开关电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种不需要电感器的辅助绕组的开关电源装置。开关电源装置具备功率因数校正电路、DC‑DC转换器、和将它们的控制功能内置于一个IC的控制IC。在起动时，由利用起动电路调整电压而得到的电流对连接于VCC端子的电容器进行充电。低电压保护电路在该电容器的电压达到低电压保护解除电压时输出信号(Enb1)。由此，PFC控制电路开始动作。如果PFC控制电路输出PFC开关信号(pfc_q)，则PFC开关检测电路输出信号(Enb2)。由此，LLC控制电路开始动作。由于从PFC开关动作的开始起到LLC控制电路的动作开始为止为最短时间，所以不需要起动时的电力补充，电感器的辅助绕组变得不必要。

【技术实现步骤摘要】
开关电源装置
本专利技术涉及具有配置在前级的功率因数校正(PFC：PowerFactorCorrect)电路和级联连接在其后级的DC-DC转换器而从交流电源生成直流输出电压的两级结构的开关电源装置。
技术介绍
对于照明用的电源电路和/或功耗为75瓦(W)以上的家电产品所使用的电源装置而言，使用前级配置功率因数校正电路、后级配置DC-DC转换器的两级结构的开关电源装置。功率因数校正电路将开关电源装置所产生的谐波电流抑制在某限制值以下，对功率因数进行校正，并从交流输入电压生成经过升压的直流的中间电压。DC-DC转换器根据由功率因数校正电路生成的中间电压输出预定的值的直流电压。在起动这样的两级结构的开关电源装置时，需要先起动前级的功率因数校正电路，然后起动后级的DC-DC转换器。这是因为在DC-DC转换器在中间电压没有充分升压的状态下起动时，DC-DC转换器的起动会失败。因此，提出了使功率因数校正电路与DC-DC转换器相比先可靠地起动的开关电源装置(例如，参照专利文献1)。根据该专利文献1记载的开关电源装置，功率因数校正电路具有功率因数校正用的第一控制IC(IC：IntegratedCircuit，集成电路)，DC-DC转换器具有DC-DC转换器用的第二控制IC。第一控制IC具有第一电源端子，在第一电源端子的电压超过第一阈值时起动，并驱动功率因数校正电路。第二控制IC具有高电压输入端子、从高电压的输入电压生成起动电流的起动电路、输出起动电流的第二电源端子。在从第二电源端子输出的起动电流进行充电的电容器的电压超过比第一阈值高的第二阈值时第二控制IC起动，并驱动DC-DC转换器。第二电源端子与第一电源端子介由二极管而连接。该二极管的阳极连接于第二电源端子，阴极连接于第一电源端子。因此，第一电源端子的电压在第二电源端子的电压超过比第一阈值高的第二阈值之前超过第一阈值，因此，第一控制IC比第二控制IC先起动。如果第一控制IC起动，则第一控制IC驱动功率因数校正电路，但此时的控制电源使用连接于第一电源端子的电容器的充电电压。可是，第一控制IC的控制电源如果仅利用该充电电压则是不足够的，因此，设置与功率因数校正电路所具备的电感器进行电感耦合的辅助绕组，使用在功率因数校正电路的开关动作时产生于辅助绕组的电力来补充不足部分的电力。然后，在第二电源端子的电压超过第二阈值时，第二控制IC起动，驱动DC-DC转换器。如果DC-DC转换器开始进行开关动作，则在设置于DC-DC转换器所具备的变压器的辅助绕组产生电力。产生在该变压器的辅助绕组的电力也提供给第二电源端子，作为第一控制IC和第二控制IC的控制电源而使用。此时，在第二控制IC中，以切断其起动电路的方式进行控制，由此，停止从高电压的输入电压生成起动电流，降低由高电压的输入电压导致的电力消耗。根据以上的开关电源装置，通过将起动第一控制IC的第一阈值设定得比起动第二控制IC的第二阈值低，从而能够使功率因数校正电路比DC-DC转换器先起动。此外，功率因数校正电路起动时的控制电源使用起动电路的起动电流和由电感器的辅助绕组产生的电力，DC-DC转换器起动时的控制电源使用由电感器的辅助绕组产生的电力和由变压器的辅助绕组产生的电力。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-219946号公报
技术实现思路
技术问题然而，在专利文献1所记载的开关电源装置中，第一控制IC起动时的控制电源使用由电感器的辅助绕组产生的电力来补充电力不足。因此，变得需要辅助绕组及其整流平滑电路，与此相应地开关电源装置的成本变高。而且，因为需要设置辅助绕组及其整流平滑电路的空间，所以成为阻碍开关电源装置的小型化、轻量化的主要原因。此外，将从变压器的辅助绕组提供的电力与从电感器的辅助绕组提供的电力相加而作为第一控制IC和第二控制IC的控制电源使用。因此，在第二控制IC设置检测变压器的次级侧的输出电压处于过电压状态的情况的过电压保护功能的情况下，无法将连接于第二电源端子的电容器的充电电压用于过电压检测。即，由于在变压器的辅助绕组产生的电压是与在变压器的次级侧绕组产生的电压成比例的电压，所以如果将该电压直接施加到第二电源端子，则能够用于使用该电压在变压器的初级侧预测变压器的次级侧的输出电压。可是，由于在从变压器的辅助绕组提供的电压上增加在电感器的辅助绕组产生的电压，所以变得无法在变压器的初级侧预测变压器的次级侧的输出电压。因此，变得需要在变压器的次级侧设置过电压检测电路，进而需要设置利用光电耦合器将该过电压检测电路的检测信号反馈到初级侧的电路，因此，增加了过电压检测电路和反馈电路的结构部分的成本。本专利技术是鉴于这一点而完成的，其目的在于提供一种不需要电感器的辅助绕组，能够在变压器的初级侧检测过电压的开关电源装置。技术方案在本专利技术中，为了解决上述课题，提供一种开关电源装置，具备：功率因数校正电路，其从交流电源生成直流的中间电压；DC-DC转换器，其从中间电压生成预定的值的直流电压；以及控制IC，其将功率因数校正电路和DC-DC转换器的控制功能内置于一个IC而成。该开关电源装置的控制IC具有：起动电路，其根据对交流电源进行了整流而得到的脉动电流，输出对电压进行了调整而得到的电流，对控制IC用电源的电容器进行充电；低电压保护电路，其监视电容器的电压，且当该电容器的电压达到低电压保护解除电压时，输出第一使能信号，所述第一使能信号指示功率因数校正电路开始动作；第一控制电路，其接收到第一使能信号而开始功率因数校正电路的开关控制；开关动作检测电路，其检测到功率因数校正电路的开关动作而输出第二使能信号，所述第二使能信号指示DC-DC转换器开始动作；以及第二控制电路，其接收到第二使能信号而开始DC-DC转换器的开关控制。技术效果上述构成的开关电源装置，检测功率因数校正电路开始了开关动作的情况而使DC-DC转换器开始动作，因此可靠地遵守功率因数校正电路和DC-DC转换器的动作开始顺序。在功率因数校正电路开始了开关动作之后紧接着DC-DC转换器以最短时间开始动作，由于是在功率因数校正电路和DC-DC转换器双方完全起动之前，所以控制IC用电源仅利用其电容器是足够的。因此，不需要在电感器设置辅助绕组，并由此补充起动时的电力。此外，由于不从电感器的辅助绕组提供电力，所以能够在变压器的初级侧推定正确的输出电压，因此能够在变压器的初级侧设置过电压检测电路。附图说明图1是示出本实施方式的开关电源装置的构成例的电路图。图2是示出控制IC的构成例的功能框图。图3是示出本实施方式的开关电源装置的动作波形的图。图4是示出PFC控制电路的具体构成例的电路图。图5是示出PFC控制电路的重启定时器的具体构成例的电路图。图6是示出PFC控制电路的振荡波形的图，图6的(A)是成为误差放大器ErrAMP的输出电压的PFC_COMP端子的电压低时的图，图6的(B)是PFC_COMP端子的电压高时的图。图7是说明PFC开关检测电路的图，图7的(A)是示出PFC开关检测电路的具体构成例的电路图，图7的(B)是示出PFC开关检测电路的输入输出波形的图。图8是示出LLC控制电路的具体构成例的电路图。图9是示出LLC控制电路在开始开关动作时的软启动动作中的波形的图，图9的(A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，具备：功率因数校正电路，其从交流电源生成直流的中间电压；DC‑DC转换器，其从所述中间电压生成预定的值的直流电压；以及控制IC，其将所述功率因数校正电路和所述DC‑DC转换器的控制功能内置于一个IC而成，所述控制IC具有：起动电路，其根据对所述交流电源进行了整流而得到的脉动电流，输出对电压进行了调整而得到的电流，对控制IC用电源的电容器进行充电；低电压保护电路，其监视所述电容器的电压，且当所述电容器的电压达到低电压保护解除电压时，输出第一使能信号，所述第一使能信号指示所述功率因数校正电路开始动作；第一控制电路，其接收到所述第一使能信号而开始所述功率因数校正电路的开关控制；开关动作检测电路，其检测到所述功率因数校正电路的开关动作而输出第二使能信号，所述第二使能信号指示所述DC‑DC转换器开始动作；以及第二控制电路，其接收到所述第二使能信号而开始所述DC‑DC转换器的开关控制。

【技术特征摘要】
2017.06.14 JP 2017-1164711.一种开关电源装置，其特征在于，具备：功率因数校正电路，其从交流电源生成直流的中间电压；DC-DC转换器，其从所述中间电压生成预定的值的直流电压；以及控制IC，其将所述功率因数校正电路和所述DC-DC转换器的控制功能内置于一个IC而成，所述控制IC具有：起动电路，其根据对所述交流电源进行了整流而得到的脉动电流，输出对电压进行了调整而得到的电流，对控制IC用电源的电容器进行充电；低电压保护电路，其监视所述电容器的电压，且当所述电容器的电压达到低电压保护解除电压时，输出第一使能信号，所述第一使能信号指示所述功率因数校正电路开始动作；第一控制电路，其接收到所述第一使能信号而开始所述功率因数校正电路的开关控制；开关动作检测电路，其检测到所述功率因数校正电路的开关动作而输出第二使能信号，所述第二使能信号指示所述DC-DC转换器开始动作；以及第二控制电路，其接收到所述第二使能信号而开始所述DC-DC转换器的开关控制。2.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，所述功率因数校正电路是具有电感器和开关元件，并在电流临界模式下进行动作的升压电路，所述电流临界模式是以在所述电感器的电流成为零之后立即使所述开关元件导通的方式进行控制的模式。3.根据权利要求2所述的开关电源装置，其特征在于，所述第一控制电路具有：零电流检测比较器，其监视在所述电感器流通的电流而在所述电感器流通的电流成为零时输出使所述开关元件导通的信号；误差放大器，其将与所述中间电压成比例的中间电压的比例电压与第一基准电压之差放大；以及脉冲宽度调制比较器，其将该误差放大器的输出电压与通过对功率因数校正电路用振荡器的定时用电容器进行恒定电流充电而生成的斜坡电压进行比较，在所述斜坡电压超过所述误差放大器的输出电压时，输出使所述开关元件关断的信号。4.根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于，所述第一控制电路还具有：电流检测电阻，其将在所述电感器流通的电流转换为电压；电平转换器，其对由所述电流检测电阻检测到的信号进行电平转换而提供给所述零电流检测比较器；以及延迟电路，其使由所述零电流检测比较器检测到的零电流检测信号延迟。5.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丸山宏志，
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