开关控制电路以及开关电源装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种开关控制电路，该开关控制电路用于具有变压器以及开关元件的规定的开关电源装置中。
【背景技术】
[0002]通常，作为回扫方式的DC/DC转换器即开关电源装置，例如，在专利文献I中公开了第I种结构，该第I种结构将独立于变压器的I次绕组以及2次绕组而设置的辅助电源绕组的绕组电压进行整流，将整流后的电压作为朝向PWM电路的反馈信号而输入。另夕卜，在所述专利文献I中公开了第2种结构，该第2种结构使用光电耦合器来实现与从二次绕组整流出的电压之间的绝缘，作为反馈信号输入至一次绕组侧的PWM(Pulse WidthModulat1n)电路。
[0003]专利文献1:日本特开2006 - 246679号公报
【发明内容】
[0004]在需要多个绝缘DC/DC转换器(开关电源装置)的通用IPMdntelligent PowerModule)、车载用IPM、IGBT驱动电路中，在使用专利文献I所公开的现有的开关电源装置的情况下，为了从I个电源变压器得到多个输出，需要确保额外的绝缘空间。
[0005]另外，如果为了避免出现额外的绝缘空间，而采用分布式电源系统(对逆变器的各相单独配置开关电源装置)，则每个电源(装置)都需要用于控制的反馈信号。因此，存在如下问题，即，需要用于得到反馈信号的专用的绕组(上面第I种结构中的辅助电源绕组)，或者由光电耦合器等构成的绝缘反馈电路(上面第2种结构)，安装空间增大、整体的电源电路成本上升。
[0006]本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够实现节省空间化、低成本化的用于规定的开关电源装置的开关控制电路。
[0007]本发明所涉及的开关控制电路，其用于规定的开关电源装置中，所述规定的开关电源装置包含:变压器，其具有一次绕组部以及二次绕组部；以及开关元件，其通过导通/截止动作，将直流输入电压变换成交流电压，并供给至所述一次绕组部，所述开关控制电路具有:差动放大部，其将所述一次绕组部的两端的电压进行差动放大而得到放大电压；滤波电路，其提取所述放大电压中的低频成分而得到检测电压；以及动作控制部，其基于所述检测电压，执行对所述开关元件的导通/截止动作进行控制的控制处理。
[0008]发明的效果
[0009]本发明的开关控制电路基于下述检测电压，通过动作控制部执行对开关元件的导通/截止动作进行控制的控制处理，所述检测电压是使得一次绕组部的两端的电压经由差动放大部以及滤波电路进行处理而得到的。
[0010]如上所述，能够通过由规定的开关电源装置的一次绕组部侧的差动放大部以及滤波电路构成的比较简单的电路结构，得到开关元件的控制用的检测电压，因此，本发明的开关控制电路能够实现低成本化、小型化、轻量化以及节约资源化，并且能够控制开关元件的导通/截止动作。
[0011]本发明的目的、特征、方案、以及优点通过下面的详细说明和附图，会变得更加明了。
【附图说明】
[0012]图1是表示本发明的实施方式I即电源电路的结构的电路图。
[0013]图2是表示实施方式I的H检测滤波电路的检测动作的说明图。
[0014]图3是表示本发明的实施方式2即电源电路的结构的电路图。
[0015]图4是表示实施方式2的第I变形例的效果的时序图。
[0016]图5是表示实施方式2的第2变形例的效果的时序图。
[0017]图6是表示本发明的实施方式3即电源电路的结构的电路图。
[0018]图7是表示本发明的实施方式4即电源电路的结构的电路图。
[0019]图8是表示本发明的实施方式5即电源电路的结构的电路图。
[0020]图9是表示实施方式5的振荡电路的振荡栅极信号输出动作的时序图。
[0021]图10是表示本发明的实施方式即电源电路的结构的电路图。
[0022]图11是表示由实施方式6的比较电路进行的加工振荡信号的输出动作的时序图。
[0023]图12是表示本发明的实施方式7即电源电路的结构的电路图。
[0024]图13是表示本发明的实施方式8即电源电路的结构的电路图。
[0025]图14是表示本发明的实施方式9即电源电路的结构的说明图。
【具体实施方式】
[0026]<实施方式1>
[0027]图1是表示本发明的实施方式I即电源电路I (开关电源装置)的结构的电路图。
[0028]如该图所示，电源电路I具有变压器8、(NMOS)晶体管Q11、电压检测电路4、DC/DC控制IC15、电容器Cll、C12、二极管Dll、D12、以及主要结构部。
[0029]变压器8具有一次绕组部11以及二次绕组部12，一次绕组部11以及二次绕组部12彼此绕线的方向不同。一次绕组部11的一端(图1的上部侧)连接在电源Vcc与电容器Cll的一侧电极之间的节点Nll上。而且，电容器Cll的另一侧电极接地。一次绕组部11的另一端与晶体管Qll的一侧电极、二极管Dll的阴极连接，晶体管Qll的另一侧电极以及二极管Dll的阳极接地。从一次绕组部11的一端得到的电压是经由节点Nll供给的直流的输入电压VI，从一次绕组部11的另一端得到的电压是一次侧电压V2。
[0030]二次绕组部12的一端(图1的上部侧)与二极管D12的阳极连接，二极管D12的阴极与电容器C12的一侧电极连接。二次绕组部12的另一端与电容器C12的另一侧电极连接。从电容器C12的一侧电极(二极管D12的阴极)得到的电压是二次侧电压Vout。
[0031]电压检测电路4由差动放大部13以及H检测滤波电路14构成，在差动放大部13中，作为负输入而接收输入电压Vl，作为正输入而接收一次侧电压V2，将电压Vl、V2的电位差放大而得到差动放大电压V3。
[0032]H检测滤波电路14由二极管D14、电阻R14、以及电容器C14构成。二极管D14的阳极接收差动放大部13的输出即差动放大电压V3，阴极与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端经由电容器C14接地，并且作为检测电压V4而输出。
[0033]如上所述结构的H检测滤波电路14提取差动放大电压V3的低频成分而输出检测电压V4。该检测电压V4具有反映出差动放大电压V3的“H”电平部分即回扫电压AV的电压值。
[0034]DC/DC控制IC15将PWM信号S15输出至晶体管Qll的控制电极，该PWM信号S15是基于检测电压V4对脉冲宽度进行整形而得到的。
[0035]这些电压检测电路4以及DC/DC控制IC15是对电源电路I的晶体管Qll的导通/截止动作进行控制的开关控制电路。
[0036]晶体管Qll是N型的MOS晶体管，因此，在PWM信号S15为“H”期间成为导通状态，在“L”期间成为截止状态。能够通过该晶体管Qll的导通/截止动作，将输入电压Vl变换成交流的一次侧电压V2而向一次绕组部11供给。
[0037]为了测量由于变压器8的二次绕组部12侧的电压的变动而产生的一次侧电压V2中的回扫电压Δν，如图1所示，在回扫方式的DC/DC转换器即电源电路I中设置有反馈用的电压检测电路4，该电压检测电路4由H检测滤波电路14、和与变压器8的一次绕组部11的两端的电压V1、V2差动连接的差动放大部13构成。
[0038]图2是表示实施方式2的H检测滤波电路14的检测动作的说明图。如该图(a)所示，在一次侧电压V2中存在产生回扫电压AV的期间。由此，能够将差动放大电压V3中的回扫电压部分作为正电压而得到，最终得到具有反映出回扫电压AV的电压值的检测电压V4。
[0039]通常，一次绕组部11以及二次绕组部12的电压的关系由下面的公式(I)表示。
[0040]Vout+Vfl =Δ V/Nl.N2…(I)
[0041]公式(I)含义如下，S卩，二次侧电压Vout与二次绕组部12侧所接收的回扫电压Vfl的和，由一次绕组部11侧所接收的回扫电压Δ V与一次绕组部11的匝数NI和二次绕组部12的匝数N2的比(N2/N1)的乘积值决定。
[0042]由此，DC/DC控制IC15能够根据检测电压V4识别上述回扫电压Δ V，并应用公式
(I)，将可得到所希望的二次侧电压Vout的PWM信号S15输出，由此执行对晶体管Qll的导通/截止动作进行控制的控制处理。
[0043]如上所述，根据在一次绕组部11的一次侧电压V2中产生的回扫电压AV和一次绕组部11以及二次绕组部12的变压器绕组比(N2/N1)而运算二次绕组部12侧的二次侧电压Vout，由此DC/DC控制IC15能够进行反馈控制，使得二次侧电压Vout成为控制目标电压。
[0044]如上所述，实施方式I的电源电路I中的所述开关控制电路(电压检测电路4+DC/DC控制IC15)基于检测电压V4，通过DC/DC控制IC15 (动作控制部)执行对开关元件即晶体管Qll的导通/截止动作进行控制的控制处理，其中，该检测电压V4是使得一次绕组部11的两端的电压V1、V2经由差动放大部13以及H检测滤波电路14进行处理而得到的。
[0045]由此，电源电路I的所述开关控制电路能够通过由一次绕组部11侧的差动放大部13以及H检测滤波电路14构成的比较简单的电路结构的电压检测电路4，得到晶体管Qll的控制用的检测电压。因此，实施方式I的所述开关控制电路能够实现低成本化、小型化、轻量化以及节约资源化，并且能够通过DC/DC控制IC15的PWM信号S15对晶体管Qll的导通/截止动作进行控制。
[0046]因此，不需要如现有技术那样，呈现出使用反馈用的绕组而得到检测电压的现有的第I种结构，或者在一次绕组部侧通过光电耦合器得到检测电压的第2种结构。其结果，与所述第I种结构相比能够实现变压器的端子削减，与所述第2种结构相比不需要反馈用的光电耦合器，因此，具有能够实现与具有所述开关控制电路的电源电路I相关的低成本化/小型化/轻量化/节约资源化的效果。
[0047]<实施方式2>
[0048]图3是表示本发明的实施方式2即电源电路2 (开关电源装置)的结构的电路图。
[0049]如该图所示，电源电路2在取代DC/DC控制IC15而设置有三角波发生电路16以及比较电路17