开关电源。
技术介绍
图5示出了使用PWM控制用的集成电路(IC)的回扫电源的电路结构。 AC输入I经由构成输入滤波器的变压器2和电容器3提供至二极管电桥4，且被整流为直流输入电压。电容器5设置在二极管电桥4和接地之间，具有吸收开关噪声的功能。并且，二极管6经由限流电阻器7向控制IC的VH端子提供半波整流后的AC输入I。输入至VH端子的电流受到限流电阻器7的限制。用于进行控制IC8的加热闩锁保护的热敏电阻器9连接至控制IC8的LAT端子。并且，经由由电容器10和电阻器11构成的噪声滤波器将感测电阻器12的电压输入至控制I CS的IS端子。控制IC8的VCC端子与电容器13的一端相连，并经由回流保护二极管14连接至变压器T的辅助绕组15。电容器13对进行PWM控制动作时提供给控制IC8的电源电压进行保持。并且，回流保护二极管14进行动作从而防止来自VCC端子的电流回流至辅助绕组15。变压器T的初级绕组16的一端连接至电容器5，且另一端连接至M0SFET17的漏极端子。并且，M0SFET17的源极端子经由感测电阻器12接地，且由感测电阻器12来检测流过M0SFET17的漏极电流Ids。S卩，在感测电阻器12中，M0SFET17的导通状态电流被转换为具有与导通状态电流成比例的大小的电压信号，且该电压信号经由噪声滤波器提供至控制IC8的IS端子。变压器T的次级绕组18的一端连接至二极管19，并经由电容器20而接地。电容器20的电压通过光电耦合器21从次级侧传输至初级侧，作为与提供至负载25的输出电压相关的信息。即，光电耦合器21串联连接至分流调节器22，对输出电压进行分压的电阻器23和24的连接点连接至分流调节器22，且分流调节器22比较分压后的输出电压值和未示出的基准电压。其结果，次级侧输出电压相对于基准电压的误差信息被转换为电流信号，并通过该电流信号驱动光电耦合器21，从而将负载信息传输到初级侧。在使用PWM控制用的控制IC8构成的开关电源器件中，通过控制M0SFET17的开关动作，将经整流的AC输入电压经由变压器T转换为预定DC电压。如上所述，在由IC电路构成的控制IC8中，输出至变压器T的次级侧上的负载25的负载信息经由分流调节器22和光电耦合器21反馈至控制IC8的FB端子，并对其进行检测。并且，在感测电阻器12中，将M0SFET17的漏极电流转换为电压，并由控制IC8的IS端子来检测该电压。通过对该FB端子电压和IS端子电压进行比较，并从OUT端子对M0SFET17的导通状态持续时间进行可变控制，从而能进行开关电源器件的PWM控制，因而能对提供至次级侧负载25的功率进行调节。图6是表示相关的PWM控制用的控制IC的内部电路结构的框图。 启动时，启动电路(启动)31从VH端子向VCC端子提供电流，且当向回扫电源施加AC输入I时，电流在控制IC8中从VH端子通过启动电路31流向VCC端子。因此，对外部连接至VCC端子的电容器13进行充电，使其电压值上升。低电压故障防止电路(UVLO)32连接至VCC端子和基准电源VI。在低电压故障防止电路32中，若VCC端子的电压值上升到基准电源Vl以上，则低电压故障防止电路32中的输出即UVLO信号变为L (低)电平，并启动内部电源(5VReg.)33，向控制IC8中的各个电路进行供电，相反，若VCC端子电压较低，则该UVLO信号为H (高)电平，停止控制IC8的动作。振荡器(0SC)34连接至FB端子，并内置有频率调制功能，从而减少由M0SFET17的开关动作所产生的EMI (电磁干扰)噪声。振荡器34基于控制IC8决定M0SFET17的开关频率，并具有上述频率调制功能以外的功能:即，在轻负载下降低振荡频率，并输出振荡信号(最大占空比信号)Dmax0振荡信号Dmax是每一个周期中在较长时间内为H电平且会变为较短时间的L电平的信号，该周期是开关电源的开关周期，且该周期与该周期期间处于H电平的时间的比值给出开关电源的最大时间比值(最大占空比)。此外，斜率补偿电路35连接至IS端子，并包括后述的防止子谐波振荡的功能。FB比较器36与FB端子以及基准电源V2相连。当FB端子的电压低于基准电源V2时，确定为输出电压过高，且从FB比较器36向下一级的单触发电路37输出清除信号CLR，由此停止开关动作。单触发电路37由振荡器34的振荡信号Dmax的上升来触发，并对下一级的RS触发器38产生置位脉冲。并且，在输入H电平的清除信号CLR时，单触发电路37不向RS触发器38输出置位脉冲。该RS触发器38与OR门(或门)39和AND门(与门)40 —同形成PWM信号。S卩，在OR门39中产生消隐信号，该消隐信号是所输入的单触发电路37与RS触发器38的输出信号这两个输出信号的和(OR)信号。基本上,该消隐信号形成该PWM信号,而且,在AND门40中，基于振荡器34的振荡信号Dmax来进一步确定该PWM信号的最大占空比。从低电压故障防止电路32输出的UVLO信号经由OR门41被提供至驱动电路(OUTPUT>42,并且通过从驱动电路42经由OUT端子输出的开关信号Sout来对MOSFET17的栅极进行开关控制。即，当VCC端子的电压较低且UVLO信号处于H电平时，驱动电路42的输出被截止(输出使M0SFET17截止的信号)。相反，当VCC端子电压较高且UVLO信号处于L电平时，驱动电路42根据AND门40的输出信号来对M0SFET17的栅极进行开关控制。电平移动(Level Shift)电路43具有将FB端子的电压电平移动至可被输入至IS比较器44的电压范围内的功能，且该电平移动(Level Shift)电路43的输出信号被提供至IS比较器44的反相输入端子(_)。斜率补偿电路35的输出信号被提供至IS比较器44的非反相输入端子(+ )。电源电压Vcc经由电阻器RO连接至FB端子，且电阻器RO是构成光电耦合器21的光电晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅原敬人，山根博树，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：
国别省市：