开关电源装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够利用于各种电子设备的包含DC-DC转换器的开关电源装置，该开关电源装置具备具有整流开关元件和换流开关元件的同步整流元件。
【背景技术】
[0002]输出电压低的大电流的开关电源中，将整流元件从二极管替换为M0S-FET的同步整流电路，能够降低整流部的导通损失，并在效率以及部件发热方面有利。具有整流开关元件(即整流侧M0S-FET)和换流开关元件(即换流侧M0S-FET)的同步整流电路的同步整流的动作中，整流侧M0S-FET与初级侧的主开关的0N驱动信号同步，而变为导通，另一方面，换流侧M0S-FET与初级侧的主开关的OFF驱动信号同步，而变为导通。绝缘型转换器中的主开关的驱动信号向次级侧同步整流部传递的方式中，虽然也有信号经过脉冲变压器或光耦等的绝缘元件而直接传递的他激方式，但是这样的方式的部件的数量较多而且电路复杂，另外，在安装空间的方面也有不利的因素。相对于此，存在使用主变压器的次级侧的主线圈自身或者独立设置的驱动线圈而传递的自激方式，该方式中，部件数量变少，电路比较简单，且在安装空间的方面也比较有利。
[0003]相对于现有的负载侧具有低电压、大电流的要求，假设在1个开关电源中额定输出电流不足的情况下，能够并联使用多个开关电源。
[0004]本发明所设想的是，次级侧的整流部为以自激方式驱动的同步整流电源的开关电源被多个并列使用的情况。
[0005]作为现有的例子，图1为表示开关电源的电路图，该开关电源中，DC-DC转换器部为正激转换器，次级侧的整流部为以自激方式驱动的同步整流电路，使用该电路图，而作如下说明。
[0006]图1中，对输入的交流电压进行滤波/整流/平滑的一般开关电源的构成部被省略而仅表示DC-DC转换器部。
[0007]图1中，主变压器T1为将初级侧和次级侧绝缘的主变压器，具有初级侧的主线圈Np、次级侧的主线圈Nsl和驱动换流侧MOS-FET Q4的辅助线圈Ns2。
[0008]主变压器T1的初级侧的主线圈Np和次级侧的主线圈Nsl以及辅助线圈Ns2的极性如图1中的点标记标示的那样，因此各个线圈中所感应的电压的相位关系如图1中的箭头所示。主开关Q1为M0S-FET等的开关元件。DC-DC转换器部为正激方式，输入直流电压Vin间的连接结构依次为高电位侧的+Vin、主变压器T1的初级侧主线圈Np的标点侧、Np的无点侧、Q1的漏级端子、Q1的源极端子、低电位侧的-Vin。输入电流电压间连接有输入电容C1。
[〇〇〇9] 虽然图1没有记载，具有输出电压Vout的检测电路，检测与设定电压的变动误差，并将该变动误差反馈到控制电路，为了补正该变动误差，从控制电路输出能够控制主开关Q1的导通和关断的时间比率的驱动脉冲，即进行PWM控制。
[〇〇1〇]使来自控制电路的驱动脉冲输入至各主开关Q1的控制端子，从而主开关Q1进行开关切换动作(导通/关断动作)。
[0011]通过主开关Q1同步进行开关动作，输入端的输入直流电压Vin被断续地施加于主变压器T1的初级线圈Np。一方面，主变压器T1的次级侧中，由整流侧MOS-FET Q3、换流侧MOS-FET Q4、扼流圈L1、电容器C3构成的整流平滑电路连接于次级侧主线圈Nsl。
[0012]次级侧主线圈Nsl的标点侧端子上连接有换流侧MOS-FET Q4的漏极端子和扼流圈L1，扼流圈L1的另一端连接于输出端子+Vout。另一方面，次级主线圈Nsl的无点侧端子连接于整流侧MOS-FET Q3的漏极端子，而且，整流侧MOS-FET Q3的源极端子和换流侧的MOS-FET Q4的源极端子连接于输出端子-Vout。另外，输出端子+Vout和-Vout的两端间，连接有电容器C3。
[0013]主开关Q1导通的话，主变压器T1的初级侧主线圈Np以如图1的箭头所示的方向(点方向为高电位)施加输入直流电压Vin。此时，次级侧主线圈Nsl和辅助线圈Ns2中，产生与图示的箭头方向相同(点方向为高电位)的电压，这些电压与主变压器的初级侧主线圈Np和次级侧主线圈Nsl、初级侧主线圈Np和辅助线圈Ns2的各自的圈数成比例。同时，在次级侧主线圈Nsl产生的电压经由电容C2和电阻R1而作为正偏电压施加于整流侧MOS-FET Q3的栅极端子，从而整流侧MOS-FET Q3导通。另一方面，在辅助线圈Ns2产生的电压在换流侧的MOS-FET Q4的栅极端子成为反偏电压，换流侧的MOS-FET Q4的栅极存储电荷被放电而急剧地关断。
[0014]一方面，主开关Q1成为关断的话，主变压器的初级侧主线圈Np上所施加的输入直流电压Vin被释放，流入的电流Ip被急剧截断。这样，在主变压器T1中，根据从在变压器中流动的电流除去流向次级侧的传送电流的感应电流，存储于变压器电感器中的感应能量，作为反激电压在主变压器T1的主线圈Np中产生与导通时施加的极性相反的电压。
[0015]此时，Nsl、Ns2中，与Np相同地产生与图示箭头相反(无点方向为高电位)的反激电压。该电压的峰值与各个线圈的圈数成比例。导通时，各线圈上所产生的电压反转，整流侧MOS-FET Q3的栅极成为反偏，栅极存储电荷被放电而急剧地关断。辅助线圈Ns2所产生的电压，经由电阻R2而作为正偏电压施加于换流侧的MOS-FET Q4的栅极端子，换流侧的MOS-FET Q4 导通。
[0016]如以上那样，整流侧MOS-FET Q3在主开关Q1导通时同步导通。另一方面，换流侧的MOS-FET Q4在主开关Q1关断时同步导通。
[0017]在初级侧将输入直流电压Vin由主开关Q1斩波而从直流电压转换为交流电压，该交流电压经由主变压器T1从初级侧主线圈Np传送到次级侧主线圈Nsl，该交流电压由同步整流MOS-FET Q3, Q4进行整流，并由扼流圈L1和电容C3的平滑电路进行平滑化，此时，通过控制主开关Q1的导通和关断的时间比率(脉冲宽度)，从而能够得到所期望的直流电压。
[0018]关于平滑电路的动作作如下说明。主开关Q1关断时，根据与此同步的整流侧MOS-FET Q3的关断，从次级侧主线圈Nsl的能量传递被断开，在此之前在主开关Q1导通期间存储于电感L1的能量，没有被经切换而变为导通的换流侧的MOS-FET Q4切断，而是被供给至电容器C3和负载，从而达成平滑化。
[0019]以上是，DC-DC转换器为正激式，次级侧的整流部为以自激方式驱动的同步整流电路的现有的开关电源的动作。
[0020]发明要解决的技术问题
[0021]作为上述开关电源的动作情况一般存在如下情况:对应于大功率的要求而并列连接多个开关电源而进行工作的情况；作为负载连接电池而进行工作的情况；或者，在负载侧连接大电容以包括无负载的轻负载进行工作的情况。
[0022]【背景技术】中所记载的次级侧的整流电路中采用自激方式的同步整理电路的开关电源在上述情况的动作中，以何种理由使主开关的开关切换动作停止时，虽然主开关已经停止切换，整流侧、换流侧的M0S-FET交互地反复进入导通/关断状态，从多个并列连接的其他正常工作的开关电源的输出、或从负载的电池、或从负载侧的大电容等，停止的电源的输入侧会有能量回流，从而成为自激振荡状态。
[0023]关于主开关的停止，可以假定为以下原因:过电压保护或加热保护等的各种保护功能的动作；多个电源并联连接动作中的各电源的输出电压Vout的电位差的偏差；一般的故障；或者遥控器控制等的电源功能的停止等。
[0024]自激振荡由以下的机理而产生。自激振荡有2个模式，以下使用图2来说明模式1，图3来说明模式2。
[0025]首先，主开关Q1突然变为关断。由此，主变压器T1的各线圈如图2所示的箭头方向(无点侧为高电位)产生反激电压。由该反