开关电源装置制造方法及图纸

开关电源装置是在是否对线圈施加电压间进行切换的开关电源装置。开关电源装置包括：开关元件，包含互相共源共栅连接的常导通型的第1开关元件及常断开型的第2开关元件，所述开关元件在是否对线圈施加电压间进行切换；以及控制电路，检测开关元件的共源共栅连接点上的电压，且根据所检测出的电压来控制开关元件的接通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过开关动作来生成并输出规定电压的开关电源(switchingpower supply)装置。
技术介绍
近年来，在信息设备、家电设备等各种设备中广泛利用着开关电源装置。尤其是在移动终端装置等信息设备中，需要针对CPU (Central Processing Unit,中央处理 器)驱动用、显示器驱动用、通信接口用等对应不同功能供给不同电压的各种电源，且必须利用电池电源(也就是输入电压)生成这些电源(也就是输出电压)。由于开关电源可通过使要施加于线圈的电压在接通/断开之间切换而获得所需的输出电压，因而得到广泛应用。作为该开关电源的一例，例如在专利文献I中公开有如下技术在临界模式PFC(Power Factor Correction，功率因数修正)升压型转换器中，检测输入电压及输出电压，并使用所检测出的这些电压进行规定的运算，由此决定开关元件的接通持续时间(duration)及断开持续时间，并基于所决定的接通持续时间及断开持续时间，使开关元件接通/断开。在这种开关电源装置中，为了有效率地进行稳定的电源供给，在适宜的时刻进行切换成为共通的课题。(现有技术文献)专利文献I :日本国专利申请公开公报“特开2010-104218号公报” ；2010年5月6日公开。
技术实现思路
然而，在以往的开关电源装置中，因为是通过规定的运算来决定开关元件的接通时刻，所以如果该运算中产生误差，那么开关元件的接通时刻中也会产生偏差。另外，适宜的接通时刻会根据开关元件的端子间电容、线圈的电感值、输入电压等可变因素而变动，在以往的开关电源装置中，因为通过规定的运算来决定开关元件的接通时刻，所以无法应对所述可变因素。因此，在以往的开关电源装置中，无法在适宜的时刻使开关元件接通。因此，本专利技术是鉴于所述问题而完成，目的在于提供一种开关电源装置，可以使用于切换对线圈是否施加电压的开关元件的接通时刻进一步优化。为了解决所述课题，本专利技术的开关电源装置是通过与线圈的一端相连接的开关元件来在是否对所述线圈施加直流电压间进行切换，且使在开关元件接通期间蓄积在所述线圈中的磁能作为由开关元件断开期间在所述线圈中流通的电流传输的电能而提取到输出侦牝从而获得输出电压；该开关电源装置的特征在于所述开关元件包含互相共源共栅连接(cascode connection)的常导通型的第I开关元件及常断开型的第2开关元件；且所述开关电源装置包括电压检测单元，检测所述开关元件的共源共栅连接点上的电压；以及控制单元，根据由所述电压检测单元所检测出的所述电压，控制所述开关元件的接通。根据该结构，因为是根据决定开关元件的适宜的接通时刻的开关元件的共源共栅连接点上的电压来控制开关元件的接通，所以即便在如根据开关元件的端子间电容、电感值、或输入电压，而使线圈电流变为0后直至开关元件的汲极电压降至规定电压为止的时间差发生变动的情况下，也不会在汲极电压降至规定电压之前使开关元件接通。因此，可以使开关元件的接通时刻进一步最佳化。另外，通过检测开关元件彼此的共源共栅连接点的电位，而可利用低于开关元件的端子间电压的电压来控制开关元件的接通时刻。通常，随着检测部中的耐压变大，检测部的成本会增加。另外，随着检测部中的耐压范围扩大，检测部的检测精度会降低。在此，本专利技术采用的技术方案是对共源共栅连接点的电压进行检测，由此根据该技术方案，而检测更低的电压。由此，可以抑制检测部的成本，而且可以提高检测部的检测精度。于此，如果仅使检测部中的电压降低，那么也可以考虑通过电阻来进行分压的技术方案，但在此情况下，零件件数会增加，而且会产生电阻所致的导通损耗。本专利技术由于并 未采用这种技术方案，所以零件件数不会增加，也不会产生导通损耗。根据本专利技术的开关电源装置，发挥能够使用于在是否对线圈施加电压间进行切换的开关元件的接通时刻进一步最佳化这样的效果。附图说明 图I表示本实施方式的开关电源装置的结构。图2表示本实施方式的开关电源装置所包含的控制单元的详细结构。图3表示本实施方式的开关电源装置执行动作时的各种参数的波形。100 开关电源装置200 控制电路(控制单元)210 底部电压检测电路220 驱动电路230 误差放大电路240 接通时刻生成电路Cl 电容器C2 电容器C3 电容器Dl 二极管LI 线圈Ql 开关元件QlA 开关元件(第I开关元件)QlB 开关元件(第2开关元件)Rll 电阻Rl 2 电阻具体实施例方式下面，参照附图说明本专利技术的实施方式。图I表示本实施方式的开关电源装置100的结构。电源装置100是所谓的升压型开关电源装置，即，通过与线圈LI的一端相连接的开关元件Q1，来在对线圈LI是否施加直流电压之间切换，且使在开关接通期间蓄积在线圈LI中的磁能作为由开关断开期间在线圈LI中流通的电流传输的电能而提取到输出侧，由此使输入电压Vi升压而获得输出电压Vo。〔开关电源装置的结构〕开关电源装置100包括电容器Cl、电容器C2、线圈LI、开关元件Q1、电阻RH、电阻R12、及控制电路200。 电容器Cl即所谓的平流电容器，使输入电压Vi平流化。线圈LI即所谓的电感器，如果施加输入电压Vi则会产生电感器电流。电容器C2即所谓的输出电容器。电容器C2是通过线圈LI中所产生的电感器电流而充电。由此，可从电容器C2中获得输出电压Vo。二极管Dl设置在线圈LI与电容器C2之间，以防止电感器电流的逆流。电阻Rll及R12用于使输出电压Vo分压。(开关元件Ql)开关元件Ql在对线圈LI是否施加输入电压Vi之间切换。开关元件Ql包含开关元件QlA及Q1B。开关元件QlA (第I开关元件)是常导通型的场效应晶体管(耗尽型晶体管)。于此，使用耗尽型n信道型的接合型场效应晶体管作为常导通型的场效应晶体管，但也可以使用耗尽型n信道型的MOS (Metal Oxide Semiconductor,金属氧化物半导体)型场效应晶体管作为常导通型的场效应晶体管。另外，开关元件QlB (第2开关元件)是常断开型的场效应晶体管(增强型晶体管)。于此，使用增强型n信道型的MOS型场效应晶体管作为常断开型的场效应晶体管。开关元件QlA及QlB互相共源共栅连接。具体来说，开关元件QlB的汲极与开关元件QlA的源极相连接。另外，开关元件QlB的源极与开关元件QlA的闸极相连接。也就是说构成如下在开关元件Ql中，开关元件QlB的汲极-源极间和开关元件QlA的源极-闸极间互相并列地连接。通过该技术结构，开关元件Ql发挥常断开型的开关元件的功能。也就是说，如果对闸极施加控制电压，那么开关元件Ql成为接通状态。由此，对线圈LI施加输入电压Vi。相反地，如果切断对闸极施加的控制电压，那么开关元件Ql成为断开状态。由此，切断对线圈LI施加的输入电压Vi。下面对开关元件Ql的断开动作进行具体说明。首先，通过使开关元件QlB的闸极电压降低，而使开关元件QlB断开。由此，使开关元件QlB的源极-汲极间的电压上升，随之使开关元件QlA的源极-闸极间的反向电压上升。接着，如果该反向电压达到开关元件QlA的闸极阈值电压，那么开关元件QlA断开，从而开关元件Ql整体上呈断开状态。此外，根据所述断开动作也可判断出，开关元件QlB所需之汲极-源极间电压耐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源装置，通过与线圈的一端相连接的开关元件来在是否对所述线圈施加直流电压间进行切换，且使在开关接通期间蓄积在所述线圈中的磁能作为由开关断开期间在所述线圈中流通的电流传输的电能而提取到输出侧，从而获得输出电压；该开关电源装置的特征在于：所述开关元件包含互相共源共栅连接的常导通型的第1开关元件及常断开型的第2开关元件；且所述开关电源装置包括：电压检测单元，检测所述开关元件的共源共栅连接点上的电压；以及控制单元，根据由所述电压检测单元所检测出的所述电压，控制所述开关元件的接通。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木正人，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：