开关电源装置的制造方法_2

文档序号:9648629阅读:来源:国知局
激电压,换流侧的MOS-FET Q4的栅极端子成为正偏,从而换流侧的MOS-FET Q4导通。该状态下,输出端存在电压(能量源)的情况下,在电感L1中流动的电感电流IL,与如图2所示的正常动作相反,即成为从输出侧流入的方向。电感电流IL中,电流的一部分向电感存储能量,随着时间的经过而增加。在主开关Q1导通时,根据主变压器T1中流过的电流中除去传送电流的感应电流成分,由存储于电感器的感应能量而产生反激电压。该能量被消耗枯竭后,反激电压降低,最终换流侧的MOS-FETQ4关断(以上为模式1)。
[0026]换流侧的MOS-FET Q4关断后,其漏极和电感器L1的连接点上,上升到如下电位:输出端子中存在的电压加上在换流侧的MOS-FET Q4的导通期间由电感L1所存储的能量而产生的电动势。该上升的电压,经由电阻R1、电容C2的串联电路而成为整流侧MOS-FET Q3的栅极端子的正偏电压,随着整流侧MOS-FET Q3导通,主变压器T1的次级线圈Nsl中,被施加如图3的箭头所示的方向(标点端子侧为高电位)的上述正偏电压。此时,电感L1中流动的电感电流IL,如图3所示与正常工作成相反方向,即从输出侧流入的方向不变,电感电流IL由于从电感放出能量,所以随着时间经过而减少。此时,主变压器T1的初级侧线圈Np上,产生与次级主线圈Nsl的绕线圈数成比例的峰值电压,且为图3所示的箭头的方向(标点端子侧为高电位)。主开关Q1虽然关断,但在主开关内部的体二级管相对于输入直流电压为正向,因此成为从次级侧输出向初级侧输入的能量回流状态。此时,在主变压器T1中,由感应电流在电感器存储感应能量。从电感L1中放出所存储的能量,当电感L1的电流和次级侧主线圈Nsl的感应电流相等时,电感的电动势降低,最终整流侧MOS-FET Q3被关断(以上为模式2)。
[0027]于是,主变压器T1中,由到此为止存储的感应能量,再度产生与图1所示的箭头相反的方向(无点侧为高电位)的反激电压,进入模式1。之后进入模式2和模式1交替重复的自激振荡状态。
[0028]该自激振荡状态为无控制状态,由输入电源端的阻抗产生预想之外的电压的上升的可能性存在。在该情况下,恐怕会超过主开关Q1的Vds耐压。另外,在输出电压加上电感L1的电动势的电压被施加到关断时的换流侧MOS-FET Q4的Vds间,也同样被施加到整流侧MOS-FET Q3的Vgs,可能会超过各自的耐压。
[0029]另外,可能存在如下各种各样的弊端:意想不到的电流流过,导致异常损耗的产生,并由此产生异常加热、对并联连接的成为能量源的其他电源产生影响,或者对电池产生影响。
[0030]本发明着眼于上述问题点,其目的在于提供一种DC-DC转换器部为自激转换器且整流侧为以自激方式驱动的同步整流电路的开关电源中,在输出端存在电压(能量源)的情况下,能够防止主开关电源在关闭时产生的自激振荡的持续的开关电源。

【发明内容】

[0031]本发明是为了解决上述技术问题而作成的,其目的在于:提供一种一种开关电源装置,其特征在于,具备同步整流方式的整流电路,所述整流电路具备:与主变压器的次级线圈串联连接,并与主开关的导通期间同步导通的整流用开关;与所述次级线圈并联连接,并与所述主开关的关断期间同步导通的换流用开关,所述开关电源装置还具备:辅助开关电路,所述辅助开关电路,在输出端存在电压的状态下且主开关停止切换时,检测所产生的自激振荡,并且为了防止自激振荡的持续而使所述换流用开关关断。
[0032]根据上述本发明的开关电源装置,能够防止主开关电源在关闭时产生的自激振荡的持续、并且不影响开关电源装置的通常动作。
[0033]另外,本发明的开关电源装置中,所述换流用开关的辅助开关电路,检测所述换流用开关的导通时的漏极电压,如果出现过负电压,则继续使所述换流用开关保持导通,如果未出现过负电压,则使所述换流用开关关断。根据这样的结构,能够有效地检测开关电源装置是否进入自激振荡模式,并防止自激振荡的持续。
[0034]另外,本发明的开关电源装置中,所述换流用开关的辅助开关电路,具备:第1整流元件(CR1),其负极连接于所述换流用开关的漏极,正极经由第2电容(C4)而连接于低压侧输出端子(-Vout) ;PNP型双极型晶体管(Q5),其基极经由第1电阻(R3)而连接于所述第1整流元件(CR1)和所述第2电容(C4)的连接点,集电极连接于所述换流用开关的源极,发射极经由第2电阻(R4)而连接于高压侧输出端子(+Vout) ;NPN型双极型晶体管(Q6),其基极连接于PNP型双极型晶体管(Q5)的发射极,发射极连接于低压侧输出端子(_Vout),集电极连接于第2整流元件(CR2)的负极,并且基极和发射极之间具备第2电容(C5);以及所述第2整流元件(CR2),其正极连接于所述换流用开关的控制端子。根据这样的结构,仅追加少量的电子元件,便能够防止主开关电源在关闭时产生的自激振荡的持续。
[0035]发明的效果
[0036]根据本发明,能够产生以下的效果。
[0037]在DC-DC转换器部为自激转换器且包含整流电路为以自激方式驱动的同步整流电路的开关电源中,在输出端存在电压(能量源)的情况下,以何种理由使主开关的开关切换动作停止时,主变压器的初级侧主线圈所产生的反激电压,在主变压器所设置的换流用开关的驱动用辅助线圈感应出正向偏压,从而使换流用开关导通,由于从输出端侧引入电流(能量),从而进入自激振荡持续的模式。此时,根据本发明的检测自激振荡并使换流用开关关断的辅助开关电路而检测出自激振荡,通过使换流用开关关断的辅助开关电路动作,从而使换流用开关不能导通,从而电流不能被引入,能够防止自激振荡的持续。
【附图说明】
[0038]图1是表示现有技术的开关电源装置的图。
[0039]图2是表示现有技术的开关电源装置中的自激振荡的模式1的图。
[0040]图3是表示现有技术的开关电源装置中的自激振荡的模式2的图。
[0041]图4是表示本发明的实施方式的开关电源装置的图。
[0042]图5、6是说明本发明的实施方式的开关电源装置的通常动作的图。
[0043]图7、8是说明本发明的实施方式的开关电源装置的辅助开关电路的动作的图。
【具体实施方式】
[0044]以下,参照附图,详细地说明用于实施本发明的方式。
[0045]图4?8是表示本发明的开关电源装置的实施方式的图。
[0046]首先,使用图4来说明本实施方式的开关电源装置的电路结构。图4的开关电源装置中,具备:主变压器T1,其具有初级侧和次级侧绝缘、初级侧主线圈Np和次级侧主线圈Nsl与独立设置的辅助线圈Ns2 ;主开关Q1,其在输入直流电压间与所述初级侧主线圈Np串联;控制电路,其生成/输出对主开关Q1进行0N/0FF驱动的驱动脉冲;由整流用开关Q3和换流用开关Q4构成的以自激方式驱动的同步整流电路,其中整流用开关Q3与次级侧主线圈Nsl串联连接,由主变压器T1的正激电压,以在主开关Q1的导通期间同步导通的方式被驱动;换流用开关Q4与所述次级侧主线圈Nsl并联连接,由经由所述独立设置的辅助线圈Ns2而得到的主变压器T1中的反激电压,以在主开关Q1的关断期间同步导通的方式被驱动;以及由电感和电容构成的平滑电路。
[0047]上述开关电源装置为下述那样的正激转换器方式,输入直流电压由主开关Q1的0N/0FF的斩波而变换成交流电压,经由主变压器T1,以对应于初级侧主线圈Np和次级侧主线圈Nsl的圈数比而被传送到次级侧,并经由所述整流电路和所述平滑电路进行平滑/整流,所述平滑电路的所述电容器的两端变回直流电压,从而提供给负载。
[0048]图4所示的开关电源装置中,相对于现有的开关电源装置,作为辅助开关电路,进一步具有:第1整流元件CR1,
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