绝缘型直流电源装置以及控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种具备电压变换用变压器的绝缘型直流电源装置W及控制方法，尤 其设及一种用于使电流间歇性地流过一次线圈来驱动的开关控制方式的绝缘型DC-DC转 换器中的一次侧控制电路的有效的技术。
【背景技术】
[0002] 在直流电源装置中，已知的有：对与电压变换用变压器的一次线圈串联连接的开 关元件进行接通、断开驱动来控制流过一次线圈的电流，控制被二次线圈感应的电压的开 关控制方式的绝缘型DC-DC转换器。
[0003] 在该开关控制方式的DC-DC转换器中，为了一次侧的控制动作，检测二次侧的输 出电压或输出电流后向一次侧反馈，并且与一次侧的开关元件串联地设置电流检测用电 阻，在一次侧控制电路（IC)中设置输入通过该电阻进行电流-电压变化后的电压的端子 (电流检测端子）（参照专利文献1)。
[0004] 此外，作为开关控制方式的绝缘型DC-DC转换器之一有电流模式控制的回扫转换 器。
[0005] 在该电流模式转换器中，检测出二次侧的输出电压或输出电流后向一次侧反馈， 控制开关元件的电流峰值，由此控制输出电压或输出电流。并且，在一次侧控制电路中，与 上述开关元件串联地连接电阻（感应电阻：sense resistor)并将电流变换为电压，在该电 压高于与反馈信号对应的电压时，使开关元件断开，由此控制电流峰值。
[0006] 但是，在绝缘型DC-DC转换器中，规定了额定负载电流（或最大负载电流），在发生 流过二次侧的电流增加至额定负载电流W上的过电流状态时，电源装置受损，因此有时在 一次侧的控制电路中设置过电流检测功能W及在检测出过电流的情况下使控制动作停止 的过电流保护功能（参照专利文献2)。
[0007] 然而，在监视感应电阻的电压并进行输出电压控制的绝缘型DC-DC转换器中，在 电流检测用电阻的两端子间或电流检测端子-接地点间短路的情况下，即使流过一次侧的 电流增加，电流检测端子的电位不变化，因此存在输出电压控制不工作而过剩电流流过开 关元件，导致由部件的异常发热引起的损坏。 阳00引专利文献1 :日本特开2011-176926号公报
[0009] 专利文献2 :日本特开2005-341730号公报
【发明内容】
[0010] 本发明是在上述那样的背景下进行的，其目的是提供一种在具有电压变换用变压 器，对流过一次线圈的电流进行接通、断开来控制输出的绝缘型直流电源装置中，在电流检 测用电阻短路的情况下，迅速地使电流不流过一次线圈而能够防止开关元件或变压器、二 极管等构成部件受损的技术。
[0011] 为了达成上述目的，本发明提供一种绝缘型直流电源装置，其具备：电压变换用变 压器，其具有一次线圈、二次线圈W及辅助线圈；开关元件，其用于使电流间歇性地流过该 变压器的一次线圈；W及一次侧控制电路，其通过输入与流过所述变压器的一次线圈的电 流成正比的电压和与被所述变压器的辅助线圈感应的电压成正比的电压，生成对所述开关 元件进行接通、断开控制的驱动脉冲并输出，
[0012] 所述一次侧控制电路具备：
[0013] 电压检测电路，其根据所述变压器的一次线圈的电压或被辅助线圈感应的电压或 与之成正比的电压，赋予使所述开关元件接通的定时；
[0014] 电流检测电路，其根据与流过所述变压器的一次线圈的电流成正比的电压，赋予 使所述开关元件断开的定时；
[0015] 通断信号生成电路，其根据从所述电流检测电路输出的信号和从所述电压检测电 路输出的信号，生成对所述开关元件进行接通、断开控制的信号；
[0016] 第1计时器电路，其由所述开关元件的接通定时启动，开始所述开关元件的接通 时间的计时动作，在计时了预先设定的一次侧最大接通时间的时间点计时结束；W及
[0017] 第2计时器电路，其由所述第1计时器电路的计时结束启动，开始计时动作，在计 时了预先设定的容许消磁时间的时间点计时结束，
[0018] 由所述第1计时器电路的计时结束使所述开关元件断开，另一方面，在所述第2计 时器电路定时结束的情况下，不会通过所述接通、断开信号生成电路生成使所述开关元件 接通的信号。
[0019] 本发明的其他发明是一种绝缘型直流电源装置的控制方法，该绝缘型直流电源装 置具备：电压变换用变压器，其具有一次线圈、二次线圈W及辅助线圈；开关元件，其用于 使电流间歇性地流过该变压器的一次线圈；W及一次侧控制电路，其通过输入与流过所述 变压器的一次线圈的电流成正比的电压和与被所述变压器的辅助线圈感应的电压成正比 的电压，生成对所述开关元件进行接通、断开控制的驱动脉冲并输出，该控制方法中，
[0020] 监视被所述变压器的辅助线圈感应的电压或与之成正比的电压W及与流过所述 变压器的一次线圈的电流成正比的电压，
[0021] 在每次接通所述开关元件时，由该接通定时开始第1计时动作，在计时预先设定 的一次侧最大接通时间之前通过所述电流检测电路检测出流过所述变压器的一次线圈的 电流成为预定电流值的情况下，使所述开关元件的下个接通动作开始，
[0022] 在通过所述电流检测电路检测出流过所述变压器的一次线圈的电流成为预定电 流值之前计时了所述一次侧最大接通时间的情况下，W在完成所述一次侧最大接通时间的 计时的时间点为消磁期间为条件，开始第2计时动作，计时了预先设定的容许消磁时间的 情况下，之后不生成所述开关元件的接通信号。
[0023] 在电流检测用电阻短路的情况下，不输入与流过一次线圈的电流成正比的电压， 因此使所述开关元件接通时接通时间变长，由此一次线圈的峰值电流变高，变压器的消磁 时间也变长，但根据上述的手段或方法，在由第1计时器电路的计时结束而启动的第2计时 器电路计时结束的时间点，迅速地不使电流流过一次线圈，因此在电流检测用电阻的端子 间短路或一次侧控制电路（IC)的电流检测端子和接地点之间短路的情况下，能够防止开 关元件或变压器、二极管等构成部件受损。
[0024] 在此，所述电流检测电路能够将通过与所述开关元件串联连接的电阻元件进行电 流-电压变换而得的电压设为输入。
[0025] 此外，所述电压检测电路能够将通过分压单元对被所述变压器的辅助线圈感应的 电压进行分压而得的电压设为输入。
[0026] 并且，设置用于检测变压器处于消磁期间的消磁期间检测单元，第2计时器电路 W消磁期间检测单元检测出变压器处于消磁期间为条件执行计时动作。
[0027] 此外，优选的是，该绝缘型直流电源装置具备检测向所述变压器的一次线圈施加 的输入电压的电位的输入电压电平检测电路，所述第1计时器电路计时与输入电压成反比 的时间。
[0028] 由此，能够将一次侧最大接通时间设为与输入电压成反比的可变值，能够消除感 应电阻短路时的变压器的一次侧电流峰值和二次侧电流峰值的输入电压依存性，因此能够 抑制功率损失的增加，并且不容易使装置受损。
[0029] 此外，优选的是，该绝缘型直流电源装置具备检测出通过分压单元对被所述变压 器的辅助线圈感应的电压进行分压而得的电压的电位的感应电压电平检测电路，所述第2 计时器电路计时与感应电压成反比的时间。
[0030] 由此，能够将变压器的容许消磁时间设为与辅助线圈的感应电压成反比的可变 值，能够消除开关停止时的变压器的电流峰值的输出电压依存性，因此能够防止因电流峰 值的输出电压依存性使负载受损。
[00川并且，优选的是，所述电流检测电路是电压比较电路，该电压比较电路比较通过与 所述开关元件串联的所述电阻元件进行电流-电压变换而得的电压和与通过所述分压单 元进行分压而得的电压成正比的电压，输出表示使所述开关元件断开的定时的信号。
[0032] 由此，在不使用来自二次侧的反馈电压而仅通过一次侧的信息进行二次侧的输出 电压的控制的PSR方式的绝缘型直流电源装置值C-DC转换器）中，能够防止因电流检测用 电阻的短路而使开关元件或变压器、二极管等构成部件受损。
[0033] 根据本发明，在具备电压变换用变压器，对流过一次线圈的电流进行接通、断开来 控制输出的绝缘型直流电源装置中，具有如下的效果：在电流检测用电阻短路或一次侧控 制电路（IC)的电流检测端子和接地点之间短路的情况下，迅速地使电流不流过一次线圈 而能够防止开关元件或变压器、二极管等构成部件受损。
【附图说明】
[0034] 图1是表示作为本发明的绝缘型直流电源装置的绝缘型DC-DC转换器的一实施方 式的电路结构图。
[0035] 图2是表示图1的绝缘型DC-DC转换器中的变压器的一次侧控制电路（一次侧控 制用IC)的结构例的电路结构图。
[0036] 图3是表示实施例的一次侧控制用IC中的通常动作时W及电流检测用电阻或电 流检测端子和接地点之间发生短路时的一次侧控制用IC的各部的电位变化情况的波形 图。
[0037] 图4是表示实施例的一次侧控制用IC的其他实施例的电路结构图。
[0038] 图5是表示绝缘型DC-DC转换器的其他实施例的电路结构图。
[0039] 图6是表示构成图5的DC-DC转换器的一次侧控制用IC的内部电路的结构例的 电路结构图。 W40] 符号说明
[0041] 10 -次侧控制电路（一次侧控制用IC)
[0042] 11误差放大电路（误差放大器）
[00创 12比较器（电流检测电路）
[0044] 13驱动电路（驱动器） 柳例 14比较器（电压检测电路）