同步整流开关电源装置制造方法及图纸

一种同步整流开关电源装置，具有：控制电路，在输入端子间串联连接着变压器的初级线圈和主开关元件，在一定周期内对上述主开关元件进行ＰＷＭ控制；同步整流元件，与上述变压器的次级线圈串联地连接在输出端子间；以及驱动部件，使上述同步整流元件与上述主开关元件互补地导通，其特征在于，设有另一个电源和切断部件，所述另一个电源利用因上述主开关元件的导通截止而在上述变压器的次级端的线圈中产生的脉冲电压来充电，所述切断部件设在上述同步整流元件的栅极－源极间、并使上述同步整流元件截止，将上述切断部件使上述同步整流元件截止的截止定时设为由上述主开关元件导通后来自上述另一个电源的电流设定的一定时间，该一定时间为尽量接近上述主开关元件的一定的驱动周期范围内的定时。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将直流电压变换为期望的电压、供给到电子设备的同步整流方式的开关电源(switching power supply)，特别涉及回扫型(flyback)同步整流开关电源装置。
技术介绍
现有的具备同步整流式整流电路的开关电源装置-回扫变换器，例如如(日本)特开2000-116122号公报公开的那样，在变压器的初级线圈端连接着由直流电源和主开关元件组成的串联电路，在变压器的次级线圈上串联设置有同步整流元件，进而经整流电路连接在输出端子上。该回扫变换器对MOS-FET的主开关元件进行开关控制，在主开关元件截止时，使变压器的次级端电路的同步整流元件-MOS-FET导通，用次级线圈上产生的回扫电压对整流电路的输出电容器进行充电。此后，在主开关元件导通前使同步整流元件截止，重复该工作来向输出端供电。在该同步整流式回扫变换器的情况下，如果同步整流元件的截止定时偏移，在同步整流元件导通的状态下主开关导通，则电源装置的次级端的电路成为短路的状态，在主开关元件中流过大的浪涌电流，有时导致主开关元件或同步整流元件等损坏。因此，(日本)特开2000-116122号公报公开了下述开关电源电路为了防止主开关元件和同步整流元件的同时导通状态，在由于主开关元件截止而使同步整流元件导通后，用由辅助线圈中感应的电压和定时电阻决定的电流对定时电容器进行充电，在一定时间后使辅助晶体管导通而使整流元件截止。在该现有技术的同步整流式开关电源装置的情况下，如图1所示，为了在主开关元件导通前使整流元件必须截止，存在有停滞时间(deadtime)td，使得由定时电容器决定的一定时间Tc在主开关元件的导通定时的一定时间之前。该停滞时间td由定时电容器的时间常数来设定，使得在平稳状态下，在由输入电压和输出电压及变压器的匝数比决定的主开关元件的截止时间内，使整流元件截止。然而，在上述现有技术的同步整流式回扫变换器的情况下，有时负载电流急剧增加，主开关元件在比由输入输出电压和变压器的匝数比决定的主开关元件的导通时间长的时间内导通。在这种情况下，如图1的虚线所示，有时在主开关元件的一定导通截止周期内，定时电容器的电压达不到使同步整流元件截止的辅助晶体管元件的阈值电压。在这种情况下，有下述问题在整流元件未截止时主开关元件导通，在主开关元件中流过非常大的浪涌电流，电源装置的次级端的电路成为短路的状态，在次级端电路中流过贯通电流，导致主开关元件或同步整流元件等损坏。另一方面，在上述停滞时间td的期间内，由与同步整流元件并联连接的二极管、或同步整流元件——MOS-FET的体二极管(body diode)进行整流工作。该二极管的整流期间比MOS-FET的整流元件导通的期间的损失大。因此，存在下述问题虽然希望尽可能缩短该停滞时间，但是为了在主开关元件导通前使同步整流元件可靠地截止，不能缩短上述停滞时间td。再者，由于不能缩短该停滞时间td，所以也不能提高开关频率，也妨碍了装置的小型化和降低成本。此外，在从外部向输出电压端子间施加了大于等于设定电压的电压的情况下，或者在输出端子间附加了外部大容量电容器时停止电源的情况下，存在这样的问题不能使次级端的同步整流元件截止而流过贯通电流，或者由于输出端子间连接的大容量外部电容器的电力而使次级端的电路自激振荡。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种回扫型同步整流开关电源装置，在由于负载的激变而使主开关元件的导通时间变长的情况下，也能够在主开关导通前使同步整流元件可靠截止。再者，本专利技术的目的在于提供一种回扫型同步整流开关电源装置，不管负载的激变或输出端子间连接的外部设备如何，都防止了开关电源电路的贯通电流和自激振荡。本专利技术是一种同步整流开关电源装置，具有控制电路，在输入端子间串联连接着变压器的初级线圈和主开关元件，在一定周期内对上述主开关元件进行PWM控制；同步整流元件，与上述变压器的次级线圈串联地连接在输出端子间；以及驱动部件，使上述同步整流元件与上述主开关元件互补地导通，其特征在于，设有另一个电源和切断部件，所述另一个电源利用因上述主开关元件的导通截止而在上述变压器的次级端的线圈中产生的脉冲电压来充电，所述切断部件设在上述同步整流元件的栅极-源极间、并使上述同步整流元件截止，将上述切断部件使上述同步整流元件截止的截止定时设为由上述主开关元件导通后来自上述另一个电源的电流设定的一定时间，该一定时间为尽量接近上述主开关元件的一定的驱动周期范围内的定时。上述切断部件由晶体管和连接在该晶体管的信号输入端子上的定时电容器组成，上述定时电容器由上述另一个电源来充电，在上述主晶体管导通的瞬间放电，并且从该瞬间起上述定时电容器开始充电，将该定时电容器的电压超过上述晶体管的信号输入端子的阈值之前的时间设为上述主开关元件的一定驱动周期的范围内的时间。此外，上述另一个电源是连接在上述变压器的次级端的恒压源或恒流源。再者，也可以使对上述定时电容器进行充电的另一个电源兼作吸收上述同步整流元件截止时的浪涌能量的缓冲电路，用该缓冲电路吸收的能量对上述定时电容器进行充电。本专利技术的同步整流开关电源使同步整流元件从主开关元件的导通定时起在恒定期间内可靠地截止，所以即使负载电流激变，主开关元件和同步整流元件也不会同时成为导通状态。由此，能够尽量缩短从同步整流元件截止到主开关元件的导通定时的停滞时间，能够减少二极管的整流期间来抑制损耗，也提高开关频率。再者，也有助于小型化、降低成本。此外，本申请的另一专利技术是一种同步整流开关电源装置，具有控制电路，在输入端子间串联连接着变压器的初级线圈和主开关元件，在一定周期内对上述主开关元件进行PWM控制；同步整流元件，与上述变压器的次级线圈串联地连接在输出端子间；以及驱动部件，使上述同步整流元件与上述主开关元件互补地导通；其特征在于，设有另一个电源和切断部件，所述另一个电源利用因上述主开关元件的导通截止而在上述变压器的次级端的线圈中产生的脉冲电压来充电，所述切断部件设在上述同步整流元件的栅极-源极间、并使上述同步整流元件截止，包括这样的控制元件比较上述另一个电源的输出电压和上述开关电源装置的输出端子的输出电压，在上述另一个电源的输出电压降低到小于等于一定值的情况下，用上述切断部件使上述同步整流元件截止。上述切断部件的晶体管是使上述同步整流元件截止的npn晶体管，上述控制元件是发射极被连接在上述输出端子上、集电极被连接在上述npn晶体管的基极上的pnp晶体管，在该pnp晶体管的基极上连接着上述另一个电源的输出端。此外，也可以对上述另一个电源的输出电压进行分压，输入到上述pnp晶体管的基极。根据本申请的另一个专利技术，能够可靠地防止负载的激变造成的贯通电流、电源停止时或施加外部电压时自激振荡这一现象，能够使装置的构件小型化，非常有助于整个装置的小型化和降低成本。附图说明图1是现有的回扫型同步整流开关电源装置的工作时序图。图2是本专利技术第一实施方式的同步整流开关电源装置的概略电路图。图3是该实施方式的的同步整流开关电源装置的主开关元件的占空比宽的情况下的工作时序图(A)、和窄的情况下的时序图(B)。图4是本专利技术第二实施方式的同步整流开关电源装置的概略电路图。图5是本专利技术第三实施方式的同步整流开关电源装置的概略电路图。图6是本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：高岛诚，广川芳通，
申请(专利权)人：科索株式会社，
类型：发明
国别省市：