电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电源装置。在所述电源装置中，被配置为检测流过变压器的初级绕组的电流以限制流向开关单元的电流的电流限制单元具有自保持单元，所述自保持单元被配置为自保持其中流向开关单元的电流被限制的状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源装置，更特别地，涉及减少关断开关元件所耗费的时间段。
技术介绍
图7示出作为第一常规例子的常规的自激回扫电源(self-excitedflyback power supply)的电路图的例子。以下将描述自激回扫电源的操作。在图7中，从商用交流(AC) 电源700输入的交变电压经由滤波器电路701被整流电路702和平滑电容器703转换成直 流(DC)电压。变压器(transformer) 704的初级绕组(primary winding)Np和开关元件 706被串联连接。起动电阻器(start resistor) 705被连接在电容器703的正端子和开关 元件706的栅极之间。辅助绕组Nb围绕在变压器704的初级侧。电阻器710被设置在开 关元件706的栅极和源极之间。栅极电阻器709被设置在开关元件706的栅极侧。电流经 由电阻器707和电容器708从辅助绕组Nb流入电阻器709和710。当电流通过电容器703的DC电压而流过起动电阻器705使得开关元件706的栅 极电压上升时，漏极电流流动，并且电流流过初级绕组Np。结果，变压器704被激励，使得在 辅助绕组Nb中感应出电压。因此，开关元件706的栅极电压上升，使得开关元件706被接 通。另一方面，辅助绕组Nb的电压也被供给到包含电阻器711和电容器712的时间常数电 路。电容器712两端的电压也被施加在晶体管713的基极和发射极之间。当电容器712两端的电压上升使得晶体管713被接通时，电流经由电阻器709流 动。因此，开关元件706的栅极电压下降，使得开关元件706被关断。设置电阻器715和二 极管716用于将电容器712放电。当开关元件706被关断时，变压器704的次级绕组Ns的端子电压反转。因此，电 流经由次级整流二极管721流出次级绕组Ns。该电流对电容器722充电。在存储在变压器704中的能量被次级绕组Ns的电感限制的同时，通过该能量对电 容器722充电。在开关元件706被关断的时段中的开关元件706的漏极电压是通过将次级 绕组Ns的电压乘以初级绕组Np的匝数与次级绕组Ns的匝数的比值获得的电压、与对电容 器703充电的电压的和。当次级绕组Ns中的电流变为零时，在开关元件706的漏极处产生的电压开始以对 电容器703进行充电的电压为中心，以由次级绕组Ns的电感和电容器726确定的周期振动。初级绕组Np的电压被反映在辅助绕组Nb上。当开关元件706的漏极电压变得比 电容器703两端的电压低时，向绕组Nb施加电压，使得开关元件706的栅极电压高于其源 极的电压。当电压超过开关元件706的栅极阈值电压时，开关元件706被再次接通，以重复 上述的一系列操作。当电容器722两端的电压上升时，通过被电阻器723和724分割的电压操作分路 调节器725，并且，电流经由电阻器流过光电耦合器PC101。光电耦合器PClOl中的光电二 极管点亮，使得光电耦合器PClOl中的光电晶体管的阻抗降低。结果，与经由电阻器711对电容器712充电时相比，时间常数电路中的电容器712 两端的电压更早地上升。因此，晶体管713被接通，并且，开关元件706被关断。开关电源 通过这种反馈操作输出预定的电压。图7还示出用于通过初级侧的电流检测来关断初级侧的开关元件706的电路的例 子。 电阻器717的两端分别与晶体管718的基极和电流检测电阻器720连接。开关元件 706被接通，使得漏极电流流过开关元件706。因此，电流检测电阻器720的电压上升。当 晶体管718的基极-发射极电压上升到约0. 6伏时，晶体管718中的基极电流迅速增大。作为晶体管718中的基极电流的Hfe倍的电流流过晶体管718的集电极，以将其 栅极处的电荷放电。因此，开关元件706的栅极电压下降，使得开关元件706被关断。当电源的电容小并且开关元件706的栅极与源极之间的电容以及开关元件706的 栅极与漏极之间的电容小时，可以没有任何问题地使用第一常规例子中的电源装置中的开 关元件706中的电流限制电路(电阻器720和晶体管718)。当电源的输出功率增大并且开 关元件706的电流增大时，栅极与源极之间的电容和栅极与漏极之间的电容较大。因此，难 以迅速将栅极电压设为栅极阈值电压或更小。更具体而言，使开关元件706关断所耗费的时间段(S卩，关断时间)较长，并且，开 关元件706在被完全关断之前限制电流，使得电流检测电阻器720的检测值减小。当电流 检测电阻器720的检测值减小时，晶体管718中的基极电流也减小。因此，晶体管718不流 动用于降低栅极电压的电流，并且，关断时间变长。为了解决该问题，日本专利No. 0370436提出通过以多个段连接晶体管来增大电 流增益的电路。作为第二常规例子，图8示出该电路。如图8所示，该电路具有连接两个段中的晶体管的Dar 1 ington配置。使通过以一 个增益放大晶体管815中的基极电流而获得的电流流出开关元件804的栅极，所述增益是 第一段中的晶体管815的Hfel与第二段中的晶体管817的Hfe2的乘积。这能够使得流 出开关元件804的栅极的栅极电流的量大于当晶体管的数量为一个时的流出开关元件804 的栅极的栅极电流的量，由此使得能够高速关断开关元件804。另外，电路具有变压器802、 起动电阻器803、电阻器805、806、807、810、812、814、816和823、电容器808和811、晶体管 813、二极管818,820,822和824，以及电解电容器801和821。但是，流出电路的栅极的电流即第二段中的晶体管817中的集电极电流Ic2满足 Ic2 = HfelXHfe2X (Vr-Vbe)/R，其取决于检测电压，这里，R是电阻器814的电阻值，Vr是 电流检测电阻器806两端的电压。Vr是开关元件804中的漏极电流Id和电阻器806的电 阻值的积。Vbe是晶体管815的基极-发射极电压。当电流检测电阻器806中的电流减小时，晶体管815中的基极电流减小，并且， 晶体管817中的集电极电流也减小。当开关元件804的栅极电容较大时，在日本专利 No. 0370436中讨论的方法中，关断开关元件804所耗费的时间段变长。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种电源装置包括变压器；开关单元，被配置为控制流 过变压器的初级绕组的电流；电流检测单元，被配置为检测流过初级绕组的电流；电压输 出单元，与变压器的次级绕组连接；接通时间控制单元，与变压器的辅助绕组连接，并且被配置为控制接通开关单元的时间段；以及电流限制单元，被配置为基于检测的电流来限制 流向开关单元的电流，其中，电流限制单元具有自保持单元，所述自保持单元被配置为自保 持其中流向开关单元的电流被限制的状态。参照附图阅读示例性实施例的以下的详细描述，本专利技术的其它特征和方面将变得清晰。附图说明被包含于说明书中并构成说明书一部分的附图示出本专利技术的示例性实施例、特征 和方面，并与描述一起用于说明本专利技术的原理。图1是示出根据第一示例性实施例的配置的电路图。图2示出自保持电路。 图3示出第一示例性实施例中的各单元的波形。图4示出常规例子中的各单元的波形。图5是示出根据第二示例性实施例的配置的电路图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源装置，包括：变压器；开关单元，被配置为控制流过变压器的初级绕组的电流；电流检测单元，被配置为检测所述电流；电压输出单元，与变压器的次级绕组连接；接通时间控制单元，与变压器的辅助绕组连接，并且被配置为控制接通开关单元的时间段；以及电流限制单元，被配置为基于检测的电流来限制流向开关单元的电流，其中，电流限制单元具有自保持单元，所述自保持单元被配置为自保持其中流向开关单元的电流被限制的状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林崎实，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]