本发明专利技术提供一种开关电源装置，其不使用大容量的平滑电容器而能够与宽范围的输入电压相对应。开关电源装置具有：整流电路，其构成为，对交流电压进行整流，输出整流电压；平滑电容器，其构成为，将整流电压平滑化，输出平滑电压；第1DC－DC变换器，其构成为，对平滑电压进行变换，输出中间电压，与平滑电压相对应，进行升压动作、升降压动作、降压动作，输出包含脉动或者实质上不包含脉动的中间电压；以及第2DC－DC变换器，其构成为，对中间电压进行变换，输出实质上不包含脉动的输出电压。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种开关电源装置，其不使用大容量的平滑电容器而能够与宽范围的输入电压相对应。开关电源装置具有：整流电路，其构成为，对交流电压进行整流，输出整流电压；平滑电容器，其构成为，将整流电压平滑化，输出平滑电压；第1DC－DC变换器，其构成为，对平滑电压进行变换，输出中间电压，与平滑电压相对应，进行升压动作、升降压动作、降压动作，输出包含脉动或者实质上不包含脉动的中间电压；以及第2DC－DC变换器，其构成为，对中间电压进行变换，输出实质上不包含脉动的输出电压。【专利说明】
本专利技术涉及一种将商用电源等作为输入电压源并输出恒定电压的。特别涉及一种不使用大容量的平滑电容器，而与宽范围的输入电压相对应的。本申请基于2012年9月28日申请的日本专利申请第2012 — 216548以及2013年9月25日申请的日本专利申请第2013 - 199008并主张优先权，其内容在这里进行引用。
技术介绍
近年来，作为从商用电源等的输入电压源获得规定的恒定电压的电源装置而使用开关电源装置。图9是表示现有的开关电源装置的结构的电路图。如图9所示，开关电源装置300具有整流电路310、平滑电容器320以及DC — DC变换器330，从交流电压源200输入交流的输入电压Vin，变换为直流的输出电压Vout并向负载电路400输出。交流电压源200通常使用商用电源。整流电路310例如可以由二极管电桥构成，平滑电容器320使用电解电容器等。来自交流电压源200的输入电压Vin由整流电路310进行全波整流，由平滑电容器320降低脉动电压，成为直流电压并向DC - DC变换器330供5口 ODC — DC变换器330根据输入电压Vin和输出电压Vout之间的关系，从升压型、降压型、升降压型中选择适当方式的电路。另外在要求绝缘功能的情况下，利用使用了变压器的回扫方式、正向方式等的电路。专利文献1:日本特开2002 - 10643号公报专利文献2:美国专利第6591693号说明书
技术实现思路
在安装于测定器、控制设备、现场设备等中的开关电源装置中，为了适于预想的所有电压输入范围，有时要求例如与交流有效值为24?240V这样的宽范围的入电压相对应。为了适于上述宽范围的输入电压，而要求平滑电容器320具有高电压输入时的高耐电压性能。并且，要求较大的容量，以使得能够在输入电压为低电压的情况下充分降低脉动，确保期望的输出电压值。如上所述，与宽范围的输入电压相对应而要求平滑电容器320具有高耐电压性能和大容量，但为了实现该要求而需要大型且高价的电解电容器，导致开关电源装置300的大型化以及高成本化。由此，本专利技术的一个方式的的目的在于，能够与宽范围的输入电压相对应而不使用大容量的平滑电容量。本专利技术的一个方式的开关电源装置具有:整流电路，其构成为，对具有第I有效值的第I交流电压进行整流，输出第I整流电压，对具有比所述第I有效值大的第2有效值的第2交流电压进行整流，输出第2整流电压，对具有比所述第2有效值大的第3有效值的第3交流电压进行整流，输出第3整流电压；平滑电容器，其构成为，将所述第I整流电压平滑化，输出第I平滑电压，将所述第2整流电压平滑化，输出第2平滑电压，将所述第3整流电压平滑化，输出第3平滑电压；第IDC - DC变换器，其构成为，对所述第I平滑电压进行变换，输出第I中间电压，对所述第2平滑电压进行变换，输出第2中间电压，对所述第3平滑电压进行变换，输出第3中间电压，在被输入所述第I平滑电压的情况下进行升压动作，输出包含脉动在内的所述第I中间电压，在被输入所述第2平滑电压的情况下与所述平滑电压的变动相对应，进行升降压动作，输出包含比所述第I中间电压的脉动小的脉动在内的所述第2中间电压，在被输入所述第3整流电压的情况下进行降压动作，输入实质上不包含脉动的所述第3中间电压；以及第2DC - DC变换器，其构成为，对所述第I中间电压、所述第2中间电压以及所述第3中间电压进行变换，输出实质上不包含脉动的输出电压。在本专利技术的一个方式的开关电源装置中，在所述交流电压频率的2倍频率处的所述第IDC - DC变换器的开环增益具有下述值，即，该值使在所述第2DC - DC变换器的输出电压中包含的脉动含有量，小于或等于所述开关电源装置的规格所容许的脉动含有量。本专利技术的一个方式的开关电源装置的所述第IDC - DC变换器具有满足下述式I及2的开环增益G * H。【数I 】Vdis/{(1+G*H) * (1+G2*H2)} < Vout_ripple_spec (式 I)【数2】Vin2_min < Vdis/(1+G*H)+Vref*G*H/(1+G*H) < Vin2_max (式 2)在上述式子中，Vout_ri pple_spec是所述开关电源装置的规格所容许的脉动含有量，Vdis是依赖于所述平滑电压及负载电流的干扰成分，Vin2_min是所述第2DC — DC变换器的容许最小电压，Vin2_max是所述第2DC — DC变换器的容许最大电压，G * H是所述第IDC - DC变换器的开环增益，G2 * H2是所述第2DC — DC变换器的开环增益，Vref为参照电压。在本专利技术的一个方式的开关电源装置中，所述交流电压频率的2倍频率处的所述第IDC - DC变换器的所述开环增益为O至20dB。在本专利技术的一个方式的开关电源装置中，所述输出电压为直流24V，所述Vout_ripple_spec 为 IOOmVpp,所述 Vin2_min 为 80V,所述 Vin2_max 为 120V。在本专利技术的一个方式的开关电源装置中，所述第I交流电压的有效值为24~70V的范围，所述第2交流电压的有效值为70~120V的范围，所述第3交流电压的有效值为120~240V的范围。在本专利技术的一个方式的开关电源装置中，所述第I交流电压的有效值为24V，所述第2交流电压的有效值为100V，所述第3交流电压的有效值为240V。在本专利技术的一个方式的开关电源装置中，所述第IDC - DC变换器构成为，在所述第I平滑电压小于或等于规定的基准值期间内不进行负反馈开关控制，小于或等于所述基准值的期间内的所述第I中间电压的变动范围，落在所述第2DC - DC变换器的输入电压的容许输入电压范围内。本专利技术的一个方式的开关电源装置具有:整流电路，其构成为，对交流电压进行整流，输出整流电压；平滑电容器，其构成为，将所述整流电压平滑化，输出平滑电压；第IDC - DC变换器，其构成为，对所述平滑电压进行变换，输出中间电压；以及第2DC - DC变换器，其构成为，对所述中间电压进行变换，输出输出电压，所述第IDC - DC变换器构成为，在所述平滑电压小于或等于规定的基准值的期间内不进行负反馈开关控制，小于或等于所述基准值的期间内的所述中间电压的变动范围，落在所述第2DC - DC变换器的输入电压的容许输入电压范围内。在本专利技术的一个方式的开关电源装置中，所述基准值为5V。在本专利技术的一个方式的开关电源装置中，所述第2DC — DC变换器的输入电压的容许输入电压范围的最小值为80V，所述第2DC - DC变换器的输出电压的容许输入电压范围的最大值为120V。在本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种开关电源装置，其具有：整流电路，其构成为，对具有第1有效值的第1交流电压进行整流，输出第1整流电压，对具有比所述第1有效值大的第2有效值的第2交流电压进行整流，输出第2整流电压，对具有比所述第2有效值大的第3有效值的第3交流电压进行整流，输出第3整流电压；平滑电容器，其构成为，将所述第1整流电压平滑化，输出第1平滑电压，将所述第2整流电压平滑化，输出第2平滑电压，将所述第3整流电压平滑化，输出第3平滑电压；第1DC－DC变换器，其构成为，对所述第1平滑电压进行变换，输出第1中间电压，对所述第2平滑电压进行变换，输出第2中间电压，对所述第3平滑电压进行变换，输出第3中间电压，在被输入所述第1平滑电压的情况下进行升压动作，输出包含脉动在内的所述第1中间电压，在被输入所述第2平滑电压的情况下与所述平滑电压的变动相对应，进行升降压动作，输出包含比所述第1中间电压的脉动小的脉动在内的所述第2中间电压，在被输入所述第3整流电压的情况下进行降压动作，输入实质上不包含脉动的所述第3中间电压；以及第2DC－DC变换器，其构成为，对所述第1中间电压、所述第2中间电压以及所述第3中间电压进行变换，输出实质上不包含脉动的输出电压。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：川澄泰之，
申请(专利权)人：横河电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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