DC-DC变换器制造技术

ＤＣ－ＤＣ变换器具有在直流输入端子４、５间经由变压器６的１次线圈Ｎ１连接的开关７。变压器６的２次线圈Ｎ２与第一整流平滑电路９连接，变压器６的３次线圈Ｎ３与第二整流平滑电路１０连接。为获得恒定的直流输出电压，开关控制脉冲发生电路１８与开关７的控制端子连接。在低负载时为了间歇性的停止开关７的导通、断开控制，而间歇指令发生电路１９与开关控制脉冲发生电路１８连接。由间歇指令阻止电路２０判断控制电源电压Ｖｃｃ是否降低到规定值。当控制电源电压Ｖｃｃ降低到规定值时，使间歇指令发生电路１９的间歇指令无效。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有在低负载时通过间歇模式来控制开关的功能的DC-DC变换器。
技术介绍
具有代表性的DC-DC变换器即DC-DC转换器(converter)由以下部分组成通过变压器的1次线圈与成对的直流电源端子间连接的开关；控制该开关导通、断开的控制电路；连接在变压器的2次线圈与负载之间的第一整流平滑电路；以及连接在变压器的3次线圈与控制电路电源端子之间的第二整流平滑电路。第一整流平滑电路用以向负载提供直流电力。第二整流平滑电路用以向控制电路提供直流电力。众所周知，如上所述的DC-DC变换器为提高在低负载时效率，而采用了在低负载时将控制开关间歇性的导通、断开的方式。该间歇性的导通、断开控制方式中，如图5(B)的t3-t4期间简略所示，间歇性的配置停止供给开关控制脉冲的期间Toff，并且也间歇性的配置对开关的控制脉冲的供给期间Ton。结果，开关就被间歇性的驱动。这样间歇性的驱动开关，就可以使单位时间内开关的导通、断开次数即开关次数，要比开关在连续被控制导通、断开的情况下的开关次数大幅减少，减少了单位时间的开关损耗，提高了低负载时DC-DC变换器的效率。但是，在对开关进行间歇性的导通、断开驱动时，用以向负载供电的第一整流平滑电路中的平滑电容的电压会在开关导通、断开的驱动期间上升，在此后的开关导通、断开驱动的停止期间缓慢下降。与此同时，从控制电路的第二整流平滑电路得到的电源电压也会在开关导通、断开的驱动期间上升，在此后的开关导通、断开驱动的停止期间缓慢下降。所以，负载极低时，与负载连接的第一整流平滑电路中的平滑电容的电压下降速度会变慢。与之相比，即使负载变化，开关控制电路的消耗功率也几乎不变化，即使负载极低时，开关控制电路的第二整流平滑电路中的平滑电容的电压与通常负载相比，也大致同样地下降。因此，负载极低时，开关控制电路的第二整流平滑电路中的平滑电容电压下降的速度，比与负载相连的第一整流平滑电容的电压下降速度快。如果开关控制电路的第二整流平滑电路的平滑电容的电压比容许最低电压低，就不可能通过开关控制电路来控制开关的导通、断开，而且开关控制电路的动作也会停止。开关控制电路的动作一旦停止，一般情况下，要经过数100ms的再起动时间后才能再次成为起动状态。由于再起动时间内不对第一和第二整流平滑电路的平滑电容进行充电，其电压就会更加降低，向负载供给所期望的电力成为不可能或困难。为了解决此问题，考虑增加构成开关控制电路电源的变压器的3次线圈的圈数，并且加大第二整流平滑电路的平滑电容的容量。但是增加变压器的3次线圈的圈数且加大第二整流平滑电路的平滑电容的容量后，其损耗就会增大，DC-DC变换器的综合效率就会降低。另外一种方法就是考虑将间歇性动作的对开关的导通、断开控制的停止期间Toff设定成较短。但如果缩短停止期间Toff，单位时间的开关次数下降效率降低，而不能充分的提高效率。专利技术的公开本专利技术的目的在于提供确保开关控制电路正常动作，并能提高效率的DC-DC变换器。以下参照表示实施例的附图符号，就解决上述课题并达成上述目的的本专利技术进行说明。另外，这里的参照符号是为了帮助理解本专利技术而加上去的，并不限定本专利技术。为达成上述目的本专利技术的DC-DC变换器由如下部分构成成对的直流输入端子4、5；变压器6；通过所述变压器连接在所述成对的直流输入端子4、5之间的至少一个开关7；为控制开关7导通、断开而连接在所述开关7的控制端子上的开关控制电路2或2a；连接在所述变压器6与负载15之间的第一整流平滑电路9；连接在所述变压器6与所述开关控制电路2或2a的电源端子16a、16b之间的第二整流平滑电路10。所述开关控制电路2或2a还具有这样的功能当所述负载15大于规定值时，对所述开关7连续进行导通、断开控制的第一功能；当所述负载15小于规定值时，间歇停止所述开关7的导通、断开控制的第二功能。所述DC-DC变换器还具有判断所述第二整流平滑电路10的输出电压是否低于规定值的判定部件，以及对于表示从所述判定部件得到的所述第二整流平滑电路10的输出电压低于所述规定值的情况的信号作出响应，对由所述第二功能产生的所述开关的导通、断开控制的间歇性停止动作进行阻止的间歇动作阻止部件。所述规定值最好低于所述第二整流平滑电路10的额定输出电压，且为能够维持所述开关控制电路2或2a的动作的容许最低电压或比它高的值。所述开关控制电路2或2a最好包括输出电压检测电路17，用以检测所述第一整流平滑电路9的直流输出电压；开关控制脉冲发生电路18或18a，用以对所述输出电压检测电路17的输出作出响应，形成脉冲以使所述第一整流平滑电路9的输出电压恒定，并将此脉冲传给所述开关7的控制端子；以及间歇指令发生电路19，用以检测出所述负载15是否小于规定值，当所述负载小于规定值时，发生禁止向所述开关7供给使所述开关7导通、断开的脉冲的指令。所述间歇动作阻止部件最好是使所述间歇指令发生电路19输出的间歇指令无效的逻辑电路53。所述开关控制脉冲发生电路18最好由以下部分构成倾斜电压发生部件8或60，与所述开关的导通期间同步而发生倾斜电压；电压反馈信号形成部件，对所述输出电压检测电路17的输出作出响应，形成电压反馈信号；比较器42，连接在所述电压反馈信号形成部件和所述倾斜电压发生部件8或60上，用以比较倾斜电压发生部件的输出和所述电压反馈信号；振荡器35，以规定的周期发生脉冲；RS触发器36，具有与所述振荡器35连接的第一输入端子和与所述比较器42连接的第二输入端子；逻辑电路37，具有当所述间歇指令发生电路19的输出表示禁止通过用以导通、断开所述开关7的脉冲时，为使所述RS触发器36的输出脉冲禁止通过而连接到所述RS触发器36的输出端子的一个输入端子和连接到所述间歇指令发生电路19的另一输入端子；以及驱动部件38，基于所述逻辑电路37的输出，驱动所述开关7。所述开关控制脉冲发生电路2a可由以下部分构成倾斜电压发生部件8或60，与所述开关的导通期间同步而发生倾斜电压；电压反馈信号形成部件，对所述输出电压检测电路17的输出作出响应，形成电压反馈信号；比较器42，为比较倾斜电压发生部件的输出与所述电压反馈信号而连接在所述电压反馈信号形成部件和所述倾斜电压发生部件；振荡器35，以规定的周期发生脉冲；逻辑电路37，具有当所述间歇指令发生电路19的输出表示禁止通过用以导通、断开所述开关7的脉冲时，为使所述振荡器35的输出脉冲禁止通过而连接到所述振荡器35的一个输入端子和连接到所述间歇指令发生电路19的另一输入端子；RS触发器36，具有与所述逻辑电路37连接的第一输入端子和与所述比较器42连接的第二输入端子；以及驱动部件38，基于所述RS触发器36的输出，驱动所述开关7。所述判定部件可由以下部分构成检测所述第二整流平滑电路10的输出电压的电压检测部件26；提供规定的电压基准(V52)的基准电压源52；以及比较器51，具有为了判断所述电压检测部件26的输出是否低于所述规定的电压基准(V52)而与所述电压检测部件26连接的第一输入端子和与所述基准电压源52连接的第二输入端子。间歇动作阻止部件53最好是具有第一和第二输入端子的逻辑电路部件53，对表示所述电压检测部件26的输出低于所述规定的电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＤＣ－ＤＣ变换器，其中包括：成对的直流输入端子（４、５）、变压器（６）、通过所述变压器连接在所述成对的直流输入端子（４、５）之间的至少一个开关（７）、为控制所述开关（７）导通、断开而连接在所述开关（７）的控制端子上的开关控制电路（２或２ａ）、连接在所述变压器（６）与负载（１５）之间的第一整流平滑电路（９）以及连接在所述变压器（６）与所述开关控制电路（２或２ａ）的电源端子（１６ａ、１６ｂ）之间的第二整流平滑电路（１０）；所述开关控制电路（２或２ａ）还具有当所述负载（１５）大于规定值时，对所述开关（７）连续进行导通、断开控制的第一功能以及当所述负载（１５）小于规定值时，间歇停止所述开关（７）的导通、断开控制的第二功能；其中设有：判定部件（２６、５１、５２），判断所述第二整流平滑电路（１０）的输出电压是否 低于规定值，以及间歇动作阻止部件（５３），对于表示从所述判定部件得到的所述第二整流平滑电路（１０）的输出电压低于所述规定值的情况的信号作出响应，对由所述第二功能产生的所述开关的导通、断开控制的间歇性停止动作进行阻止。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山田智康，
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]