本申请涉及开关电源电路，半导体器件以及LED照明装置。一种开关电源电路包括：全波整流电路，该全波整流电路对交流输入电压进行全波整流以产生初级电压；变压器，该变压器利用第一和第二绝缘绕组之间的电磁感应将初级电压变压成次级电压；整流及平滑电路，该整流及平滑电路自次级电压产生直流输出电压以向负载供应直流输出电压；初级电流控制电路，该初级电流控制电路基于初级电流检测电压和第一基准电压的比较结果对初级电流进行开/关控制，该初级电流检测电压与第一绕组内流动的初级电流相对应；以及基准电压校正电路，该基准电压校正电路用于监测第二绕组内流动的次级电流的占空比，从而校正第一基准电压。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电源电路、用于该开关电源电路的半导体器件以及使用该开关电源电路和半导体器件的LED照明装置。
技术介绍
通常，在开关电源电路领域，公开了相对负载变化而稳定输出电流的技术，包括检测在此期间内变压器的次级电流流动的时间周期的步骤，以及设置该时间周期和开关周期之比(即开关元件的占空比)的步骤(参见JP-A-2009-11073，该申请在下文中被称作专利文献I)。图11是示出开关电源装置的常规示例的框图(专利文献I的图I)。该常规示例的开关电源装置X包括构成回扫型开关电源电路的半导体器件X100、变压器X110、二极管X121和X141、电容器X122和X142以及电阻器X151和X152，该回扫型开关电源电路自交流输入电压Vin产生预定的直流输出电压Vout，从而向负载Xl30供应直流输出电压Vout。变压器XllO包括初级绕组Xl11、次级绕组Xl 12以及辅助绕组Xl 13。在半导体器件XlOO中集成有开关元件XI、漏极电流检测电路X2、漏极电流限流电路X3、误差放大器X4、脉冲频率调制(PFM)控制电路X5、次级电流导通周期检测电路X6、次级电流检测延时校正电路X7、次级电流占空比控制电路X8、时钟信号选择电路X9、触发器电路X10、与非电路XII、栅极驱动器X12、导通时间消隐脉冲发生电路X13以及与电路X14和调节器X15。图12是示出半导体器件XlOO主要部分的电路图(专利文献I的图2)。次级电流导通周期检测电路X6包括单脉冲信号发生电路X21和X23、比较器X22以及触发器电路X24。次级电流检测延时校正电路X7包括恒定电流源X31、电容器X32、反相器X33以及开关X34。次级电流占空比控制电路X8包括开关X41和X42、电容器X43、恒定电流源X44、N沟道金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管X45和X46、比较器X47、基准电压源X48、与电路X49以及单脉冲信号发生电路X50。图13是示出开关电源装置X的各个部分的电压波形和电流波形的时序图，按照从上到下的顺序包括通过分压辅助绕组X113端部的电压而获取的绕组电压VTR、在开关元件Xl内流动的初级电流Ids以及在次级绕组X112中流动的次级电流I2p。有关图13中的标号，Tl标识在此期间次级电流I2p流动的第一周期，T2标识在此期间次级电流I2p不流动的第二周期，T3标识作为第一周期Tl和第二周期T2总和的第三周期，Ipkl标识初级电流Ids的峰值，并且Ipk2标识次级电流I2p的峰值。从开关电源装置X供应至负载X130的平均输出电流Iout是次级电流I2p的平均值。第一周期Tl内次级电流I2p的平均值是次级电流I2p的峰值电流Ipk2的1/2。第三周期T3内次级电流I2p的平均值是第一周期Tl内次级电流I2p的平均值乘以开关元件Xl的占空比而获得的值。因此，当初级绕组Xlll的匝数被标识为NI且次级绕组Xl 12的匝数被标识为N2时，用下面的表达式(I)表示平均输出电流lout。Iout= (1/2) X (N1/N2) X (T1/T3) X Ipkl. · · (I)常规开关电源装置X利用漏极电流限流电路X3控制开关元件Xl的峰值电流Ipkl恒定，从而使得表达式(I)中的T1/T3变得恒定，并继而控制平均输出电流Iout恒定。当施加到反相输入端子㈠的辅助绕组电压VTR变成基准电压或小于施加到同相输入端子(+)电压时，包括在次级电流导通周期检测电路X6内的比较器X22设置比较输出信号为高电平(当次级电流被检测为截止时的逻辑电平)。如图13所示，在开关元件Xl截止以后，辅助绕组电压VTR的波形随着时间流逝逐渐降低。因此，从次级电流I2p变成真正的截止状态(零值)起到辅助绕组电压VTR变得小于比较器X22的基准电压存在ー个延迟时 间ΛΤ1。结果，在次级电流导通周期检测电路X6中，检测到次级电流I2p为截止状态存在延迟时间Λ Tl。因此，在常规开关电源装置X中，事先从比较器Χ22检测到的次级电流Ι2ρ导通周期减去对应于延迟时间ΛΤ1的延迟校正周期ΛΤ2。因此，次级电流Ι2ρ的导通周期被校正，从而增强了平均输出电流Iout的精度。此处，如图13所示，当开关元件Xl的导通周期被标识为Τ4时，用下面的表达式(2)表示在开关驱动的ー个周期内流入开关电源装置X的平均输入电流Iin。Iin= (1/2) XIpklX (T4/T3)= (1/2) XIpklX (T1/T3) X (N1/N2) X (Vout/Vin). . · (2)此处，假设开关电源装置X的输入电压Vin改变。如上所述，常规开关电源装置X利用漏极电流限流电路X3控制开关元件Xl的峰值电流Ipkl恒定，从而使得表达式(I)中的T1/T3恒定，并继而控制平均输出电流Iout恒定。此外，N1/N2也恒定。另外，因为在负载X130中流动的平均输出电流Iout恒定，输出电压Vout也恒定。因此，应该理解如果开关电源装置X的输入电压Vin改变，开关电源装置X的平均输入电流I in相对输入电压Vin成反比地改变。然而，在由交流电供电的电源电路中，其功率因数很重要。为了获得高功率因数，期望从交流电源侧看过去时该电源电路看起来如同一个纯电阻。换言之，电源电路的输入电流和输入电压成正比是必要的。鉴于以上讨论，常规开关电源装置X的问题在于，当输入交流电时功率因数是很差的，并因而使得在从发电站到终端产品(负载)的电源系统中的功率损失增加了，并且在其它装置中存在噪音干扰的问题。
技术实现思路
鉴于以上问题，本专利技术的目的在于提供一种相比惯常能够实现更高功率因数并同时保持负载中流动的电流恒定的开关电源电路、用于该开关电源电路的半导体器件以及ー种使用该开关电源电路和该半导体器件的LED照明装置。为了实现上述目标，根据本专利技术的开关电源电路包括全波整流电路，该全波整流电路对交流输入电压进行全波整流以产生初级电压；变压器，该变压器利用第一和第二绝缘绕组之间的电磁感应将初级电压变压成次级电压；整流及平滑电路，该整流及平滑电路自次级电压产生直流输出电压以向负载供应直流输出电压；初级电流控制电路，该初级电流控制电路基于初级电流检测电压和第一基准电压的比较结果对初级电流进行开/关控制，该初级电流检测电压和该第一绕组内流动的初级电流相对应；以及基准电压校正电路，该基准电压校正电路用于监测该第二绕组内流动的次级电流的占空比，从而校正该第一基准电压。注意，从下文中对最优选实施例的具体说明和相关附图中将使本专利技术的其它特征、元件、步骤、优点以及特性更加清楚。附图说明图I是示出LED照明装置的结构化示例的框图。 图2是示出开关电源电路I的各个部分的电压波形和电流波形的时序图。 图3是示出次级电流时间检测电路107的结构化示例的电路图。 图4是示出第一乘法电路108的结构化示例的框图。 图5是示出斩波电路B2的结构化示例的电路图。 图6是示出第一乘法电路108的各个部分的电压波形的时序图。 图7是示出误差放大器109的结构化示例的框图。 图8是示出第二乘法电路111的第一结构化示例的电路图。 图9是示出第二乘法电路111的第二结构化示例的电路图。 图10是示出振荡器电路105的结构化示例的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种开关电源电路，包括：全波整流电路，所述全波整流电路对交流输入电压进行全波整流以产生初级电压；变压器，所述变压器利用第一和第二绝缘的绕组之间的电磁感应将所述初级电压变压成次级电压；整流及平滑电路，所述整流及平滑电路自所述次级电压产生直流输出电压以向负载供应直流输出电压；初级电流控制电路，所述初级电流控制电路基于初级电流检测电压和第一基准电压的比较结果对初级电流进行开/关控制，所述初级电流检测电压和所述第一绕组内流动的初级电流相对应；以及基准电压校正电路，所述基准电压校正电路用于监测在所述第二绕组内流动的次级电流的占空比，从而校正所述第一基准电压。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：池田雅和，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：
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