开关电源装置制造方法及图纸

一种开关电源（２００），用于通过具有滞后低电压故障防止电路的开关控制电路（２３０）控制开关初级侧整流／平滑电路（２１５）的整流／平滑输出的开关ＦＥＴ（２２５）的操作。由整流平滑电路（２３８）对整流变压器的三级绕组（２２０Ｃ）的输出进行整流和平滑、以驱动开关控制电路（２３０）。设置根据整流变压器（２２０）的次级侧的负载状态而改变的三级绕组（２２０Ｃ）的输出电压，以使其在负载电流低于所设置负载电流的情况下低于低电压保护电压，而在负载电流高于预定负载电流的情况下高于低电压保护电压，从而在待机期间执行间歇操作。因此，不用大幅度改变传统电路，仅仅通过调整各个关键器件的值，可以间歇地执行待机期间的开关操作并抑制功率消耗，从而实现待机期间的能量节约。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种开关电源装置，用于控制开关元件的开关操作，所述开关元件适用于通过具有滞后低电压错误操作防止电路的开关控制电路来开关初级侧整流平滑电路的整流平滑输出。
技术介绍
迄今为止，一种开关电源装置已在使用中，该开关电源装置用于开关通过在例如100kHz量级的高频上对商业AC电流进行整流和平滑而荻得的DC电流，还用于通过变压器高效率地将引起的电流转换为期望的电压。作为上述开关电源装置中的输出电压控制系统，迄今已使用了用于控制响应输出电压变化的开关脉冲的占空比(duty ratio)的脉冲宽度调制(PWM)控制系统以及用于控制开关脉冲的频率或相位的频率(例如，共振)控制系统或相位控制系统。图1示出了利用PWM控制系统的传统开关电源装置的示意电路结构。开关电源装置100包括初级整流平滑电路115，用于通过AC滤波器110对从商业电源AC提供的AC输入进行整流和平滑。有开关FET 125的漏极通过整流变压器(converter transformer)120的初级绕组120A及开关控制电路130的电源端130A通过启动电路140连接到初级整流平滑电路115。开关控制电路130通过PWM控制控制开关FET 125的开关操作。电源端130A通过电容器135接地。为了防止降低电源电压时开关控制电路130的故障，开关控制电路130在其中装入了滞后低电压故障禁止电路。当从0V增加施加到电源端130A的电源电压Vcc时，禁止电路开始其在Vcc＝16.5V的操作，并且当降低电源电压时，禁止电路在Vcc＝9.0V中断输出。次级整流平滑电路150连接到整流变压器120的次级绕组120B，以使在整流变压器120的次级绕组120B获得的整流器(converter)输出被次级整流平滑电路150整流和平滑以经过输出滤波器155输出。输出检测电路170通过用于检测输出电压的电阻分隔电路160和用于检测输出电流的电阻器165连接到次级整流平滑电路150。输出检测电路170的检测输出经光耦合器180反馈到开关控制电路130。输出检测电路170和光耦合器180由整流平滑电路190的整流平滑输出激励作为驱动源，所述整流平滑电路190连接到整流变压器120的次级绕组120B。开关控制电路130由启动时从初级整流平滑电路115提供的启动电流经启动电路140启动，以开始向开关FET 125提供开关脉冲。启动后，开关控制电路130由连接到整流变压器120的三级绕组120C的整流平滑电路138以整流平滑输出激励，作为驱动电源。即，通过响应由光耦合器180反馈的输出检测电路170的检测输出而正在变化的开关脉冲的负载周期，开关控制电路PWM控制开关FET 125的开关操作以稳定整流器输出。在传统开关电源装置100中，如果在通常的恒流获取操作(恒流充电操作)中、从输出线为电池取得输出检测电路170的电源，则电压变动范围会非常宽，从而需要能够提供持续稳定电压以保证稳定控制的单独电源。为此，通过使用具有松耦合的相同变压器的不同绕组提供用作对负载变化相对不敏感的电源的串联调节器(series regulator)、或通过使用用于同一个绕组的单独整流平滑电路，将电压变化的范围减小到尽可能小的值以保证稳定控制。在其中用于输出检测电路170的电源由单独整流从同一个变压器的同一个绕组提供的电源系统中，为了将在待机期间执行间歇操作的低功率开关电源的输出控制为恒压和恒流，用于间歇操作的开关停止期间控制所需的电源由整流平滑电路190的平滑电容量提供。这增加了整流平滑电路190的平滑电容器191的电容。而且，由于需要大电容会带来电容量按时序变化的效果的问题，因此使用了具有好的体积电容量比率的电解电容器。另一方面，在传统的待机能源节约型开关电源装置中，通过检测即将来临的无负载或轻负载条件执行间歇操作以停止开关操作从而节约能源。为检测负载，已知以一个负载串联地插入电阻器以检测在两端产生的电压降。如果要通过该方法精确检测出轻负载状态下的瞬时电流(10mA的量级)，则必须将检测电阻设置为几十至几百欧姆。在重负载的情况下，检测电阻器上的电压降或放热造成问题。迄今，这些问题通过用半导体器件短路检测电阻器的方法来解决。然而，电路变得复杂从而增加了费用。如果检测了负载状态并且发现为常规负载，则用于验证负载状态的光耦合器的LED打开并将结果信号发送到初级侧控制电路。如果发现负载状态为无负载或轻负载状态，则光耦合器的LED关闭以停止开关。为了执行该控制，有必要使用不同于用于控制恒定电压的反馈光耦合器的用于验证负载状态的光耦合器实现发送，因而需要冗余电路。在启动时，用于验证负载状态的光耦合器要经过一个无输出状态，因此，由于到次级侧输出电压增加到设置值为止需要一定的时间故驱动电压会不足。由于倾向于将该状态判断为无负载或轻负载状态，必须加上用于避免错误判断的电路。此外，在常规操作期间光耦合器一直为打开状态，因而消耗多余功率，其结果是在操作期间不能实现能源的节约。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供一种开关电源装置，其中通过简单地调整各个关键器件的值而丝毫也不改变现有电路，间歇地执行待机时间开关操作，以最小化功率消耗从而实现待机期间的能量节约，从而实现待机期间的能量节约，同时也允许进行如恒压恒流操作或各种保护功能操作的常规操作，而不受设计用于执行间歇操作的电路的影响。本专利技术提供一种开关电源装置，其中将来自初级侧启动电路的启动电流提供给具有滞后低电压错误操作禁止电路的开关控制电路，以通过积累在电容器中的能量对从所述低电压错误操作禁止电路的低电压保护电压到放电电压的电压范围启动所述开关控制电路；由所述开关控制电路控制一个开关元件的开关操作，所述开关元件开关提供到整流变压器的初级侧的初级侧整流平滑电路的整流平滑输出；启动后，由整流平滑电路对所述整流变压器的三级绕组的输出进行整流和平滑、以产生驱动所述开关控制电路的整流平滑输出；由次级侧整流平滑电路对在所述整流变压器的次级绕组中获得的整流器输出进行整流和平滑以便将其输出；从次级侧输出检测电路经光耦合器将误差信号反馈到所述开关控制电路、以便由所述开关控制电路控制所述开关元件的开关操作；并且其中依赖于所述整流变压器的次级侧中的负载状态而改变，所述三级绕组中的输出电压被设定为，对于小于设定负载电流的电流、低于所述低电压保护电压，而对于不小于所述设定负载电流的电流、高于所述低电压保护电压，从而在待机期间执行间歇操作。附图说明图1是示出了传统的开关电源装置的结构的方框图。图2是示出了根据本专利技术的开关电源装置的结构的方框图。图3是示出了根据本专利技术的开关电源装置的间歇操作的波形的波形图。图4是示出了根据本专利技术的开关电源装置在间歇操作期间次级侧输出波形的波形图。具体实施例方式下面将参照附图详细说明本专利技术的优选实施例。本专利技术应用于具有例如在图2中所示的结构的开关电源装置200。开关电源装置200包括初级侧整流平滑电路215，用于对从商业电源AC经AC滤波器210提供的AC输入进行整流和平滑。开关FET 225的漏极经整流变压器220的初级绕组220A连接到初级侧整流平滑电路215。还连接有开关控制电路230，用于PWM控制开关FET 225的开关操作。AC滤波器21本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源装置，其中将来自初级侧启动电路的启动电流提供给具有滞后低电压错误操作禁止电路的开关控制电路，以通过积累在电容器中的能量对从所述低电压错误操作禁止电路的低电压保护电压到放电电压的电压范围启动所述开关控制电路；由所述 开关控制电路控制一个开关元件的开关操作，所述开关元件开关提供到整流变压器（ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）的初级侧的初级侧整流平滑电路的整流平滑输出；启动后，由整流平滑电路对所述整流变压器的三级绕组的输出进行整流和平滑 、以产生驱动所述开关控制电路的整流平滑输出；由次级侧整流平滑电路对在所述整流变压器的次级绕组中获得的整流输出进行整流和平滑以便将其输出；从次级侧输出检测电路经光耦合器将误差信号反馈到所述开关控制电路、以便由所述开关控制电路控 制所述开关元件的开关操作；并且其中依赖于所述整流变压器的次级侧中的负载状态而改变，所述三级绕组中的输出电压被设定为，对于小于设定负载电流的电流、低于所述低电压保护电压，而对于不小于所述设定负载电流的电流、高于所述低电压保护电压，从而 在待机期间执行间歇操作。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：今野明，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]