本发明专利技术涉及开关电源装置的控制电路和开关电源装置。在开关电源装置中，即便在低频区域扩大传导EMI标准，也能应对噪声。在向驱动开关元件的开关频率施加抖动(频率扩散)来降低传导EMI噪声的发生的抖动控制电路中，接收表示负载大小的反馈电压(FB)电压，随着从最大振荡频率(65kHz)的固定频率区域朝降频区域以及最小振荡频率(25kHz)的固定频率区域转移，阶段性地扩大开关频率的扩散宽度。由此，即使在低频带侧扩大EMI噪声的测定频率范围，也能得到充分降低EMI噪声的效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电源装置的控制电路和开关电源装置，尤其涉及向开关频率施加抖动(频率扩散)来降低噪声的产生的开关电源装置的控制电路和开关电源装置。
技术介绍
开关电源装置可将商用交流电压转换成任意直流电压并输出，元器件数量较少、还能应对较宽的输入电压范围。例如，已知的有输出电压与商用电源相绝缘的方式的回扫方式。图10是表示回扫式开关电源装置的代表性结构例的电路图。该回扫式开关电源装置100具有PWM(脉宽调制)控制用的控制电路即控制IC8，至少包括图中的变压器T、二极管19、电容器20和开关元件。作为开关元件，此处使用MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Filed Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)17。商用的交流电源1经由构成输入的噪声滤波器的共模扼流圈2和X电容器3提供至二极管桥4，由该二极管桥4进行全波整流。电容器5设于二极管电桥4与接地之间，具有保持输入电压以向输出稳定地提供能量的功能、以及吸收MOSFET17的开关动作所产生的开关噪声的功能。此外，二极管6对交流电源1进行半波整流，经由限流电阻7提供至控制IC8的VH端子。利用该限流电阻7来限制输入至VH端子的输入
电流。控制IC8的LAT端子与热敏电阻9相连接，对控制IC8提供过热锁存保护。此外，感测电阻12的电压经由电容器10和电阻11所构成的噪声滤波器而输入至控制IC8的CS端子。控制IC8的VCC端子与电容器13的一端相连接，并且经由二极管14与变压器T的辅助绕组15相连接。该电容器13将PWM控制动作时提供至控制IC8的电源电压进行保持。此外，二极管14用于在启动后从辅助绕组15向VCC端子提供电压。变压器T的一次绕组16的一端与电容器5相连接，另一端与MOSFET17的漏极端子相连接。此外，MOSFET17的源极端子经由感测电阻12接地，利用感测电阻12检测出流过MOSFET17的漏极电流Ids。即，在感测电阻12中，MOSFET17的导通电流转换成大小与其成比例的电压信号，该电压信号(电流检测信号)经由噪声滤波器被输入至控制IC8的CS端子。变压器T的二次绕组18的一端与二极管19相连接，进一步经由电容器20接地。电容器20的电压是提供至负载25的输出电压，与该电压有关的信息由光电耦合器21从二次侧传送至一次侧。光电耦合器21与分路调节器22串联连接，分路调节器22连接有对输出电压进行分压的电阻23、24的连接点，利用分路调节器22对输出电压的分压值和未图示基准电压进行比较。其结果是，相对于二次侧输出电压的基准电压的误差信息由分路调节器22转换成电流信号，该电流信号流过构成光电耦合器21的LED并转换为光信号，该光信号传递至构成光电耦合器21的光电晶体管，从而将负载信息传送至一次侧。利用PWM控制用控制IC8来构成的开关电源装置100中，对MOSFET17
的开关动作进行控制，从而交流输入电压的整流电压经由变压器T转换为规定的直流电压。由IC电路构成的控制IC8中，输出至变压器T的二次侧的负载25的负载信息如上所述那样经由分路调节器22、光电耦合器21反馈至控制IC8的FB端子从而进行检测。此外，由感测电阻12将MOSFET17的漏极电流Ids进行电压转换，由控制IC8的CS端子来检测出该电压。直接或间接比较FB端子电压与CS端子电压来决定由OUT端子输出的输出信号，从而对MOSFET17的导通宽度进行可变控制，由此能对开关电源进行PWM控制，从而能调整对二次侧负载25的供电。图11是表示控制IC的电路结构例的框图。在控制IC8中，启动电路31在启动时从VH端子向VCC端子提供电流，若施加交流电源1，则控制IC9中电流从VH端子通过启动电路31流向VCC端子。由此，对与VCC端子进行外部连接的电容器13进行充电，其电压值上升。低压误动作防止电路(UVLO)32与VCC端子和基准电源V1相连接。在该低压误动作防止电路32中，若VCC端子的电压值在基准电源V1以上，则低压误动作防止电路32的输出即UVLO信号成为L(低)电平，内部电源电路33被启动，向控制IC8内的各电路进行供电。相反，在VCC端子电压低的期间，低压误动作防止电路32的UVLO信号成为H(高)电平，停止控制IC8的动作。振荡器(OSC)34与FB端子相连接，内置有为了降低MOSFET17的开关动作所产生的EMI(Electromagnetic Interference：电磁干扰)噪声而
进行频率扩散的调频功能。该振荡器34决定由控制IC8所控制的MOSFET17的开关频率，与上述调频功能不同，具有在轻负载时降低振荡频率的功能，输出振荡信号(最大占空比信号)Dmax。该振荡信号Dmax是H电平时间较长、每个周期的短时间内成为L电平的信号，其周期成为开关电源的开关周期，该周期与周期中H电平时间之比提供开关电源的最大时间比率(最大占空比)。此外，斜率补偿电路35与CS端子相连接，具有防止后述分谐波振荡的功能。FB比较器36的输入端子与FB端子及基准电源V2相连接。在FB端子电压低于基准电源V2时，FB比较器36判断为负载功率小，从FB比较器36向后级单触发电路37输出清除信号CLR，停止开关动作。此外，当FB端子电压高于基准电源V2时，FB控制器36使开关动作开始。由此，FB比较器36实现在轻负载时暂停开关动作的脉冲动作。单触发电路37在振荡器34的振荡信号Dmax的上升沿被触发并生成提供给后级RS触发器38的置位脉冲。此外，该置位脉冲还成为消隐信号，该消隐信号用于防止由MOSFET17导通时在CS端子所产生的噪声而导致错误地使MOSFET17截止的情形。在向单触发电路37输入H电平的清除信号CLR的期间，单触发电路37不输出提供给RS触发器38的置位脉冲。RF触发器38与或门39和与门40一同生成PWM信号。即，在或门39中，利用所输入的单触发电路37的输出信号和RS触发器38的输出信号来生成2个输出信号的逻辑或(OR)信号。基本上，该或门39的输出信号成为PWM信号，但进一步基于振荡器34的振荡信号Dmax在与门40决定PWM信号的最大占空比。
从低压误动作防止电路32输出的UVLO信号经由或门41提供至驱动电路(OUTPUT)42，从而对是否允许驱动电路42的动作进行控制。驱动电路42利用从驱动电路42经由OUT端子输出的开关信号Sout对MOSFET17的栅极进行开关控制。即，VCC端子电压低从而UVLO信号成为H电平时，使驱动电路42的输出成为截止(输出使MOSFET17截止的信号)。相反，VCC端子电压高从而UVLO信号为L电平且锁存电路49的输出信号成为L电平时，驱动电路42根据与门40的输出信号对MOSFET17的栅极进行开关控制。电平移位电路43具有将FB端子的电压电平移位进能输入至CS比较器44的电压范围的功能，电平移位电路43的输出信号提供至CS比较器44的反转输入端子(-)。向CS比较器44的非反转输入端子(+)提供斜率补偿电路35的输出信号。另外，内部电源电压经由电阻R0与FB端子相连接，该电阻R0成为构成光电耦合器21的光电晶体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种开关电源装置的控制电路，该开关电源装置的控制电路在进行控制以通过对连接至输入电压的开关元件进行开关来生成规定的直流电压并输出至负载时，进行控制使得随着所述负载从重负载转变为轻负载而将开关频率降低，该开关电源装置的控制电路的特征在于，包括：振荡单元，该振荡单元通过对与所述负载的大小相应的规定电流进行切换以对电容器充电或使所述电容器放电，从而决定与所述负载的大小相应的所述开关频率；以及抖动控制单元，该抖动控制单元设于所述振荡单元并使所述开关频率进行频率扩散，随着所述负载从重负载转变成轻负载，所述抖动控制单元进行控制以扩大开关频率的扩散宽度。
【技术特征摘要】
2015.03.13 JP 2015-0512451.一种开关电源装置的控制电路，该开关电源装置的控制电路在进行控制以通过对连接至输入电压的开关元件进行开关来生成规定的直流电压并输出至负载时，进行控制使得随着所述负载从重负载转变为轻负载而将开关频率降低，该开关电源装置的控制电路的特征在于，包括：振荡单元，该振荡单元通过对与所述负载的大小相应的规定电流进行切换以对电容器充电或使所述电容器放电，从而决定与所述负载的大小相应的所述开关频率；以及抖动控制单元，该抖动控制单元设于所述振荡单元并使所述开关频率进行频率扩散，随着所述负载从重负载转变成轻负载，所述抖动控制单元进行控制以扩大开关频率的扩散宽度。2.如权利要求1所述的开关电源装置的控制电路，其特征在于，随着所述负载从重负载转变为轻负载，所述抖动控制单元增大对所述电容器充电的所述电流的变化范围，从而扩大开关频率的扩散宽度。3.如权利要求1所述的开关电源装置的控制电路，其特征在于，随着所述负载从重负载转变为轻负载，所述抖动控制单元增大所述电容器的电容的变化范围，从而扩...
【专利技术属性】
技术研发人员：西岛健一，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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