专利名称：开关电源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可以通过使平滑电容器的电荷快速放电来缩短锁存电路的复位时间的开关电源装置。
背景技术：
图1表示现有开关电源装置的电路结构图。在图1中，全波整流电路RC1对通过开关SW1输入的交流电源Vac的交流输入电压进行整流，平滑电容器C1对通过全波整流电路RC1整流的电压进行平滑滤波，变换为直流电压。在平滑电容器C1的两端，连接有由变压器T的一次绕组P1(匝数n1)与由FET构成的开关元件Q7所组成的串联电路。控制部40通过来自平滑电容器C1的直流电压控制开关元件Q7的开关动作。在变压器T的二次绕组S1(匝数n2)的两端连接有由二极管D1与平滑电容器C3构成的串联电路，将平滑电容器C3的输出电压提供给未图示的负载。检测器43检测平滑电容器C3的输出电压与基准电压间的误差电压，将该误差电压输出至控制电路44。
接下来，对控制部40进行详细说明。在平滑电容器C1的两端连接有由FETQ1、电阻R2以及电容器C2构成的串联电路，在FETQ1的漏极与栅极之间连接有电阻R1。在电阻R2与电容器C2的连接点和FETQ1的栅极之间连接有FETQ2，在FETQ2的漏极与源极之间连接有齐纳二极管ZD1。在FETQ2的漏极与栅极之间连接有电阻R4，在FETQ2的栅极与电容器C2的一端之间连接有FETQ3，在电容器C2的两端连接有由电阻R3与FETQ4构成的串联电路。
另外，在电容器C2的两端连接有由电阻R5与电阻R6构成的串联电路，并且连接有由电阻R7与电阻R8构成的串联电路。比较器CP1是具有磁滞特性的比较器，在+端子输入由电阻R5和电阻R6分压所得的电压，在-端子输入基准电压，当+端子的电压在第1阈值TH1以上时，输出变为高电平，并且阈值被设定为小于第1阈值的第2阈值TH2，当电压在第2阈值TH2以下时，输出变为低电平，并且阈值被复位为第1阈值。将比较器CP1的输出输出至晶体管Q6的基极、FETQ3的栅极。
比较器CP2在其-端子输入由电阻R7和电阻R分压所得的电压，在其+端子输入基准电压Vr2，设定第3阈值TH3，其低于比较器CP1的第1阈值TH1与第2阈值TH2，当-端子的电压超过第3阈值TH3时，输出变为低电平，当电压在第3阈值TH3以下时，输出变为高电平。将比较器CP2的输出输出至锁存电路41。
在晶体管Q6的基极与集电极之间连接有电阻R9，在晶体管Q6的集电极与发射极之间连接有齐纳二极管ZD2。晶体管Q6的发射极与晶体管Q5的基极相连，晶体管Q5的集电极和电阻R2与电容器C2的连接点相连。在晶体管Q5的基极与集电极之间连接有电阻R10，晶体管Q5的发射极与振荡器42、控制电路44相连。
锁存电路41通过来自比较器CP2的高电平被复位，当从控制电路44输入表示异常状态的失控检测信号时，向振荡器42输出用于使开关元件Q7的开关动作停止的振荡停止信号，并且保持开关元件Q7的停止状态(置位)。锁存电路41的输出被输出至FETQ4的栅极。控制电路44根据来自检测器43的误差电压，生成用于使开关元件Q7导通/截止的控制信号，并输出至振荡器42。振荡器42根据来自控制电路44的控制信号和来自锁存电路41的信号，控制开关元件Q7的开关动作。
图2是用于说明图1所示的现有开关电源装置的各部的动作的时序图。在图2中，Vac表示交流电源的电压、VC1表示平滑电容器C1的电压、VLT表示锁存电路41的输出、VQ1表示FETQ1的电压、VQ4表示FETQ4的电压、VC2表示电容器C2的电压、VCP1表示比较器CP1的输出、VCP2表示比较器CP2的输出。
以下说明图1所示的开关电源装置的动作。首先，当开关SW1接通时，来自交流电源Vac的交流输入电压通过全波整流电路RC1被整流，通过平滑电容器C1被平滑滤波，变换为直流电压。通过该直流电压，由FETQ1的栅极与源极间电压Vgs、齐纳二极管ZD1和电阻R2所决定的恒定电流流过FETQ1，电容器C2被充电。
对于比较器CP1，当由电阻R5与电阻R6分压所得的电压VC2在第1阈值TH1以上时输出VCP1变为高电平，并且阈值被设定为小于第1阈值TH1的第2阈值TH2，当电压VC2在第2阈值TH2以下时输出VCP1变为低电平，并且阈值被复位为第1阈值TH1。对于比较器CP2，被设定为第3阈值TH3，当电压VC2超过第3阈值TH3时输出VCP2变为低电平，当电压VC2在第3阈值TH3以下时输出VCP2变为高电平。
在开关SW1接通后不立即对电容器C2充电，而比较器CP2的-端子的电位为低电位，因此比较器CP2的输出变为高电平，锁存电路41通过来自比较器CP2的高电平被复位。比较器CP1的+端子的电位也为低电位，所以比较器CP1的输出变为低电平。因此晶体管Q6导通、晶体管Q5截止，所以平滑电容器C1的直流电压不提供给振荡器42、控制电路44。因此开关元件Q7为停止状态。
接着，电容器C2通过流经FETQ1的电流而逐步充电，当电容器C2的电压VC2超过比较器CP2的第3阈值TH3时，比较器CP2的输出VCP2变为低电平，锁存电路41成为接收置位信号的状态。
再者，当电容器C2的电压VC2达到比较器CP1的第1阈值TH1时，比较器CP1的输出VCP1变为高电平。因此FETQ3导通、FETQ2导通、FETQ1截止，所以电容器C2的充电停止。另外，由于晶体管Q6截止、晶体管Q5导通，因此来自电容器C2的直流电压通过晶体管Q5提供给振荡器42、控制电路44。因此，振荡器42、控制电路44开始动作，通过来自振荡器42的信号开关元件Q7开始开关动作。此外，从接通开关SW1时起至开关元件Q7开始开关动作时为止的时间为启动时间。启动时间由流过FETQ1的电流与电容器C2的容量决定。
接着，当开关元件Q7开始开关动作时，能量通过变压器T从一次侧传递至二次侧，在变压器T的二次绕组S1中产生的电压通过二极管D1以及平滑电容器C3被整流滤波，输出直流电压。控制电路44，根据来自检测器43的误差电压生成控制信号，通过用控制信号来改变开关元件Q7的导通宽度，将平滑电容器C3的输出电压控制为规定电压。另外，通过晶体管Q5将以变压器T的三次绕组P2与二极管D4生成的辅助电源提供给振荡器42以及控制电路44，继续开关元件Q7的开关动作。
接着，当关断开关SW1时，平滑电容器C1的电压VC1开始降低。因此无法将平滑电容器C3的输出电压控制为规定的电压，由三次绕组P2产生的辅助电源的电压降低，电容器C2的电压VC2也降低。并且，当电压VC2变为比较器CP1的第2阈值TH2时，比较器CP1的输出VCP1翻转变为低电平，晶体管Q6导通、晶体管Q5截止，因此向振荡器41、控制电路44的电源供给被切断，开关元件Q7停止开关动作。另外，FETQ3截止、FETQ2截止。因此FETQ1导通，电容器C2开始充电。但是，由于平滑电容器C1的电压已降低，所以无法充电，控制电路44无法重新开始动作。
在时刻t1，当平滑电容器C3的输出电压为过电压等异常状态时，检测器43检测过电压等异常状态，将异常状态检测信号输出至控制电路44。控制电路44根据异常状态检测信号，将失控检测信号输出至锁存电路41，将锁存电路41置位。因此，作为锁存电路41的输出VLT的振荡停止信号变为高电平，振荡器42，由振荡停止信号而停止振荡，开关元件Q7停止开关动作。
另外，FETQ4通过来自锁存电路41的输出VLT而导通，电容器C2的电荷经过电阻R3放电。因此电容器C2的电压VC2降低下来，当在时刻t2达到比较器CP1的第2阈值TH2时，比较器CP1的输出VCP1翻转而变为低电平。因此晶体管Q6导通、晶体管Q5截止，所以不向振荡器42、控制电路44提供电源。另外，由于FETQ3截止、FETQ2截止，所以FETQ1导通。由于开关SW1未关断，所以平滑电容器C1上有足够的电压，因此电容器C2以平滑电容器C1的直流电压被充电。在此，将通过FETQ1的充电电流设置得比通过电阻R3的放电电流大，所以电容器C2的电压VC2开始上升。当电容器C2的电压VC2在时刻t3达到第1阈值TH1时，FETQ3导通、FETQ2导通，因此FETQ1截止，电容器C2停止充电。这样一来，电容器C2仅通过电阻R3放电，电容器C2的电压VC2开始下降。当在时刻t4电压VC2降至第2阈值TH2时，电容器C2如前所述那样被充电。此时，通过用锁存电路41停止振荡器42已停止了开关元件Q7的开关动作，因此三次绕组P2等的辅助电源消失，但通过重复以上的动作，电容器C2保持一定电压，各比较器CP1、CP2、锁存电路41等继续动作。在这种状态下，通过锁存电路41停止振荡器42，锁存电路41动作时所需的电能很小，不需要从FETQ1持续供给，所以用由FETQ1反复导通/截止而提供的很小的电能就足够了。
在此，若在时刻t6关断开关SW1，则在FETQ1导通时，平滑电容器C1的电荷通过FETQ1、电阻R2、电阻R3、FETQ4而放电，平滑电容器C1的电压VC1降低。若平滑电容器C1的电压VC1充分降低而导致无法通过FETQ1对电容器C2充电，则仅进行电容器C2的放电(在时刻t9附近)。若在时刻t10电容器C2的电压VC2在第3阈值TH3以下，则比较器CP2的输出VCP2翻转变为高电平，通过该高电平将锁存电路41复位。在此状态下，平滑电容器C1的电压足够低，而开关元件Q7的开关动作无法重新开始。
这样，若通过平滑电容器C3的输出电压检测出过电压等异常并将锁存电路41置位(时刻t1)，则在从关断开关SW1时(时刻t6)起直到将锁存电路41复位时(时刻t10)为止的复位时间，即使再次开通开关SW1，开关电源也无法动作。因此，为了使开关电源再次启动，需要将平滑电容器C1充分放电来将锁存电路41复位。
这样，在现有开关电源装置中，在将锁存电路41置位时，从启动电路提供用于继续锁存电路41的动作的电源，然而由于目的不同，未考虑缩短关断开关SW1时的平滑电容器C1的放电时间。
另外，作为使平滑电容器C1的电荷快速放电的技术，如日本公开公报第特开平7-163142号中所公开的那样，是这样的方法在关断电源开关后再接通时，为了缩短突入电流限制电路不正常动作的时间，而使平滑电容器快速放电来使突入电流限制电路快速复位，参照图3说明其内容。
首先，当驱动开关2开通时，通过来自全波整流二极管桥4的整流电压，经由突入电流限制用电阻28开始对一次侧平滑电容器16充电，同时，在开关控制电路25的Vcc端子上施加电压。此时，由于齐纳二极管31通电，因此晶体管33保持截止。由此，光电耦合器34为断开，因此不向开关控制电路25的OP端子提供用于关断开关元件17的停止信号。施加在开关控制电路25的Vcc端子的电压，随着一次侧平滑电容器16的充电而上升，当达到规定电压(开关控制电路25的启动电位)时，开关控制电路25启动，开始开关元件17的开关动作。于是，经由变压器18导通三端双向可控硅开关元件15，变压器18的二次侧通过平滑电路9、14将稳定的直流电压提供给负载31。另外，一次侧平滑电容器16的充电电压高于齐纳二极管38、39的动作电压，因此晶体管36保持截止。
在此状态下，当关断驱动开关2时晶体管33导通。由此，光电耦合器34导通，向开关控制电路25的OP端子提供停止信号。由此，开关控制电路25成为停止状态，停止开关元件17的开关动作。另外，一次侧平滑电容器16开始自然放电。并且，当一次侧平滑电容器16的施加电压降至规定电压时，齐纳二极管38、39不通电，晶体管36导通。因此，开关控制电路25的Vcc端子的电源电压降低，一次侧平滑电容器16经由电阻27急速放电。并且，当开关控制电路25的Vcc端子的电源电压降至比启动电压Va低的规定电压Vb时，解除开关控制电路25的停止状态。由此，可以再次驱动开关控制电路25。
即，当由齐纳二极管31、电阻32、晶体管33、光电耦合器34、电阻35构成的检测输入电压的检测电路检测出没有输入电压时，使开关控制电路25停止。并且通过齐纳二极管39、38检测一次侧平滑电容器16的电压，当检测出的电压在规定电压以下时使晶体管36导通，通过电阻27和晶体管36使一次侧平滑电容器16的电荷放电。
发明内容
但是，在图1所示的开关电源装置中，当锁存电路41被置位、开关元件Q7的开关动作停止时，直到关断开关SW1后平滑电容器C1充分放电(将锁存电路41复位的复位时间)，无法再接通电源。特别地，平滑电容器C1需要较大的容量以便延长停电时的输出保证时间。但是该容量较一大，则锁存电路41复位的时间会延长。
另外，即使在锁存电路41被置位、开关元件Q7的开关动作停止的情况下，为了使锁存电路41动作而从输入侧通过启动电路向控制部40提供电源。当关断开关SW1时，平滑电容器C1中积蓄的能量通过启动电路放电，但通常仅需提供保持锁存电路41所需要的电能即可，所以复位时间没有显著缩短。另外，由于在启动电路上施加了与输入电压大体相同的电压，因此当流经启动电路的电流增大时损耗增大并发热。当平滑电容器C1的容量增大时，放电能量增大，因此发热量更大。另外，若与平滑电容器C1并列地连接放电电阻，则放电变快，但由于一直在放电电阻上施加电压，因此发生损耗，使效率恶化。
另一方面，在上述现有技术中，当关断驱动开关2时，能够以比启动时大的电流使一次侧平滑电容器16放电，但在启动过程中一直在启动电阻27上施加电压，在电阻27上一直产生功率损耗，效率降低。另外，由于无法独立调整启动电流与一次侧平滑电容器16的放电电流，因此无法任意设定启动时间、锁存电路的复位时间。若由于某种外部异常而导致输入电压降低、齐纳二极管38、39不导通，则放电电路工作，电阻27可能会过热。
本发明提供一种开关电源装置，其通过使输入侧的平滑电容器的电荷快速放电，来缩短锁存电路的复位时间，并且可以在过热异常时停止启动电路。
为了解决上述问题，根据本发明的第1技术特征，提供一种开关电源装置，其通过用控制部使开关元件进行开关动作，来将对交流电源的交流输入电压进行整流、以平滑电容器进行平滑滤波而得到的直流电压变换为另一直流电压，其特征在于，具备启动单元，其在接通所述交流电源时，将用于使所述开关元件的开关动作开始的启动电源提供给所述控制部，在使所述开关元件的开关动作开始后，停止向所述控制部提供所述启动电源；过热检测单元，其与该启动单元热耦合，且检测所述启动单元的由过热导致的异常；锁存单元，其在所述启动单元的过热异常以外的异常时保持所述开关元件的开关动作的停止状态；以及启动控制单元，其在所述锁存单元保持所述开关元件动作的停止状态时使所述平滑电容器的电荷放电，快速复位在关断所述交流电源时的所述锁存单元，根据来自所述过热检测单元的检测信号，使所述启动单元停止。
根据本发明的第2技术特征，在所述第1技术特征涉及的开关电源装置中，其特征在于，具备电压检测单元，其在所述锁存单元保持所述开关动作的停止状态时，根据所述交流电源的交流输入电压检测所述交流电源已关断；所述启动控制单元，当通过所述电压检测单元检测出所述交流电源已关断时，流过平均电流比关断所述交流电源时的电流还大的电流来使所述平滑电容器的电荷放电，由此使所述锁存单元快速复位。
图1是现有开关电源装置的现有例1的电路结构图。
图2是用于说明现有开关电源装置的现有例1各部的动作的时序图。
图3是现有开关电源装置的现有例2的电路结构图。
图4是本发明的第1实施例的开关电源装置的电路结构图。
图5是用于说明本发明的第1实施例的开关电源装置各部的动作的时序图。
图6是本发明的第2实施例的开关电源装置的电路结构图。
图7是用于说明本发明的第2实施例的开关电源装置各部的动作的时序图。
具体实施例方式
以下，参照附图，详细说明本发明的开关电源装置的实施方式。
第1实施例图4是本发明的第1实施例的开关电源装置的电路结构图。在图1所示的现有开关电源装置中，将流经FETQ1的电流设置为在启动时、停止时、锁存电路动作时(振荡停止信号输出时)的各个时刻满足功能的，且FETQ1不会过热的程度的电流。因此FETQ1的电流不需要大电流，即使在将锁存电路41置位来关断开关SW1时通过启动电路将平滑电容器C1放电，也无法缩短复位时间。
因此，图4所示的第1实施例的开关电源装置，相对于图1所示的现有的开关电源装置而言，特征在于，还设有过热检测器45、AND电路46、反相器47、NAND电路48、49、50、比较器CP3以及电阻R13、R14，将流经启动电路的电流设定得较大，在将锁存电路41置位时通过启动电路使平滑电容器C1的电荷放电，在关断开关SW1时使平滑电容器C1快速放电，缩短复位时间。
FETQ1～Q3、电阻R1、R2、R4与齐纳二极管AD1构成启动电路，该启动电路，在接通SW1时，将用于使开关元件Q7的开关动作开始的启动电源提供给控制部40a，在开关元件Q7的开关动作开始后停止向控制部40a提供启动电源。
当由于输出的过电压等引起保护电路动作(包含在本发明以外另外设置的过热保护)等情况，当从控制电路44a输出失控信号时，将锁存电路41置位，保持开关元件Q7的开关动作的停止状态。
过热检测器45与FETQ1热耦合来检测FETQ1的温度，当超过规定温度时输出表示检测出FETQ1的过热异常的高电平检测信号。反相器47翻转过热检测器45的输出。AND电路46将锁存电路41的输出与反相器47的输出进行AND(与)运算，将其输出输出至FETQ4的栅极。NAND电路50将锁存电路41的输出与比较器CP3的输出进行NAND(与非)运算，将其输出输出至NAND电路49。NAND电路49将NAND电路50的输出与比较器CP1的输出进行NAND运算，将其输出输出至NAND电路48。NAND电路48将NAND电路49的输出与反相器47的输出进行NAND运算，输出至FETQ3的栅极。
反相器47以及NAND电路48～50构成启动控制单元，该启动控制单元在锁存电路41保持开关元件Q7的开关动作的停止状态时使平滑电容器C1的电荷放电，在关断开关SW1时使锁存电路41快速复位，根据来自过热检测器45的检测信号使启动电路停止。此外，启动控制单元，也可以构成为代替根据来自过热检测器45的检测信号使启动电路停止，而根据来自过热检测器45的检测信号使流经启动电路的电流减小。
在平滑电容器C1的两端连接有由电阻13与电阻14构成的串联电路，电阻13与电阻14的连接点和比较器CP3的-端子相连。比较器CP3检测平滑电容器C1的电压，当电阻R13与电阻R14的分割电压在基准电压Vr3以下时，向NAND电路50输出高电平。电阻R13、电阻R14、基准电压Vr3以及比较器CP3构成输入电压降低检测电路。
另外，当锁存电路41被置位，输出振荡停止信号且平滑电容器C1的电压在基准电压Vr3以下时，NAND电路48、49、50使FETQ1导通，启动电路流过比接通开关SW1时的电流大的电流，来使平滑电容器C1持续放电，使锁存电路41快速复位。即，输入电压降低检测电路通过监视平滑电容器C1的电压来检测开关SW1已关断，在将锁存电路41置位且开关SW1关断时，启动电路使平滑电容器C1的电荷放电的平均电流增加，使放电更快。
在以上结构中，在第1实施例中，通过增大流过启动电路的电流来使平滑电容器C1的电荷更快地放电。即，通过积极地利用启动电路，仅增加很少部件便可以使平滑电容器C1的电荷放电。另外，设有与FETQ1热耦合的过热检测器45，因此可以不考虑周围温度而安全地增大流经FETQ1的电流。过热检测器45，在FETQ1的温度上升至规定的温度时检测出过热异常，通过检测信号使FETQ1截止来进行保护。因此可以安全地增大流过FETQ1的电流，可以缩短锁存电路41的复位时间。
下面，参照图5所示的时序图，说明如此构成的第1实施例的开关电源装置的动作。
此外，由于在通常状态下与图1所示的现有技术相同，因此省略通常状态的说明。另外，即使在输出电压为过电压等异常状态下开关元件Q7停止开关动作，也可以通过FETQ1反复导通/截止来提供锁存电路41等动作所需的电源，这与图1所示的现有技术相同。
在此，对在时刻t1将锁存电路41置位来停止开关元件Q7的开关动作、并且锁存电路41保持该停止状态时，在时刻t6关断开关SW1后的动作进行说明。
此外，从时刻t1至时刻t8，FETQ1以一定周期导通/截止，因此电容器C2的电压Vc2交替地重复第1阈值TH1与第2阈值TH2之间的电压。
首先，若在时刻t6将开关SW1关断，则通过启动电路，平滑电容器C1的电荷减少。此时，比较器CP3检测平滑电容器C1的电压，当平滑电容器C1的电压在基准电压Vr3以下时(时刻t9)，向NAND电路50输出高电平。
NAND电路50将来自比较器CP3的高电平与来自锁存电路41的高电平进行NAND运算，向NAND电路49输出低电平。NAND电路49将来自比较器CP1的高电平与来自NAND电路50的低电平进行NAND运算，向NAND电路48输出高电平。然后，NAND电路48将来自NAND电路49的高电平与来自反相器47的高电平(当未检测到过热时)进行NAND运算，在时刻t9以后，始终使FETQ3与FETQ2截止，使FETQ1持续导通。
另外，与图1所示的现有开关电源装置相同，在锁存电路41被置位时(时刻t1)FETQ4为导通状态，因此平滑电容器C1的电荷总是通过FETQ1、电阻R2、电阻R3、FETQ4快速放电，同时来自平滑电容器C1的电荷积蓄在电容器C2中，积蓄的电荷通过电阻R3放电。因此，当电容器的电压Vc2上升至大于第1阈值TH1的值后，随着平滑电容器C1的电荷被放电，平滑电容器C1的电压Vc1降低，所以电容器C2的电压Vc2也降低。并且，电压Vc2在时刻t12降低至第3阈值TH3。即，使FETQ1持续导通来使电流增大，使平滑电容器C1的电荷更快速地放电。因此，复位时间成为从时刻t6至时刻t12的时间，锁存电路41比已往更快速地被复位。
另外，在第1实施例中，当锁存电路41被置位、平滑电容器C1的电压VC1低于基准电压Vr3时，FETQ1一直导通，流经FETQ1的电流增大，因此FETQ1的损耗增加、温度上升。并且，若在时刻t10～t11FETQ1的温度超过规定温度，则与FETQ1热耦合的过热检测器45检测出FETQ1的过热异常，通过反相器47向AND电路46和NAND电路48输出高电平。AND电路46将来自反相器47的低电平与来自锁存电路41的高电平进行AND运算，向FETQ4输出低电平。因此，FETQ4截止，停止电容器C2的放电。
另外，NAND电路48将来自反相器47的低电平与来自NAND电路49的高电平进行NAND运算，向FETQ3输出高电平，因此FETQ2、FETQ3导通，FETQ1截止。此时，FETQ1中不流过电流，直到FETQ1的温度下降，因此即使增大设定电流也不会损坏部件。
第2实施例图6是本发明的第2实施例的开关电源装置的电路结构图。图6所示的第2实施例的特征在于，监视交流输入电压，当没有交流输入时使FETQ1一直导通、使FETQ9导通、使FETQ8导通来使电阻R11短路，由此使流经启动电路的电流增加，更高效率地将平滑电容器C1的电荷放电，缩短复位时间。
在图6中，在全波整流电路RC1的一端TP1连接有二极管D2的阳极，在全波整流电路RC1的另一端TP2连接有二极管D3的阳极。二极管D2和二极管D3的阴极彼此相连，该连接点与电阻R13以及电容器C4各自的一端相连。电阻R13与电阻R14构成的串联电路与C4并联连接。二极管D2、D3、电阻R13、电阻R14、比较器CP3和基准电压Vr3构成输入电压检测电路。比较器CP3通过二极管D2、D3与电容器C4来更准确地监视来自全波整流电路RC1的输入电压，由此可以准确地检测输入电压的切断。
在电阻R2与电容器C2之间连接电阻R11，与该电阻R11并联连接FETQ8，在FETQ8的漏极与栅极之间连接有电阻R12。在FETQ8的栅极与电容器C2的一端之间连接有FETQ9。AND电路46b将来自比较器CP3的输出与来自锁存电路41的输出进行AND运算，将AND输出输出至FETQ9的栅极。
下面，参照图7所示的时序图，说明如此构成的第2实施例的开关电源装置的动作。
此外，由于平滑电容器C3的输出电压的异常等引起开关元件Q7停止了开关动作时，FETQ1反复导通/截止来提供用于使锁存电路41等置位的电源，这与图1所示的现有技术相同，因此省略其说明。
首先，电容器C4与平滑电容器C1相比做成容量足够小，当没有交流输入电压时，设定电阻R13、电阻R14、电容器C4，以便立即从平滑电容器C1足够快地将电压放电，并且设定电阻R13、电阻R14、电容器C4，以使在交流输入电压正常的情况下，比较器CP3的输出为低电平。
首先，若在时刻t1锁存电路41被置位并且有交流输入电压(开通开关SW1)，则比较器CP3的输出为低电平，因此NAND电路50的输出变为高电平，NAND电路49的输出依存于比较器CP1的输出而进行动作，因此动作与已往相同。
若在时刻t6没有交流输入电压(开关SW1关断)，则在时刻t9比较器CP3的输出成为高电平，当锁存电路41为锁存时NAND电路50的输出变为低电平。在这种情况下，NAND电路49的输出与比较器CP1的输出无关而变为高电平，NAND电路48向FETQ3输出低电平来使FETQ3、FETQ2截止，FETQ1导通。
另外，AND电路46b将来自比较器CP3的高电平与来自锁存电路41的高电平进行AND运算，使FETQ9、FETQ8导通。因此，流经FETQ1的电流增大。此时FETQ1中流过约为通常状态(例如时刻t2～时刻t8)的2倍的电流，另外，当电压VC2在比较器CP1的第2阈值TH2与第1阈值TH1之间时FETQ1进行导通/截止，因此在时刻t10～时刻t12，导通时间以及截止时间比通常状态短。
并且，随着平滑电容器C1的电荷被放电，平滑电容器C1的电压Vc1降低时，电容器C2的电压Vc2从第2阈值TH2到达第1阈值TH1的时间延长，所以在时刻t14～时刻t15，FETQ1的导通时间慢慢延长。并且，电压Vc2在时刻t16降至第3阈值TH3。从而，平滑电容器C1的电荷高效地快速放电，所以可以有效地缩短锁存电路41的复位时间。复位时间为从时刻t6至时刻t16的时间。
另外，此时在NAND电路50的输入中也输入锁存电路41的输出，所以仅在将锁存电路41置位时(锁存电路41的输出为高电平时)，通过比较器CP3的信号进行上述动作。
另外，由于设有过热检测器45，若在时刻t12过热检测器45动作并输出高电平，则通过反相器47、AND电路46a截止FETQ4，停止电容器C2通过电阻R3的放电。另外，NAND电路48向FETQ3输出高电平，因此FETQ3导通、FETQ2导通、FETQ1截止，防止由于过热而损坏FETQ1。若FETQ1的温度下降，则过热检测器45的输出变为低电平，FETQ1以及FETQ4再次导通，平滑电容器C1的电荷通过FETQ1、电阻R2、电阻R3、FETQ4放电。
另外，在电源停止的情况下，用于确认是由于外部因素还是由于开关电源内部的因素而导致电源停止的可以最简单地实施的方法是再次接通电源。但是，即使在正常的开关电源中，在保护电路等工作而停止了开关电源等情况下，若在断开输入、锁存电路复位后不再接通电源，开关电源也不动作。若复位时间长，则会在未复位时再接通电源，易于造成误判断。
另外，在第2实施例的开关电源装置中，可以将使用的部件集成电路化，通过集成电路化可以不需要外设部件。因此，在安装空间、部件成本方面有很大优点。另外，通过集成电路化，在FETQ1的热检测中可以缩短热响应的延迟，从而可以提高安全性。
根据本发明，启动控制单元，当锁存单元保持开关动作的停止状态时，使平滑电容器的电荷放电，以便快速复位关断了交流电源时的锁存单元，因此可以缩短锁存单元的复位时间。另外，启动控制单元，根据来自过热检测单元的检测信号使启动单元停止，因此即使当周围温度高时启动单元过热，也可以使启动单元停止，从而可以安全地增大放电时的电流。
产业上的可应用性本发明可以应用于AC-DC变换器、DC-DC变换器等开关电源装置。
权利要求
1.一种开关电源装置，其通过控制部使开关元件进行开关动作，由此将对交流电源的交流输入电压进行整流、并用平滑电容器进行平滑滤波所得的直流电压变换为另一直流电压，其特征在于，具备启动单元，其在接通所述交流电源时将用于开始所述开关元件的开关动作的启动电源提供给所述控制部，在开始所述开关元件的开关动作后，停止向所述控制部提供所述启动电源；过热检测单元，其与该启动单元热耦合，且检测所述启动单元由过热导致的异常；锁存单元，其在所述启动单元的过热异常以外的异常时，保持所述开关元件的开关动作的停止状态；以及启动控制单元，其在所述锁存单元保持所述开关动作的停止状态时使所述平滑电容器的电荷放电，从而使关断了所述交流电源时的所述锁存单元快速复位，根据来自所述过热检测单元的检测信号，使所述启动单元停止。
2.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，具备电压检测单元，其当所述锁存单元保持所述开关动作的停止状态时，根据所述交流电源的交流输入电压，检测所述交流电源已关断，所述启动控制单元，当通过所述电压检测单元检测出所述交流电源已关断时，流过平均电流比接通所述交流电源时的电流大的电流，来使所述平滑电容器的电荷放电，由此使所述锁存单元快速复位。
全文摘要
一种开关电源装置，具备启动单元(Q1)，其在接通交流电源(Vac)时将用于开始开关元件(Q7)的开关动作的启动电源提供给控制部(40a)，在开始开关动作后停止向控制部提供启动电源；过热检测单元(45)，其与该启动单元热耦合，且检测由于启动单元的过热而导致的异常；锁存单元(41)，其在启动单元的过热异常以外的异常时，保持开关元件的开关动作的停止状态；启动控制单元(48～50)，其当锁存单元保持开关动作的停止状态时，使平滑电容器(C1)的电荷放电，快速复位关断交流电源时的锁存单元，根据来自过热检测单元的检测信号，使启动单元停止。
文档编号H02M3/28GK101027830SQ20058003147
公开日2007年8月29日 申请日期2005年8月10日 优先权日2004年8月18日
发明者古越隆一, 岩渕昭夫 申请人:三垦电气株式会社