本发明专利技术提供一种ＡＣ－ＤＣ转换器和使用该转换器的电源系统，其目的在于通过不使用半导体闸流管而构成过电压防止电路，来提供廉价的电源系统和避免追加滤波电路。在ＡＣ－ＤＣ转换器中附加了如下构成的子回路控制电路：光电耦合器２６的受光侧晶体管的集电极端子通过电阻３８连接在ＭＯＳ－ＦＥＴ２的栅极端子上，光电耦合器２６的受光侧晶体管的发射极端子连接晶体管３的基极端子上，以及在光电耦合器２６的发光侧连接ＯＰ放大器３９、电阻４０～４３、齐纳二极管４４。此外，在ＤＣ－ＤＣ转换器中，在转换器的输入和比较器３３的非反向输入端子之间附加有使阳极连接在非反向输入端子上的齐纳二极管４５。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电源系统，更具体而言，涉及具有自激励型回描转换器的电源。
技术介绍
(开关电源装置的基本动作)使用商用电源的电源系统通常为了取得直流输出而具有AC-DC转换器，但是作为这样的AC-DC转换器，以往广泛使用自激励型回描转换器(或称作冲击线圈转换器(RCC))。图5是表示以往的自激励型回描转换器的电路基本结构的图。绝缘变压器1由输入侧的初级线圈Np、输出侧的次级线圈Ns、初级线圈侧的辅助线圈Nb构成。辅助线圈Nb是控制开关元件MOS-FET2的栅压的晶体管3的驱动用线圈。输入电压E是由桥接二极管对AC输入电压整流后、经氧化铝电解电容器平滑的直流电压，是氧化铝电解电容器两端的电压。这里，未图示桥接二极管、氧化铝电解电容器。输入电压E被施加在初级线圈Np的一端和MOS-FET2的漏极端之间，输入电压的(+)侧是初级线圈Np的绕线始端，而输入电压的(-)侧连接在MOS-FET2的源极端子上。此外，辅助线圈Nb被配置为与初级线圈Np同极性，次级线圈Ns被配置为不同极性。在MOS-FET2的栅极端子上连接有起动电阻4、5。此外，在MOS-FET2的栅极端子和辅助线圈Nb的绕线始端之间连接有电容器6和栅电阻7、8。在栅电阻7、8的两端连接有阴极向着辅助线圈Nb一侧的二极管9，调整MOS-FET2导通、断开的速度。在晶体管3的基极和输入电压的(-)侧之间连接有电容器10。电阻11连接在辅助线圈Nb和晶体管3的基极之间，与电容器10一起构成时间常数电路。在光电耦合器12的集电极和MOS-FET2的栅极之间连接电阻13，限制流向光电耦合器12的电流时，光电耦合器12的发射极连接在晶体管3的基极上。在绝缘变压器1的次级线圈Ns的绕线结束端连接着整流用二极管14的阳极一侧。电解电容器15连接在二极管的阳极一侧和次级线圈Ns的绕线始端之间，进行平滑化。输出电压Vo由电阻16、17分压，分压的电压施加到OP放大器18的反向输入端子。由齐纳二极管19和电阻20生成的基准电压输入到OP放大器18的非反向输入端子，OP放大器18把施加在反向输入端子上的电压与输入的基准电压相比较，通过调整输出端子的电压，控制通过电阻21流入光电耦合器12的二极管中的电流。连接在OP放大器18的反向输入端子和输出端子之间的电阻22和电容器23用于调整闭环的增益和相位。首先，如果施加输入电压E，则MOS-FET2通过起动电阻4、5，在栅极端子被施加偏压，而变为导通状态。如果MOS-FET2变为导通状态，则输入电压E被施加到初级线圈Np上，在辅助线圈Nb中感应以绕线始端一侧为(+)的电压。这时，在次级线圈Ns中也感应电压，但是，因为是整流二极管14的阳极一侧为(-)的电压，所以电压不传递到次级线圈侧。因此，流过初级线圈Np的电流只是绝缘变压器1的励磁电流，在绝缘变压器1中存储与励磁电流的平方成比例的能量，该励磁电流与时间成比例也增大。通过在辅助线圈Nb中感应的电压，经电容器6、电阻7、8对MOS-FET2的栅极充电，并使导通状态继续。从辅助线圈Nb向与电阻11一起构成时间常数电路的电容器10充电。电容器10两端的电压如果变为比晶体管3的Vbe高，则晶体管3变为导通状态，通过降低MOS-FET2的栅压，MOS-FET2变为非导通状态。这时，在绝缘变压器的各线圈中产生与起动时反向的电压，因为在次级线圈中产生以整流二极管14的阳极一侧为(+)的电压，所以存储在绝缘变压器1中的能量被整流、平滑后，传递给次级线圈侧。如果存储在绝缘变压器1中的能量被全部传递给次级线圈侧，则MOS-FET2再次变为导通状态。这是因为在辅助线圈Nb中产生与MOS-FET2漏源极间的电压成比例的电压，而MOS-FET2变为非导通状态后，栅极端子偏置为(-)，在次级线圈侧能量的传递结束时，(-)的偏压渐渐下降，所以，MOS-FET2的栅极端子再次从耦合的电容器6向(+)方向偏置。来自光电耦合器12的电流在输出电压Vo高时，流过很多电流，由此，电流被提供给电容器10，且充电时间变短。这表示MOS-FET的导电时间缩短，据此，由于存储在绝缘变压器1中的能量减少，输出电压Vo下降，进行定电压动作。在输出电压较低时进行相反的动作。图6是表示采用自激励型回描转换器方式的电路各部的电流或电压的波形图。VG为MOS-FET2的栅压，VDS为MOS-FET2的漏源电压，ID为漏电流，VNs为次级线圈Ns中产生的电压，IS为流入次级线圈侧的整流二极管14的电流，VNb为在辅助线圈Nb中产生的电压。首先就MOS-FET2的导通期间加以说明。通过起动电阻4、5在栅极上施加偏压，由于VG的电位上升，MOS-FET2变为导通状态。据此，ID随时间以正的斜率直线增加，在绝缘变压器1中存储能量。这时，VDS因为MOS-FET2为导通状态，所以电位几乎为0。另一方面，尽管在次级线圈侧的整流二极管14中施加VNs，但由于是反向偏置，所以IS为0。VNb表示这时的辅助线圈Nb的电压。电容器10被充电，晶体管3变为导通状态，MOS-FET2的栅压VG变为0，所以MOS-FET2变为非导通状态。因此，ID变为0，VDS为把相对于输入电压E的、次级线圈侧输出电压的绕线比倍的电压和浪涌电压重叠的电压。这时，次级线圈侧的整流二极管14变为导通状态，存储在绝缘变压器1中的能量被传递给次级线圈侧，IS以负的斜率直线减小，这时在辅助线圈中产生负电压。DC-DC转换器电路的动作在电源系统中，通常使从开关电源输出的电压为所需的电压水平，所以使用DC-DC转换器。在以往的电源系统中，作为这样的DC-DC转换器，广泛使用降压型DC-DC转换器。图7是表示降压型DC-DC转换器的基本电路的图。降压型DC-DC转换器配置在开关电源装置的后级，根据开关电源装置的直流输出电压(Vo)生成任意的直流输出电压(VI)。降压型DC-DC转换器主要由输入电容器28、P沟道MOS-FET29、电感器30、二极管31、整流电容器32构成。P沟道MOS-FET29的源极连接在Vo一侧，漏极连接在电感器30的一端。在电感器30的另一端和GND之间连接着整流电容器32。此外，在电感器30的MOS-FET29一侧连接二极管31的阴极，二极管31的阳极连接在GND上。比较器33的输出端子通过电阻34连接在MOS-FET29的栅极上，把输出电压(V1)作为检测电压通过电阻35施加在非反向输入端子上，输入电压(Vo)由电阻36、37分压后，施加在反向输入端子上。当输入到非反向输入端子上的输出电压也比施加在反向输入端子上的基准电压低时，比较器33的输出变为低电平，P沟道MOS-FET29导通后，通过电感器30，电容器32被充电。若电容器32被充电且非反向输入端子电压比反向输入端子电压高，则通过比较器33的输出变为高电平，且P沟道MOS-FET29变为不导通后，二极管31导通，电感器30的再生结束。通过重复以上的动作，把任意的直流输出电压提供给例如微控制器等装置。(过电压防止电路的动作)下面，参照图5，说明在发生环路开路、元件破坏时，用于防止过电压发生的现有开关电源装置中的过电压防止电路的动作。在输出端子上通过电阻24连接有齐纳二极管25的阴极，在齐纳二极管2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＡＣ－ＤＣ转换器，其特征在于包括：开关元件，控制将来自商用电源的交流电流整流平滑后得到的直流电压向变压器初级线圈一侧导通；整流电路，对上述变压器次级线圈一侧的输出进行整流；第一控制电路，控制上述开关元件，以使恒定 输出电压从输出端子输出； 第二控制电路，控制上述开关元件，以使上述输出端子的电压变为高于上述恒定输出电压的给定电压。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：富山正康，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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