构成降低输入电压的高低引起的开关损耗的DC-DC变换器。在电源输入端子(+Vin)-GND间连接变压器(T1)的初级线圈(n1)和主开关元件(Q1)的串联电路。在变压器的次级线圈(n2)构成由整流侧同步整流器(Q2)、换向侧同步整流器(Q3)、平滑电容器(C20)及扼流线圈(L2)形成的整流平滑电路。将其输出电压提供给与电源输出端子(+Vout)连接的负载。输入电压检测电路(61)检测电源输入端子(+Vin)-GND间电压，将检测信号提供给开关控制电路(50)的VIN端子。开关控制电路进行PWM控制使到负载的输出电压恒定，且在到VIN端子的输入电压低时降低开关频率，在输入电压高时升高开关频率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对主开关元件进行PWM(脉冲宽度调制)控制的DC-DC变换器(直流-直流变换器)，特别是涉及降低了开关损耗的DC-DC变换器。
技术介绍
专利文献1公开了用作稳流电源电路的DC-DC变换器。图1是专利文献1所示的 DC-DC变换器的电路图。在变压器2的初级线圈3连接有开关元件5。在变压器2的次级线圈7，构成有由整流侧同步整流器8、逆变器9、换向侧同步整流器10、平滑电容器12以及扼流线圈13形成的整流平滑电路40。在该整流平滑电路40连接有负载15。在变压器2的第三级线圈18，构成有通过二极管21、19、电容器20、扼流线圈22、 电阻器23、M来检测输出电压Vout的输出电压检测电路41。在电阻器23、24的分压输出，构成有由运算放大器25、基准电源沈、比较器27、电阻器28、电容器四以及三角波振荡器30形成的控制电路42。该DC-DC变换器通过三角波振荡器30来设定开关频率，根据反馈的信号来进行 PWM控制。在主开关元件5的断开期间，产生谐振电压，并在断开期间中被谐振复位。开关频率为固定，若初级侧的输入电压变动，则通过PWM控制来改变占空比，从而使输出电压恒定。在将初级线圈和次级线圈的匝数比设为N时，在输入电压Vin、输出电压Vout、周期T、 导通时间Ton中，“Vout/Vin = NXTon/T”的关系成立，因此，只要开关频率为固定，则T 就固定，用Ton来控制输出电压Vout。在此，用Ton/T来定义占空比。专利文献1 JP特开2001-169545号公报图2是图1所示的主开关元件5的栅极电压Vg和漏极-源极间电压Vds的波形图。参照图2来说明专利文献1所示的PWM控制的正向变换器中的问题点。(1)首先，在输入电压低时，如图2(A)所示，PWM的占空比变大。S卩，主开关元件 5的导通时间变长，断开时间变短。由于断开时间变短，因此在谐振复位(关断主开关元件后，通过流过谐振电流来对变压器的励磁进行复位)结束前，主开关元件5会导通。因此， 成为在主开关元件5的漏极-源极间电压Vds高的状态(图中的电压Vsl)下进行开关动作的情况，会产生开关损耗。(2)在谐振复位的时机，“输入电压+谐振电压”的电压(图中的电压Vpl)被施加到主开关元件5的漏极-源极之间。因此，在输入电压高时，在谐振复位所产生的电压的峰值就变高。因此，需要耐压高的开关元件。一般而言，由于耐压高的开关元件Rdson (导通电阻)大，因此，开关损耗变大。如此，在对主开关元件进行PWM控制的现有的DC-DC变换器中，不管是输入电压高的情况还是低的情况，都有会产生开关损耗的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种降低因输入电压的高低而产生的开关损耗的DC-DC变换器。本专利技术的DC-DC变换器的第一形态，具备变压器其具有输入输入电压的初级线圈和输出输出电压的次级线圈；主开关元件，其与所述初级线圈串联连接；开关控制电路， 其对所述主开关元件的导通、断开进行PWM控制；和整流平滑电路，其与所述次级线圈连接，本专利技术的DC-DC变换器还具有输入电压检测电路，该输入电压检测电路检测所述输入电压，所述开关控制电路具备开关频率控制电路，该开关频率控制电路进行控制，使得在输入电压低时，降低所述主开关元件的开关频率，在输入电压高时，升高所述主开关元件的开关频率。本专利技术的DC-DC变换器的第二形态是，所述开关频率控制电路具备三角波振荡电路，其产生按照流过电阻电路的电流值而变化的频率的三角波；和根据所述输入电压来确定流过所述电阻电路的电流值的电路。本专利技术的DC-DC变换器的第三形态是，所述变压器具备第三级线圈，所述输入电压检测电路由整流平滑电路和峰值充电电路构成，其中，所述整流平滑电路与所述第三级线圈连接，并包括扼流线圈，所述峰值充电电路检测所述扼流线圈的两端电压的峰值。根据本专利技术，能以适于输入电压的开关频率来开关主开关元件，其结果是，能降低开关损耗。附图说明图1是专利文献1中所示的DC-DC变换器的电路图。图2是表示图1所示的主开关元件5的栅极电压Vg和漏极-源极间电压Vds的波形图。图3是表示第一实施方式的DC-DC变换器101的电路图。图4是表示到开关控制电路50的VIN端子的输入电压和开关频率之间的关系的图。图5是表示图3所示的主开关元件Ql的栅极电压Vg和漏极-源极间电压Vds的波形图。图6是第二实施方式的DC-DC变换器102的电路图。图7是开关控制电路50内的主要部分的电路图。图8是第三实施方式的DC-DC变换器103的电路图。(符号说明)EA误差放大器Ll扼流线圈L2扼流线圈nl初级线圈n2次级线圈n3第三级线圈Ql主开关元件Q2整流侧同步整流器Q3换向侧同步整流器RUR2 电阻器R3、R4 电阻器R5电阻器Tl变压器Vds源极间电压Vg栅极电压Vin输入电压Vout 输出电压Vref 基准电压端子50开关控制电路60输出电压检测电路61输入电压检测电路62驱动电路101 103 DC-DC变换器具体实施例方式(第一实施方式)参照图3 图5来说明第一实施方式。图3是第一实施方式的DC-DC变换器101的电路图。DC-DC变换器101具备变压器Tl，该变压器Tl的初级线圈nl与主开关元件Ql串联连接。该变压器Tl和主开关元件Ql组成的串联电路连接于电源输入端子 (+Vin)-GND (接地)间。在变压器Tl的次级线圈π2，构成有由整流侧同步整流器Q2、换向侧同步整流器 Q3、平滑电容器C20以及扼流线圈L2形成的整流平滑电路。该整流平滑电路的输出电压被提供给与电压输出端子(+Vout)连接的负载。驱动电路62根据变压器Tl的次级线圈η2 的电压等来控制整流侧同步整流器Q2以及换向侧同步整流器Q3。在变压器Tl的第三级线圈π3连接有输出电压检测电路60。该输出电压检测电路60由二极管D10、D11、电容器C3、扼流线圈Li、电阻器Rl、R2构成。该输出电压检测电路60产生到所述负载的输出电压的检测信号(输出电压的比例电压信号)。将该检测信号提供给开关控制电路50的FB端子。输入电压检测电路61检测电源输入端子(+VirO-GND间的电压，并将其检测信号提供给开关控制电路50的VIN端子。开关控制电路50从其OUT端子向主开关元件Ql的栅极输出开关控制信号。图4是表示到开关控制电路50的VIN端子的输入电压和开关频率之间的关系的图。在向DC-DC变换器101的电源输入端子(+VirO-GND间输入的输入电压越低，即到开关控制电路50的VIN端子的输入电压越低，开关频率相对变得越低。相反，输入电压越高，开关频率相对变得越高。图5是图3所示的主开关元件Ql的栅极电压Vg和漏极-源极间电压Vds的波形图。图5㈧是输入电压低时的波形，图5(B)是输入电压高时的波形。在图5(A)、⑶中双点划线所示的波形是开关频率不变动，在中间的、平均的开关频率固定的情况下的栅极电压波形。若输入电压低，则主开关元件Ql的占空比大，输入电压越高，占空比越小。若输入电压低，则如图5(A)的双点划线所示那样，占空比大且主开关元件Ql的导通时间长，但在本申请专利技术中，开关频率同时也低，因此，如图5(A)的栅极电压Vg所示那样，主开关元件Ql 的断开时间长，在该本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：长井淳，世登康宏，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：
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