集成电路和开关电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供集成电路和开关电源装置。开关电源装置具备：平滑电容器，其连接在与变压器的二次绕组的一端连接的地侧输出端子、和与所述二次绕组的另一端连接的非地侧输出端子之间；N型晶体管，其连接在所述非地侧输出端子与所述二次绕组的另一端之间；电容器，其连接于所述N型晶体管与所述二次绕组的另一端的连接点；充电电路，其连接在所述N型晶体管和所述非地侧输出端子的连接点与所述电容器之间，进行所述电容器的充电；以及控制电路，其使用所述电容器的电压，进行所述N型晶体管的接通断开控制。

【技术实现步骤摘要】

本文公开的内容涉及通过开关动作来进行输出电压控制的开关电源装置以及在该开关电源装置中使用的集成电路。
技术介绍
通过使用了晶体管等开关元件的开关动作来进行输出电压控制的开关电源装置构成为具有：开关元件，其与输入电源和变压器的一次绕组串联连接；以及开关控制电路，其对该开关元件进行接通断开控制而使该开关元件进行开关动作，该开关电源装置对在变压器的二次绕组中产生的二次电动势进行整流平滑来输出直流电压。已知如下的同步整流方式：作为对该二次电动势进行整流的元件，替代二极管而使用N型的晶体管，使该晶体管与规定的时钟同步地进行接通断开，由此进行整流。
技术实现思路
在开关电源装置中使用同步整流方式的情况下，考虑在变压器的二次绕组的地侧端子与二次电路的地侧输出端子之间设置N型的晶体管的第一结构。在该第一结构中，变压器的二次绕组的地侧端子成为相对于二次电路的地电位浮动的电位。因此，难以采取针对传导/辐射噪声等EMI(Electro Magnetic Interference：电磁干扰)的对策。因此，采用在变压器的二次绕组的地侧端子的相反侧端子、与二次电路的非地侧输出端子之间设置N型的晶体管的第二结构。根据该第二结构，变压器的二次绕组的地侧端子始终为稳定电位，因此容易采取针对EMI的对策。但是，第二结构需要对变压器的二次绕组的地侧端子的相反侧端子追加辅助绕组，利用辅助绕组的感应电动势来驱动N型的晶体管的栅极。在这样发生辅助绕组的追加时，相对于已有的开关电源装置，成本增加，并且从安全性的方面看也不理想。本文公开的内容正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够在二次侧低成本地进行同步整流方式的整流的开关电源装置以及在该开关电源装置中使用的集成电路。本文公开的集成电路被用于开关电源装置，所述开关电源装置具有：第一开关元件；变压器，其包含与所述第一开关元件连接的一次绕组以及与所述一次绕组磁耦合的二次绕组；第一控制电路，其控制所述第一开关元件的接通断开；平滑电容器，其连接在与所述二次绕组的一端连接的地侧输出端子、和与所述二次绕组的另一端连接的非地侧输出端子之间；整流用的N型晶体管，其连接在所述非地侧输出端子与所述二次绕组的另一端之间；电容器，其连接于所述N型晶体管与所述二次绕组的另一端的连接点，在所述集成电路中，具备：充电电路，其连接在所述N型晶体管和所述非地侧输出端子的连接点与所述电容器之间、或者所述电容器与所述地侧输出端子之间，进行所述电容器的充电；以及第二控制电路，其将所述电容器的电压作为电源电压来进行所述N型晶体管的接通断开控制。所公开的开关电源装置具备所述集成电路、所述第一开关元件、所述变压器、所述第一控制电路、所述平滑电容器、所述电容器和所述N型晶体管。根据本文公开的内容，可提供一种能够在二次侧低成本地进行同步整流方式的整流的开关电源装置。附图说明图1是示出本文公开的方式的开关电源装置的内部结构的电路图。图2是示出以图1的开关电源装置的二次绕组T3的一端为基准时的另一端的电压变化的图。图3是示出图1的开关电源装置的第一变形例的图。图4是示出图1的开关电源装置的第二变形例的图。图5是示出图1的开关电源装置的第三变形例的图。具体实施方式以下，参照附图来说明本文公开的实施方式。图1是示出本文公开的方式的开关电源装置的内部结构的电路图。图1的开关电源装置的一次侧电路具备整流电路DB、电容器C1、C3、构成变压器T的一次绕组T1和辅助绕组T2、作为第一控制电路的控制器IC1、用于生成控制器IC1的电源电压的二极管D1和电容器C2、电流检测电阻R1、以及构成光耦合器的受光晶体管PC1。图1的开关电源装置的二次侧电路具备构成变压器T的二次绕组T3、作为第二控制电路的控制器IC2、构成对二次绕组T3的输出电压进行整流平滑的整流平滑电路的N型晶体管Tr(在附图的例子中为MOSFET)和平滑电容器C4、对控制器IC2供给电源电压的电容器C5、对电容器C5进行充电的充电电路2、构成基于电容器C5的电压来对充电电路2进行控制的充电控制电路的比较器1、构成光耦合器的发光二极管PC2、电阻R2、R3、以及误差放大器(E/A)3。控制器IC2、充电电路2和比较器1构成集成电路。二次侧电路的两个输出端子包含与地连接的地侧输出端子5、和不与地连接的非地侧输出端子4。在由二极管桥接构成的整流电路DB的交流输入端子AC1、AC2处连接商用交流电源。从商用交流电源输入的交流电压被全波整流后从整流电路DB输出。在整流电路DB的整流输出正极端子与整流输出负极端子之间连接有电容器C1。此外，整流电路DB的整流输出负极端子与接地端子连接。由此，得到由整流电路DB和电容器C1对从商用交流电源提供的交流电压进行整流平滑而得到的直流电压。控制器IC1内置有功率MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等第一开关元件、和用于进行第一开关元件的接通断开控制(开关控制)的驱动电路。控制器IC1具备与第一开关元件的漏极连接的D/ST(MOSFET漏极/起动电流输入)端子、与第一开关元件的源极连接的S/OCP(MOSFET源极/过电流保护)端子、Vcc(IC电源电压输入)端子、FB(反馈信号输入)端子、和GND端子。从一次侧电路向二次侧电路供给电力的变压器T由一次绕组T1和辅助绕组T2、以及与一次绕组T1磁耦合的二次绕组T3构成。整流电路DB的整流输出正极端子与变压器T的一次绕组T1的一端连接，变压器T的一次绕组T1的另一端与控制器IC1的D/ST端子连接。控制器IC1的S/OCP端子经由电流检测电阻R1与接地端子连接。通过对控制器IC1所内置的第一开关元件进行接通断开控制，将提供给变压器T的一次绕组T1的电力传递至变压器T的二次绕组T3，从而在变压器T的二次绕组T3中产生电流。此外，连接有电流检测电阻R1作为如下电阻：该电阻将在控制器IC1所内置的第一开关元件中流过的电流检测为电压信号Vocp。控制器IC1具有如下的过电流保护(OCP)功能：当与流过第一开关元件的电流对应的电压信号Vocp达到预先设定的过电流阈值以上时，限制提供给二次侧电路的电力。在变压器T的辅助绕组T2的两个端子之间，经由二极管D1连接有电容器C2。二极管D1与电容器C2的连接点和控制器IC1的Vcc端子连接。由此，辅助绕组T2所产生的电压被二极管D1和电容器C2整流平滑，作为IC用电源电压Vcc被提供到控制器IC1的Vcc端子。变压器T的二次绕组T3的一端(图中的下端)与地侧输出端子5连接。变压器T的二次绕组T3的另一端(图中的上端)与N型晶体管Tr的源极s连接。N型晶体管Tr的漏极d与非地侧输出端子4连接。N型晶体管Tr的栅极与控制器IC2的Drv端子连接。N型晶体管Tr的源极s与控制器IC2的GND端子连接。与N型晶体管Tr并联连接的二极管D2是N型晶体管Tr的体二极管。平滑电容器C4连接在地侧输出端子5与非地侧输出端子4之间。平滑电容器C4的正极端子连接于N型晶体管Tr与非地侧输出端子4的连接点b。平滑电容器C4的负极端子连接于二次绕组T3的一端与地侧输出端子5的连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路，其被用于开关电源装置，所述开关电源装置具有：第一开关元件；变压器，其包含与所述第一开关元件连接的一次绕组以及与所述一次绕组磁耦合的二次绕组；第一控制电路，其控制所述第一开关元件的接通断开；平滑电容器，其连接在与所述二次绕组的一端连接的地侧输出端子、和与所述二次绕组的另一端连接的非地侧输出端子之间；整流用的N型晶体管，其连接在所述非地侧输出端子与所述二次绕组的另一端之间；电容器，其连接于所述N型晶体管与所述二次绕组的另一端的连接点，在所述集成电路中，具备：充电电路，其连接在所述N型晶体管和所述非地侧输出端子的连接点与所述电容器之间、或者所述电容器与所述地侧输出端子之间，进行所述电容器的充电；以及第二控制电路，其将所述电容器的电压作为电源电压来进行所述N型晶体管的接通断开控制。

【技术特征摘要】
2015.06.19 US 14/744,5791.一种集成电路，其被用于开关电源装置，所述开关电源装置具有：第一开关元件；变压器，其包含与所述第一开关元件连接的一次绕组以及与所述一次绕组磁耦合的二次绕组；第一控制电路，其控制所述第一开关元件的接通断开；平滑电容器，其连接在与所述二次绕组的一端连接的地侧输出端子、和与所述二次绕组的另一端连接的非地侧输出端子之间；整流用的N型晶体管，其连接在所述非地侧输出端子与所述二次绕组的另一端之间；电容器，其连接于所述N型晶体管与所述二次绕组的另一端的连接点，在所述集成电路中，具备：充电电路，其连接在所述N型晶体管和所述非地侧输出端子的连接点与所述电容器之间、或者所述电容器与所述地侧输出端子之间，进行所述电容器的充电；以及第二控制电路，其将所述电容器的电压作为电源电压来进行所述N型晶体管的接通断开控制。2.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述集成电路还具备充电控制电路，所述充电控制电路根据所述电容器的电压，控制所述充电电路。3.根据权利要求2所述的集成电路，其中，所述充电控制电路在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉永充达，
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