一种开关电源设备，包括：开关DC-DC转换器，用于接收输入电压；电流检测单元，用于检测来自DC-DC转换器的电流；输入电压检测单元，用于检测输入电压的减小或切断；过电流限制电路，用于在由电流检测单元检测的电流超过阈值时，停止DC-DC转换器的操作；以及阈值控制单元，用于改变过电流限制电路的阈值，使得如果由输入电压检测单元检测到输入电压的减小或切断，则延长检测到输入电压的减小或切断的时间与DC-DC转换器的操作被停止的时间之间的时间段。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术例如涉及具有谐振开关转换器的开关电源设备。
技术介绍
配备有各种谐振转换器的开关电源设备被广泛地使用。通过谐振转换器能够容易地实现高的功率转换效率，并且由于谐振转换器的开关波形(switching waveform)基本上是正弦波，因此还可以实现低噪声特性。另外，谐振转换器具有配置有相对少量的部件的优势。作为谐振转换器的典型配置，广泛使用采用了半桥耦合系统的配置，在该配置中， 由串联连接的两个开关元件组成的开关电路对于DC输入电压并联设置。采用半桥耦合系统的电流谐振转换器被配置为使得两个开关元件交替导通/截止。在采用半桥耦合系统的这种开关转换器中，通常使用彼此并联连接的各开关元件和谐振电容的组合。用于谐振转换器的开关驱动被配置为使得两个开关元件交替导通/截止，并且设置了两个开关元件同时都截止的瞬变周期。设置瞬变周期以防止两个开关元件同时导通。图1示出了使用采用半桥耦合系统的电流谐振转换器作为DC-DC转换器4的开关电源电路的实例，其中，半桥耦合系统包括作为开关元件的场效应晶体管(下文中相应地称为FET) Ql和Q2。商用电源经由AC插头1和保险丝2提供至AC/DC转换器3。AC/DC转换器3由二极管桥BD组成，并且从AC/DC转换器3输出的DC电压提供到隔直电容器(平滑电容器)Ci。隔直电容器Ci两端产生的电压被提供至作为电流谐振转换器而配置的DC-DC转换器4。在DC-DC转换器4中，初级串联谐振电容(下文中，相应地称为谐振电容)Cl设置在初级线圈m的一端和地之间。这里，图1中示出的电源设备采用该配置，以通过外部激励来驱动开关元件。图1中示出的DC-DC转换器4包括由一个FET Ql和另一个FET Q2组成的串联连接电路。换句话说，两个FET Ql和Q2在半桥配置中耦合。由这些FET Ql和FET Q2组成的半桥电路与隔直电容器Ci两端的DC输入电压Vdc并联连接。由于FET Ql和FET Q2被开关驱动(switching-driven)，因此，发送到FET Ql和FET Q2的DC输入电压被切换。另外，本体二极管Dl以所谓的反平行状态与FET Ql连接。换句话说，FET Ql的漏极与本体二极管Dl的负极连接，并且FET Ql的源极与本体二极管Dl的正极连接，使得FET Ql的正向和本体二极管的正向相反。类似地，本体二极管D2以反平行状态与FET Q2连接。 由变压器T的初级线圈Ni、变压器T的漏电感部件(leakage inductance component)Ll和谐振电容器Cl组成的串联谐振电路与FET Q2并联连接。另一方面，谐振电容器不与FET Ql连接。然而，正如人们通常所熟悉的，具有与 FET Q2并联连接的谐振电容器而不具有与FET Ql并联连接的任何谐振电容器的配置的谐振操作，与具有分别与FET Ql和FET Q2并联连接的两个谐振电容器的配置类似。控制电路9被设置用于通过外部激励开关驱动FET Ql和FET Q2，并且例如包括如图1所示的振荡器10和驱动电路11。振荡器10生成具有预定频率的振荡信号，并将该振荡信号提供至驱动电路11。驱动电路11使用输入的振荡信号生成用来开关驱动FET Ql 和FET Q2的驱动信号SGl和SG2。基于输入到驱动电路11的振荡器10的输出信号，来确定这些驱动信号SGl和SG2 的频率。另外，在驱动信号SGl的相位和驱动信号SG2的相位之间存在180度的相位差。因此，FET Ql和FET Q2根据由振荡电路11生成的振荡信号频率确定的开关频率以交替导通 /截止的方式来执行开关操作。另外，以设置了瞬变周期(FET Ql和FET Q2在此期间同时截止)的方式形成驱动信号SGl和SG2的波形。控制电路9还包括误差放大器12和光耦合器(photocoupler) 13。变压器T被设置为用来将FET Ql和FET Q2的开关输出从初级侧传输到次级侧， 并通过将初级线圈m和次级线圈N2缠绕在铁心上而制成。此外，漏电感部件Ll提供谐振操作。初级线圈m的一端与FET Ql和FET Q2之间的连接节点相连接，而另一端经由串联谐振电容Cl与DC输入电压Vdc的负极侧相连接。这里，漏电感部件Ll与谐振电容Cl串联连接，Ll和Cl的该串联连接形成了初级侧串联谐振电路。FET Ql和FET Q2的开关输出被提供至初级侧串联谐振电路，这使得初级侧串联谐振电路的开关操作成为电流谐振操作。在变压器T的次级侧，形成在次级线圈N2的中心点处的中心抽头与次级侧地相连接。另外，如图1所示连接的整流二极管D3和D4以及平滑电容器Co形成了次级侧全波整流器。在次级线圈N2上激励的交流电压被该次级侧全波整流器整流并平滑。次级侧DC电压Vout作为平滑电容器Co两端的电压而生成，并被提供给负载。另外，次级侧DC电压Vout被分支并提供到控制电路9中的误差放大器12。在误差放大器12中，将次级侧DC电压Vout的电平和基准电压Vref的预定电平相互比较，生成具有与两个电平间的误差相对应的电平的误差信号，并将该误差信号经由光耦合器13提供至振荡器10。光耦合器13被设置为用来将初级侧与次级侧隔离，以精确地将误差信号从次级侧反馈至振荡器10 (假设设置在初级侧)。电阻Ro被设置为根据误差信号来调节注入至光耦合器13中的光电二极管的电流。振荡器10是根据误差信号改变其振荡频率的变频振荡器。从初级侧传输到次级侧的能量的量随着FET Ql和FET Q2的开关频率的变化而变化，结果，可变地控制了次级侧 DC电压Vout的电平。因此，次级侧DC输出电压能够通过上述控制系统来稳定。具体地，进行稳定控制，使得当次级侧DC电压Vout的电平降低时，开关频率低。因此，传输到次级侧的能量的量增加，从而次级侧DC电压Vout升高。当次级侧DC电压Vout 的电平升高时，开关频率高，结果，传输到次级侧的能量的量减小，从而次级侧DC电压Vout 降低。可选地，取代振荡器10，可以使用脉宽调制电路通过改变其输出脉冲的脉宽来稳定输出电压。图2示出了作为图1示出的整个电路的一部分的包括FET Ql和FETQ2的电路。图 3示出了当开关电源电路的电源在稳定状态时(或者开关电源电路在正常操作状态时)，驱动信号SGl和SG2的波形，电流IQl、IQ2和IL的波形以及谐振电容Cl两端的电压VCl的波形。这里，电流IQl和IQ2分别表示流经FET Ql和FET Q2的电流，而电流IL表示流经谐振电路的电流。如图3A和图;3B所示，驱动电路11将驱动信号SGl和SG2分别提供至FET Ql和 FET Q2的栅极。FET Ql在驱动信号SGl为正极性脉冲的高电平的时间段内导通，而FET Ql 在驱动信号SGl为低电平的时间段内截止。对于FET Q2和驱动信号SG2同样如此。以下将描述处于正常操作状态下的包括FET Ql和FET Q2的上述电路的操作。首先，在时间段tl的起始处，由于驱动信号SGl变成高电平，因此FET Ql变为导通，如图3C 所示，电流IQl流经从Ql、Ll和附到Cl的路径。在瞬变时间段t2，驱动信号SGl处于低电平，因此FET Ql和FET Q2都截止。在该情况下，图3D中示出的IQ2瞬时流经从D2本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种开关电源设备，包括：开关ＤＣ－ＤＣ转换器，用于接收输入电压；电流检测单元，用于检测来自所述ＤＣ－ＤＣ转换器的电流；输入电压检测单元，用于检测所述输入电压的减小或切断；过电流限制电路，用于在由所述电流检测单元检测的所述电流超过阈值时，停止所述ＤＣ－ＤＣ转换器的操作；以及阈值控制单元，用于改变所述过电流限制电路的所述阈值，使得如果由所述输入电压检测单元检测到所述输入电压的减小或切断，则延长检测到所述输入电压的减小或切断的时间与所述ＤＣ－ＤＣ转换器的操作停止的时间之间的时间段。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：高木和贵，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP
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