功率因数改善电路及开关电源装置制造方法及图纸

具有：从电压检测端子ａ输入输出电压，根据输出电压使开关元件Ｑ１导通／关断的控制电路（２０）；在功率因数改善电路内发生了异常的情况下，检测异常，使开关元件停止，保持停止状态并输出保持信号的检测保持单元（２３）、（２４）；根据来自检测保持单元（２３）、（２４）的保持信号，将大于或等于规定电压的电压作为异常动作信号输出到电压检测端子ａ的异常动作信号输出单元（３０）；根据来自异常动作信号输出单元（３０）的异常动作信号，检测电压检测端子ａ的电压已大于或等于规定电压的情况，并将异常信号输出到负载电路（１０）的异常信号检测单元（４０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有用于提高异常时的安全性的异常传达功能的功率因数改善电路，以及具有该功率因数改善电路和DC/DC转换器等负载电路的开关电源装置。
技术介绍
图1表示现有开关电源装置的电路结构图。该开关电源装置具有功率因数改善电路，以及与该功率因数改善电路相连接的DC-DC转换器等负载电路10。功率因数改善电路将通过全波整流电路2对交流电源1的交流电源电压整流后得到的整流电压输入由电抗器3、开关元件Q1和电流检测电阻5构成的串联电路，通过用控制电路20a导通\关断开关元件Q1来改善交流电源1的功率因数，同时通过二极管6以及平滑电容器9得到直流的输出电压。在功率因数改善电路中具有平均电流模式方式和峰值电流模式方式。在此，对使用平均电流模式方式的情况进行说明。在开关元件Q1的两端(漏极和源极之间)连接有二极管4。而且，在开关元件Q1的两端连接有由二极管6和平滑电容器9构成的串联电路，在平滑电容器9的两端连接有负载电路10，同时连接有由电阻7和电阻8构成的串联电路。控制电路20a由集成电路(IC)构成，具有控制单元21、输出电压检测单元22、过电压检测单元23、闩锁电路24。控制单元21对开关元件Q1进行导通/关断控制，来改善交流电源1的功率因数，例如具有乘法器211、电流检测单元212和脉冲宽度调制器213。电流检测电阻5检测流入电抗器3的电流。输出电压检测单元22输入通过电阻7和电阻8分压而得到电压检测端子a的电压，对电压检测端子a的电压和基准电压的误差进行放大，生成误差电压并输出到乘法器211。乘法器211将来自输出电压检测单元22的误差电压和来自全波整流电路2的全波整流电压相乘，将乘法输出电压输出给电流检测单元212。电流检测单元212对与电流检测电阻5检测出的输入电流成比例的电压和来自乘法器211的乘法输出电压间的误差进行放大，生成误差电压将该误差电压作为比较输入信号输出给脉冲宽度调制器213。脉冲宽度调制器213输入三角波信号和来自电流检测单元212的比较输入信号，例如，在比较输入信号的值大于或等于三角波信号的值时生成为“导通”的脉冲信号，当比较输入信号的值小于三角波的值时生成为“关断”的脉冲信号，将该脉冲信号加载到开关元件Q1的门极上。即，通过全波整流电路2对交流电源1的输入电压(交流电压)进行整流后得到的全波整流电压每半周期为正弦波波形。乘法器211输入来自全波整流电路2的半周期正弦波电压，另外，输入来自输出电压检测单元22的电压，将这两个电压相乘改变正弦波的大小来进行输出。电流检测单元212将来自全波整流电路2的半周期正弦波电压和由输入电流产生的与电流检测电阻5成比例的电压进行比较，并进行控制使输入电流成为半周期的正弦波。因此，可以使流入电流检测电阻5的输入电流成为每半个周期和交流电源1的输入电压波形相似的正弦波，从而可以改善功率因数。另外，控制电路20a在电压检测端子a检测通过电阻7和电阻8分压得到的电压，根据检测出的电压控制开关元件Q1的导通/关断以使输出电压恒定。由此，对负载电路10提供稳定的直流电压。然后，对这样构成的开关电源装置的动作进行说明。首先，当开关元件Q1导通时，电流沿以下路径流动全波整流电路2→电抗器3→开关元件Q1→电流检测电阻5→全波整流电路2，能量蓄积在电抗器3中。该电流随时间的经过线性地增大。然后，当开关元件Q1从导通状态变为关断状态时，由于在电抗器3中感生的电压，开关元件Q1的电压上升。另外，由于开关元件Q1变为关断，流入开关元件Q1的电流变为零。另外，电流沿以下路径流动电抗器3→二极管6→平滑电容器9，对负载电路10提供直流电压。在此，在由任何原因导致在功率因数改善电路中发生异常，并由于该异常导致输出电压上升的情况下，由电阻7和电阻8分压得到的电压，即电压检测端子a的电压上升。过电压检测单元23检测电阻7和电阻8分压所得到的电压，来检测该电压已上升的情况。控制单元21通过来自过电压检测单元23的过电压检测信号，使开关元件Q1停止，同时使闩锁电路24动作，闩锁电路24通过闩锁信号保持开关元件Q1的停止状态。另外，在异常过热时，过热检测单元(未图示)还检测异常过热，向控制单元21发送过热检测信号，控制单元21使开关元件Q1停止，同时使闩锁电路24动作，闩锁电路24通过闩锁信号保持开关元件Q1的停止状态。另外，如图1所示，功率因数改善电路通常由升压斩波电路构成，因此当开关元件Q1为停止状态时，虽然不进行升压动作，但把由全波整流电路2和平滑电容器9对交流电源1的交流电压进行整流平滑后得到的直流电压提供给负载电路10。另外，作为与此相关的技术，在特开2003-264979号公报中记载的开关电源控制用半导体装置在无法得到用于控制开关元件的开关动作的反馈信号，没有了来自控制端子的电流的情况下，使开关动作停止并保持该停止状态，防止开关电源装置的损坏。具体地说，如图2所示，该装置设有控制端子开路时保护电路110，当向控制端子126的反馈信号被切断，来自控制端子126的电流消失时，使控制端子126的电压上升到规定的电压值来使过电压保护电路108动作，使用过电压保护电路108使开关动作停止并保持该停止状态。
技术实现思路
但是，图1所示的功率因数改善电路即使在通过闩锁电路24起到保护功能，开关元件Q1处于停止的状态下，如上所述，由输入电压决定的电压也被提供给负载电路10。作为一般常用的例子，当假设交流输入电压为AC85V至AC264V，功率因数改善电路的输出电压为380V进行动作的情况时，在功率因数改善电路正常动作时，平滑电容器9为DC380V。另一方面，当功率因数改善电路停止时，在交流输入为AC100V的情况下，平滑电容器9为DC140V左右，在交流输入为AC200V的情况下，平滑电容器9为DC280V。另外，虽然在功率因数改善电路的后级连接的负载电路10不在DC140V进行动作，但充分考虑其在DC280V进行动作的情况。这样，根据输入电压，负载电路10有时不停止而继续动作。即，与开关电源装置中发生何种异常无关，开关电源装置有时继续动作。另外，如此在输入电压高的情况下，基于功率因数改善电路的动作·停止的平滑电容器9的电压不大幅度地变化，所以难以确认功率因数改善功能正常工作。另一方面，在图2所示的开关电源控制用半导体装置中，在向控制端子的反馈信号被切断的情况下，使电压上升来使过电压保护电路动作，使用过电压保护电路使开关元件的开关动作停止，并保持停止状态。这与在图1所示的功率因数改善电路中发生异常的情况下，过电压检测单元23检测电压上升，控制单元21使开关元件Q1停止，闩锁电路24保持开关元件Q1的停止状态的情况相对应。因此，在图2所示的技术中，尽管可以停止功率因数改善电路并保持停止状态，但存在无法停止图1所示的开关电源装置的负载电路的动作这样的问题。本专利技术是为解决上述问题而提出的，目的在于提供在功率因数改善电路中发生异常而停止的情况下，能够向负载电路输出异常信号的功率因数改善电路，以及提供可以通过接收来自该功率因数改善电路的异常信号使负载电路停止，来提高安全性的开关电源装置。本专利技术的第1个方面，一种通过开关元件的导通/关断，将输入电压转换为直流输出电压的开关电源装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源装置，通过开关元件的导通／关断将输入电压转换为直流的输出电压的开关电源装置，其特征在于，具有：从电压检测端子输入所述输出电压，根据该输出电压使所述开关元件导通／关断的控制单元；在开关电源装置内发生了异常的情况下，检测该异常，使所述开关元件停止保持该停止状态并输出保持信号的检测保持单元；根据来自该检测保持单元的保持信号，将大于或等于规定电压的电压作为异常动作信号输出到所述电压检测端子的异常动作信号输出单元。

【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：大坂升平，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]