开关电源控制用半导体器件制造技术

本发明专利技术提供开关电源控制用半导体器件，在具备开关元件１与开关动作控制电路的开关电源控制用半导体器件４６中，检测控制端子４５的电流，比较进行电压变换的Ｉ－Ｖ变换器２１的输出电压ＶＥＡＯ与预先设定待机时检测用的上下限各电压的基准电压ＶＲ，控制开关元件１产生的开关动作，使得在Ｉ－Ｖ变换器２１的输出电压ＶＥＡＯ小于待机时检测下限电压时，停止开关元件１的开关动作，在Ｉ－Ｖ变换器２１的输出电压ＶＥＡＯ大于待机时检测上限电压时，再开始开关元件１的开关动作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用开关动作控制开关电源的输出电压的开关电源控制用半导体器件。
技术介绍
家电制品等一般家用电器中，历来广泛采用开关电源装置作为其电源装置，它根据降低电耗以提高功率效率等目的，采用通过半导体(晶体管等的开关元件)产生开关动作来控制(稳定等)输出电压的开关电源控制用半导体器件。特别在近年来，根据进一步防止全球变暖对策的观点，家电制品等设备中，注意到要削减它们的待机工作(stand by)时的电耗，迫切要求待机时的电耗更低的开关电源装置。为适应这种要求，开发了根据设备的工作模式分别使用2个开关电源装置的电源系统，例如，设置在设备的通常工作状态(通常模式)下的额定负载时供给电源用的主电源用开关电源装置及与其分开独立的并在设备的待机工作状态(待机模式)下的待机时供给电源用的待机专用开关电源装置，在设备待机时由待机专用的开关电源装置供给电源，在额定负载时由主电源用开关电源装置供给电源。但是，上述的电源系统中由于必须要2个开关电源装置(变换器)，故其缺点是提高了包含开关电源控制用半导体器件在内的电路整体的成本。因而在迫切要求必须抑制成本时，经常采用1个开关电源装置(变换器)构成的电源系统。这时，从电源效率和噪声角度考虑，多采用部分谐振型作为这种开关电源装置。这种以往的开关电源控制用半导体器件中，在待机时等的轻负载时，虽然减小了流过开关元件的电流，但必须始终经变压器供给开关电流控制用半导体器件的内部电路电流。因此，由于含有源过开关元件的电流，不能使流过开关电源的电流为零，从而即使在无负载时也流过某个大小的电流。因而，即使在无负载时，也会因开关元件的开关动作而发生损耗，负载越轻，该开关元件的损耗的比例越大。结果，存在的问题是，由于开关电源的功率效率降低，故不能实现电源在待机时节能的那种要求。此外，在上述
技术介绍
所列举的部分谐振型开关电源装置中，存在以下的问题。即，开关电源装置由于轻负载时振荡频率高，故开关损耗大，待机模式的效率下降。作为对上述的待机模式的效率下降问题的解决方案，考虑采用所谓利用来自外部的待机信号使开关动作为间歇性动作的方法。但是，为了在待机模式中使电源间歇振荡，也存在由于必须单独设立高价的振荡电路而带来的成本问题。此外，当间歇振荡的周期和占空比不合适时，也存在输出电压的纹波变大而不实用的那样问题。作为其他的已往技术，根据日本国特开2002-315333号公报揭示的内容，它采用一种控制技术，该技术由微机检测电源次级侧的负载状态，接受该信号，转移到待机模式，按照商用频率进行间歇振荡，但由于不能按负载状况改变开关动作间歇时的振荡频率，故对改善待机时的电源效率仍然是不理想的。
技术实现思路
本专利技术是解决上述以往的各问题的专利技术，其目的在于提供开并电源控制用半导体装置，它能降低待机时的开关元件的电流损耗以降低待机时的电耗，在包含待机模式的大范围的负载区域中，能容易地实现高效率、低噪声、输出电压的低纹波、以及低成本。为解决上述问题，本专利技术的开关电源控制用半导体器件，是将直流的输入电压经开关元件加到变压器上，利用所述开关元件的开关动作，控制对所述变压器产生的交流电流进行整流滤波而得到的直流电压，在对负载供给功率的开关电源中，利用供给所述开关元件的来自控制电极的控制电路的控制信号，控制所述开关元件发生的开关动作，在所述开关电源控制用半导体器件中，其特征在于，所述控制电路具备利用表示变压器的转换状态的变压器转换检测信号检测其状态的变压器转换检测电路；将表示基于所述变压器的次级绕组产生的交流电流的直流电压的变化的控制信号的电流值变换为电压的I-V变换器；以及根据所述变压器转换检测电路产生的检测信号和来自所述I-V变换器的输出电压的变化检测对所述负载供给功率的待机时、输出控制所述开关元件产生的开关间歇动作用的控制信号的待机时检测电路，构成所述待机时检测电路，作为控制所述开关元件产生的开关动作用的控制信号，根据所述变压器转换检测电路产生的检测信号，输出控制所述开关元件的开关动作的控制信号，使得在所述I-V变换器的输出电压小于检测对所述负载的供给功率的待机时用的待机时检测下限电压时，停止所述开关元件的开关动作，在所述I-V变换器的输出电压大于检测对所述负载的供给功率的待机时用的待机时检测上限电压时，再开始所述开关元件的开关动作。根据此构成，由于具备停止和再开始待机时开关元件的反复导通截止动作即开关动作用的待机时检测电路，故能减少待机时的开关动作期间，减轻开关动作时的电流损耗。此外，本专利技术的开关电源控制用半导体器件设置任意设定使所述开关元件的开关动作停止和再开始的待机时检测电路的基准电压源的检测电压变更用端子。根据此构成，通过设置任意设定待机时检测电压的检测电压变更手段，能与待机时所必须的负载相匹配，最佳地设定开关元件的开关动作停止和再开始之际的负载电流。通过上述构成，能降低待机时的电耗并改善功率效率，在包含待机模式在内的大范围的负载区域中能容易地实现高效率、低噪声、输出电压的低纹波、以及低成本。附图说明图1示出本专利技术实施形态1的开关电源控制用半导体器件一构成例的电路图。图2示出包括该实施形态1的开关电源控制用半导体器件的开关电源装置一构成例的电路图。图3为说明该实施形态1的开关电源控制用半导体器件及包括该开关电源控制用半导体器件的开关电源装置的动作用的时序图。图4示出该实施形态1的开关电源控制用半导体器件中的漏极电流的变化波形图。图5为说明该实施形态1的开关电源控制用半导体器件中的基准电压源动作用的时序图。图6示出该实施形态1的开关电源控制用半导体器件中的基准电压源内部电路一构成例的电路图。图7示出本专利技术实施形态2的开关电源控制用半导体器件一构成例的电路图。具体实施例方式以下参照附图具体说明表示本专利技术实施形态的开关电源控制用半导体器件。实施形态1说明本专利技术实施形态1的开关电源控制用半导体器件。图1示出本实施形态1的开关电源控制用半导体器件一构成例的电路图，对与图7所示的开关电源控制用半导体器件相同的构成要素标注相同的标号。图1所示的开关电源控制用半导体器件46中，设置待机时轻负载检测电路24，利用I-V变换器21将从控制端子45流出的电流作电压变换后的输出电压VEAO供给该电路24。在该电路24中设置待机时检测用比较器22。供给从I-V变换器21输出的输出电压VEAO，作为待机时检测用比较器22的负输入；供给从基准电压源23输出的基准电压VR，作为正输入。待机时检测用比较器22对输入的输出电压VEAO与基准电压VR进行比较，在输出电压VEAO低于基准电压VR时，便经由反相器25将规定的输出信号VO1输出到“与”门电路26。另外，待机时检测用比较器22的输出信号VO1也供给基准电压源23，基准电压源23接收待机时检测用比较器22的输出信号VO1，改变基准电压VR。检测变压器转换检测端子44的电压并从变压器转换检测电路13输出的时钟信号，作为另一输入信号供给“与”门电路26，“与”门电路26的输出供给发生单稳态脉冲的变换器转换脉冲形态的变压器转换脉冲发生电路27。待机状态检测时，即在开关元件1停止时，由于有可能因该停止时间而减小由变压器的初级绕组的电感与开关元件1的漏极-源极间的电容所决定的谐振动作的振幅，不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源控制用半导体器件，是将直流的输入电压经开关元件加到变压器上，利用所述开关元件的开关动作，控制对所述变压器产生的交流电流进行整流滤波而得到的直流电压，在对负载供给功率的开关电源中，利用供给所述开关元件的控制电极的来自控制电路的控制信号，控制所述开关元件发生的开关动作，在所述开关电源控制用半导体器件中，其特征在于，所述控制电路具备：利用表示变压器的转换状态的变压器转换检测信号检测其状态的变压器转换检测电路；将表示基于所述变压器的次级绕组产生的交流电流的直流电压的变化的控制信号的电流值变换为电压的Ｉ－Ｖ变换器；以及根据所述变压器转换检测电路产生的检测信号和来自所述Ｉ－Ｖ变换器的输出电压的变化检测对所述负载供给功率的待机时、输出控制所述开关元件产生的开关间歇动作用的控制信号的待机时检测电路，构成所述待机时检测电路，作为控制所述开关元件产生的开关动作用的控制信号，根据所述变压器转换检测电路产生的检测信号，输出控制所述开关元件的开关动作的控制信号，使得在所述Ｉ－Ｖ变换器的输出电压小于检测对所述负载的供给功率的待机时用的待机时检测下限电压时，停止所述开关元件的开关动作，在所述Ｉ－Ｖ变换器的输出电压大于检测对所述负载的供给功率的待机时用的待机时检测上限电压时，再开始所述开关元件的开关动作。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山下哲司，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]