专利名称：电源电路及其控制方法
技术领域：
本发明涉及低噪声、低损耗的电源电路及其控制方法，更详细地说，涉及通过电力变换器将交流电压或整流电压变换成大致一定的直流电压，并向负载供给的AC-DC变换器等的电源电路及其控制方法。
技术背景io 图15是表示一般的回扫(flyback)型开关电源的电路图。简述其动作，首先，若接通半导体开关元件103，则电流从直流电源IOI 通过变压器102的初级绕组102a流过。接着，若断开开关元件103，则因电流 流过初级绕组102a而在变压器102的磁心蓄积有磁能，由于该磁能，电流流 过次级绕组102b，通过二极管104，平滑电容器105被充电。若蓄积在磁心的15磁能变为零，则电流也变为零，二极管104受逆偏压。符号106表示的是平滑 电容器105的供给直流电压的负载。在上述结构中，半导体开关元件103的接通期间越长，蓄积在变压器102 的磁能越大，另外，开关次数越多，越能将更多量的磁能送向变压器102的 次级侧。因此，通过调整开关元件103的接通期间以及开关周期，或者在固20定开关周期时调整接通状态，能将平滑电容器105的平均直流电压控制为一 定。这样向负载供给平均大致一定的直流电压的电力变换器，还有其他各种 各样的电路方式，但基本上是通过半导体开关元件的高频开关(数KHz 数 MHz)进行电力变换。 25 这种回扫型开关电源例如公开在专利文献l中。专利文献l:日本特开平7 — 255171号公报(参照
，图l、 图3、图4等)。但是，上述开关电源存在如下问题。
第l个问题是产生电磁噪声。即，由于开关元件的高频开关动作，在电 路的各部位发生高频的电位变化，并且高频电流通过。因此，由于上述原因， 产生高频泄漏电流及辐射电磁场，发生使周边设备产生误动作的问题。第2个问题是产生开关损耗。g卩，开关元件每当开关时发生损耗，这为 5 人们所公知，由于该原因，产生元件过热或效率低下等问题。发明内容为了消除上述现有技术存在的问题，本发明的目的或解决课题在于，提 供能大幅度减少伴随高频开关动作而发生的电磁噪声及开关损耗的电源电 10 路及其控制方法。为了解决上述存在问题，实现上述目的，本发明的技术方案如下。(1) 一种电源电路，其特征在于，包括 直流电压部；电源电压部，在一周期中至少发生一次比上述直流电压部的电压的直流 15 成分高的电压；以及开关，连接在上述直流电压部和电源电压部之间，在上述电源电压部的 电压的一周期中，在包含上述电源电压部的电压成为电压基准值附近的第l 时刻的期间，在多个周期中至少一次成为接通状态，并且，在包含上述电源 电压部的电压成为最高的第2时刻的期间，成为断开状态， 20 通过上述开关的接通/断开，从上述直流电压部向负载供给与上述电压基准值大致相等的直流电压。(2) —种电源电路，其特征在于，包括 直流电压部；电源电压部，在一周期中至少发生比上述直流电压部的电压的直流成分 25 高的电压及低的电压各一次；以及开关，连接在上述直流电压部和电源电压部之间，在上述电源电压部的 电压成为电压基准值附近的第l时刻，在多个周期中至少一次为接通状态， 在包含上述电源电压部的电压成为最高的第2时刻的期间，成为断开状态， 上述电源电压部或上述开关的至少一方具有阻止电流从上述直流电压
部流向上述电源电压部的逆阻止特性；通过上述开关的接通/断开，从上述直流电压部向负载供给与上述电压基 准值大致相等的直流电压。(3) 在上述(1)或(2)所述的电源电路中，其特征在于 5 将电抗线圈连接在上述开关和直流电压部之间；在上述开关和上述电抗线圈的连接点与上述直流电压部的负极之间，将 上述连接点侧作为阴极，以该极性连接二极管。(4) 在上述(1) (3)中任一项所述的电源电路中，其特征在于 上述电源电压部由交流电源及对该交流电源电压进行整流的整流电路10 构成。(5) 在上述(1) (3)中任一项所述的电源电路中，其特征在于 上述电源电压部由交流电源构成。(6) 在上述(1) (5)中任一项所述的电源电路中，其特征在于 上述电压基准值为正或负。15 (7)在上述(2)所述的电源电路中，其特征在于当上述电压基准值为负时，使上述逆阻止特性的阻止方向颠倒。(8)—种电源电路，其特征在于，包括 正侧直流电压部，相对于电压基准值具有正电压的直流成分； 负侧直流电压部，相对于电压基准值具有负电压的直流成分； 20 电源电压部，产生相对于上述电压基准值正负交替的电压；正侧开关，连接在上述电源电压部和上述正侧直流电压部的正极之间， 具有阻止电流从上述正侧直流电压部流向上述电源电压部的逆阻止特性；以 及负侧开关，连接在上述电源电压部和上述负侧直流电压部的负极之间， 25 具有阻止电流从上述电源电压部流向上述负侧直流电压部的逆阻止特性，上述正侧开关在包含上述正侧直流电压部的电压成为正侧电压基准值 以下的时刻的期间，成为接通状态，在包含上述电源电压部的电压成为最高 的时刻的期间，成为断开状态；上述负侧开关在包含上述负侧直流电压部的电压成为负侧电压基准值
以上的时刻的期间，成为接通状态，在包含上述电源电压部的电压成为最低 的时刻的期间，成为断开状态；通过上述正侧开关及负侧开关的接通/断开，从上述正侧直流电压部向正 侧负载供给与上述正侧电压基准值大致相等的直流电压，并且，从上述负侧 5 直流电压部向负侧负载供给与上述负侧电压基准值大致相等的直流电压。(9) 在上述(1) (5)中任一项所述的电源电路中，其特征在于 上述开关通过使其控制端子的电压为阈值以下，成为断开状态，与上述控制端子连接的控制开闭部在其接通时能将上述控制端子的电压保持在上 述阈值以下；10 在上述电源电压部的电压为上述电压基准值以上的情况下，使上述控制开闭部为接通状态，并且，在不到上述电压基准值的情况下，使上述控制开 闭部为截止状态。(10) 在上述(9)所述的电源电路中，其特征在于 接通上述电源电压部时，使接通上述控制开闭部的动作开始时间常数比15 接通上述开关的动作开始时间常数短。(11) 在上述(1) (10)中任一项所述的电源电路中，其特征在于 将外部电磁噪声抑制单元连接在上述电源电压部的输出端之间。(12) —种电源电路控制方法，其特征在于，包括 将开关连接在电源电压部和直流电压部之间的步骤；20 在电源电压部，在一周期中至少发生一次比上述直流电压部的电压的直流成分高的电压的步骤；向开关控制部输入交流电压检测信号及电压基准值的步骤； 控制步骤，使得在上述电源电压部的电压的一周期中，在包含成为电压 基准值附近的第l时刻的期间，在多个周期中至少一次成为接通状态，并且， 25 在包含上述电源电压部的电压成为最高的第2时刻的期间，成为断开状态；以及供给步骤，通过上述开关的接通/断开，从上述直流电压部向负载供给与 上述电压基准值大致相等的直流电压。(13) —种电源电路控制方法，其特征在于，包括
使电源电压部或开关的至少一方具有阻止电流从直流电压部流向上述 电源电压部的逆阻止特性的步骤；将开关连接在上述电源电压部和上述直流电压部之间的步骤； 在电源电压部，在一周期中至少发生比上述直流电压部的电压的直流成 5 分高的电压及低的电压各一次的步骤；向开关控制部输入交流电压检测信号及电压基准值的步骤； 控制步骤，使得在上述电源电压部的电压的一周期中，在包含成为电压 基准值附近的第l时刻的期间，在多个周期中至少一次成为接通状态，并且， 在包含上述电源电压部的电压成为最高的第2时刻的期间，成为断开状态； 10 以及供给步骤，通过上述开关的接通/断开，从上述直流电压部向负载供给与 上述电压基准值大致相等的直流电压。按照本发明，能减少由半导体开关元件等构成的开关的开关次数，实现 大幅度减少现有技术那样的伴随高频开关动作而发生的电磁噪声及开关损 15 耗的电源电路及其控制方法。这样，能防止周边设备误动作及元件过热，防 止效率低下。
图l是表示本发明第l实施方式的电路图。 20 图2是表示第1实施方式动作的波形图。图3是表示本发明第2实施方式的电路图。 图4是表示第2实施方式动作的波形图。 图5是表示本发明第3实施方式的电路图。 图6是表示第3实施方式动作的波形图。 25 图7是表示本发明第4实施方式的电路图。 图8是表示第4实施方式动作的波形图。 图9是表示本发明第5实施方式的电路图。 图10是表示本发明第6实施方式的电路图。 图11是表示第6实施方式动作的波形图。
图12是表示本发明第6实施方式的变形例的电路图。 图13是表示本发明第7实施方式的电路图。图14是表示本发明第8实施方式的电路图。 图15是表示背景技术的电路图。5 图中，符号说明如下10、10A:电源电路部20、20P、 2画:开关21:开关元件22:二极管30:开关控制部31:开关驱动用电源部32:电压比较部33:控制开闭部40、40P、 40N:直流电压部41、41P、 41N:电容器50、50P、 50N:负载60、60P、 60N:回流二极管70、70P、 70N:电抗线圈90:外部噪声抑制单元Cl:电容器D'、D2: 二极管Ri、R2、 R3、 Rb、 Rg:电阻ZD,、 ZD2、 ZD3:齐纳二极管2具体实施方式
下面，参照附图对本发明的半导体装置的制造方法的最佳实施方式进行 详细说明。在以下实施例中，虽然对构成要素、种类、组合、形状、相对配 置等作了各种限定，但是，这些仅仅是例举，本发明并不局限于此。图l是表示本发明第l实施方式的电路图，与本发明的技术方案(1)相
当。在图1中，符号10表示的是电源电压部，其产生大小发生周期性变化的 电压，在该电源电压部10的两端，串联连接开关20及直流电压部40。构成所述开关20的开关元件21，使用例如半导体开关元件，此外，在直 流电压部40， 一般使用用于使电压稳定化的电容器41。负载50连接在该电容 5 器41的两端。为了进一步使输出电压稳定化，也可以在直流电压部40和负载50之间使 用三端子调节器。参照图2说明本实施方式的动作。首先，通过图1的开关控制部30控制所述开关元件21。电源电压部10的io 电压Vae及电压基准值V^输入开关控制部30，控制为在V^接近Vwf^月间(图2 的时刻A附近)，接通开关元件21，在包含电压V^成为最高时刻的期间(图2的包含时刻B的期间)，断开开关元件21。通过实行这样的控制，直流电压 部40的电压Vde (直流成分)被维持在电压基准值V^附近的值，起着作为能 输出大致一定的直流电压的定电压电源电路的作用。 15 根据本实施方式，开关元件21的开关次数由电源电压部10的输出电压频率决定，例如，若上述频率为50Hz，则开关也以50Hz进行。一般，在开关电源中，如上所述，以数KHz 数MHz的高频进行开关， 与此相比，本实施方式的开关次数少得多，其结果，能显著减少电磁噪声及 开关损耗。20 此外，如图2所示，断开处于接通状态的开关元件21的时间在时刻A附近，是电源电压部10的电压VJ氏的时刻，因此，通常，成为问题的断开开关时的开关两端电压的跳起量也变小。其结果，还能得到能省略图未示出的缓冲 电路等的次要效果。在此，本实施方式所具有的减少电磁噪声、减少开关损耗、及省略缓冲25 电路的效果在以下各实施方式中相同。电源电压部10的电压Vae成为电压基准值V^附近的时刻在电压Vae的一 周期中存在多次的情况，没有必要全部接通开关元件21，可以在多次之中， 仅仅一次接通，其他保持断开状态。进一步说，没有必要在电压Vac的一周 期中一定要接通开关元件21 —次，当负载很小，接近开放状态程度，作为电 源电压部的电容器的漏电流无限小时，即使例如ioo周期之中仅仅接通开关元件21 —次左右，也足够。此外，在图2中，在时刻A接通开关元件21，在时刻B断开开关元件21， 但是，即使例如，在包含时刻A的极短期间，断开开关元件21，或者相反， 5在包含时刻B的极短期间，接通开关元件21，系统也能动作。艮P，本实施方式的基本点在于接通开关元件21的主要期间为包含电源 电压部10的电压Vae成为电压基准值V^附近的时刻A的期间，断开开关元件21的主要期间为包含电压Vae成为最高的时刻B的期间(在图2中，设为接通开关元件21期间以外的期间)。 io 图3是表示本发明第2实施方式的电路图，与本发明的技术方案(2)相当。电路的基本构成与图l大致相同，在本实施方式中，开关20P具有阻止电 流从直流电压部40朝电源电压部10方向流动的逆阻止特性。其他构成与图l 相同。15 为了实现上述逆阻止特性，可以相对开关元件21以图3的极性串联连接二极管22，或者仅以开关元件21构成开关20P，只要使用具有逆阻止特性的 半导体开关元件作为该开关元件21即可。在本实施方式中，如图4所示，电源电压部10的电压Vae设为具有超过电 压基准值V^的期间以及低于该电压基准值V^的期间，所述电压基准值V^20 决定直流电压部40的电压Vde。通过开关控制部30，控制开关元件21，使得在电源电压部10的电压Vae为电压基准值v^以下时成为接通状态，在超过电压基准值v^时成为断开状态。通过这样控制，直流电压部40的电压Vd。能大致维持在电压基准值V^附25 近，能作为向负载50供给大致一定的直流电压的定电压电源电路动作。在本实施方式中，开关20P具有逆阻止特性，因此，电源电压部10的电压Vae比直流电压部40的电压VdJ氐的期间，即使使开关元件21处于接通状态，也不会发生电流向电源电压部10侧逆流。因此，不需要为了防止逆流使开关 元件21断开的操作，能使开关控制部30等的控制系统的构成及动作简单化。13
在电源电压部10具有逆阻止特性的情况下，没有必要通过二极管22等使开关20P具有逆阻止特性。其具体例如后所述，是将整流电路连接到交流电源构成电源电压部的情况。另外，在本发明的一实施例中，使开关元件21为接通状态可以不是电源5 电压部10的电压Vae为电压基准值V^以下的情况，而是稍稍超过电压基准值 V,ef的时刻。如图4所示那样，在电源电压V^比直流电压Vde稍稍大的时刻， 开关接通。这是由于存在二极管，当电源电压比直流电压高时，若不接通开 关，则不向直流电压部充电，没有意义。另外，取电源电压V^比直流电压 Vde稍稍大的时刻是希望抑制冲击电流，使其减小。 10 在图4中，电源电压V^比电压基准值V^小的期间与开关接通期间大致相同，但是并不局限于此，例如，该开关接通期间也可以更短。较好的是，如 上所述，接通时刻为电源电压Vae比直流电压Vde稍稍大的时刻。再有，在电压V^的一周期中，没有必要在电压Vae为电压基准值V^以下 或位于其附近的所有场合，接通开关元件21，另外，也没有必要在电压Vac 15 的一周期中一定有一次使开关元件21接通。其与上述图l实施方式相同。图5是表示本发明第3实施方式的电路图。与本发明的技术方案(3)相当。在本实施方式中，相对图3结构，电抗线圈70连接在开关20P和直流电压 部40之间，并且，回流二极管60连接在开关20P与电抗线圈70的连接点和直 20 流电压部40的负极之间。在图1及图3的实施方式中，开关元件21成为接通状态时，电源电压部IO 和直流电压部40实质上成为短路，因此，若两者间有电位差，则瞬间流过大 电流，成为过热原因。于是，如图5所示，通过插入电抗线圈70，能抑制电 流变化率。但是，仅仅插入电抗线圈70，在电流通过状态下，若断开开关元 25 件21，则在电抗线圈70两端产生过大电压，结果，其施加在开关元件21两端， 恐怕会过压损坏开关元件21。为此，通过连接回流二极管60，在断开开关元件21时电流流过电抗线圈 70的场合，回流二极管60成为电抗电流的路径，能防止电抗线圈70的过大电 压施加到开关元件21上。 通过使用逆恢复特性良好的快速恢复型二极管作为回流二极管，能进一 步抑制施加过电压或电压振荡。如本实施方式那样，连接电抗线圈70及回流二极管60的结构也能适用于 图l的实施方式。5 图6是表示第3实施方式动作的波形图，与图4所示第2实施方式动作大致相同。即，电源电压部10的电压V^具有超过电压基准值V,ef的期间以及低于 该电压基准值Vref的期间，通过开关控制部30，控制开关元件21，使得在电 源电压部10的电压V^为电压基准值V,ef以下时成为接通状态，在超过电压基准值v^时成为断开状态。10 结果，直流电压部40的电压Vde能大致维持在电压基准值Vref附近，能作为向负载50供给大致一定的直流电压的定电压电源电路动作。图7是表示本发明第4实施方式的电路图。与本发明的技术方案(4)相当。也可以通过整流电路对交流电源(商用电源)进行整流，作为电源电压15部。这样，能简单地构成在图3或图5所示的电源电路中必要的、使得直流电压部40的比电压基准值V^高的电压及比电压基准值V^低的电压周期地反复的电源电压部10A。在图7中，表示全波整流交流电源电压的情况，但也可以半波整流交流 电源电压。20 如果如本实施方式那样，使用整流电路构成电源电压部，则构成整流电路的二极管能防止电流逆流，即从直流电压部40流向交流电源，因此，没有 必要使开关本身具有逆阻止特性，能省略图3或图5中的二极管22。 图8是表示第4实施方式动作的波形图。当电源电压部10A的电压Vae为电压基准值V^以下时，接通开关元件21，25 若电压Vae超过电压基准值V^，则断开开关元件21。通过该简单动作，直流电压部40的电压Vde如图8所示，成为与电压基准值V^大致相等的直流电压。 电源电压部10A以外的电路构成可以使用图3或图5中某个，这种场合，如上 所述，不需要开关20P的二极管22。如本发明技术方案(5)那样，也可以直接使用交流电源(商用电源)
作为图3及图5中的电源电压部10。这是由于因开关20P的逆阻止特性，即使 电源电压部10的电压成为负值，电流也不会向电源电压部10逆流。这也可从图4所示的电源电压部10的电压Vae的波形局部成为负值得知。下面参照图9说明本发明的第5实施方式。该实施方式与本发明的技术方 5案(6) 、 (7)相当。在上述各实施方式中，说明电压基准值Vref为正值，直流电压部40也产生正的直流电压的情况，但是，本发明并不局限于此，也可以同样构成电路，根据负的电压基准值，输出负的直流电压。图9表示这种电路一例。在图9中，省略图示开关控制部。如该图所示，开关20N由开关元件21 io及二极管22构成，使得该二极管22的极性与图3、图5相反，使得逆阻止特性 的阻止方向逆向。艮P，使其具有阻止从电源电压部10朝着直流电压部40方向 的电流流通。在本实施方式中，在用于直流电压部40的电容器41具有极性时，也需要 使该极性逆向。15 图中未表示，与电源电压部10的电压Vac比较，用于生成开关信号的电压基准值Vref也成为负值。例如，进行控制，在电源电压部10的电压为电压基 准值Vref以上时，控制开关元件21为接通状态，除上述以外的场合，控制开 关元件21为断开状态，通过上述控制，能将直流电压部40的电压维持在接近 电压基准值V^的大致一定的负的直流电压。20 图10及图12是表示本发明第6实施方式的电路图，与本发明的技术方案(8)相当。在本实施方式中，如图10所示，电源电压部10的电压Vac为正负交替(通过交流电源构成电源电压部IO)，通过在该电源电压部10组合正负的电源电 路，从一个电源电压部10生成正负大致一定的直流电压。这种正负直流电源25 能用于如运算放大器电路那样具有各种各样的用途，这样，能简单地构成正负直流电源，实用性良好。在图10中，由开关元件21及二极管22构成正侧开关20P，由电容器41P构 成正侧直流电压部40P，由所述正侧开关20P及正侧直流电压部40P构成正侧 电源电路；由开关元件21及二极管22构成负侧开关20N，由电容器41N构成 负侧直流电压部40N，由所述负侧开关20N及负侧直流电压部40N构成负侧电 源电路。符号50P表示与正侧直流电压部40P连接的正侧负载，50N表示与负 侧直流电压部40N连接的负侧负载。图12是相对图10的构成，将防止过流用的电抗线圈70P及回流二极管60P 5追加到正的电源电路，将电抗线圈70N及回流二极管60N追加到负的电源电 路。在图10及图12中，省略图示开关控制部。 图ll是表示该实施方式动作的波形图。如该图所示，如上所述，根据正侧电压基准值V^p控制正的开关元件21， io根据负侧电压基准值V^n控制负的开关元件21。结果，正侧直流电压部40P的电压V一能维持与正侧电压基准值Vrefp大致相等的值，负侧直流电压部40N 的电压Vden能维持与负侧电压基准值V^。大致相等的值，能实现能输出大致 一定的正负直流电压的定电压电源电路。图13是表示本发明第7实施方式的电路图，与本发明的技术方案(9)、15(10)相当。本实施方式涉及包含上述开关控制部的具体的电路构成。在图13中，符号31表示与电源电压部10两端连接的开关驱动用电源部， 32表示电压比较部。电阻R3、 二极管D2及电容器C,构成串联电路，与电源电压部10的两端连 接，开关驱动用电源部31由所述串联电路以及与上述电容器d并联连接的齐20 纳二极管ZD3构成，二极管D2和电容器Q的连接点的电压Vs。n (开关驱动用电源部31的输出电压)通过电阻Rg，施加到开关元件21的控制端。电阻R,、 二极管D,、齐纳二极管ZD" ZD2构成串联电路，电压比较部32由所述串联电路以及与上述齐纳二极管ZD2并联连接的电阻R2构成，齐纳二极管ZD,、 ZD2之间的连接点通过电阻Rb，与由半导体开关元件构成的控 25制开闭部33的基极连接。控制开闭部33的集电极与开关元件21的控制端(电阻Rg的一端)连接，发射极为接地电位。在此，开关驱动用电源部31的输出电压V^通过上述电阻Rg (或直接)施加到开关元件21的控制端，设定为能接通开关元件21的那样的值。设置上述控制开闭部33的目的在于通过使其处于接通状态，将开关元
件21的控制端设为接地电位(将控制端的电压设为阈值以下)。因此，在图13构成中，若控制开闭部33成为接通状态，则开关元件21成为断开状态。 电压比较部32用于切换上述控制开闭部33的接通、截止，在此，若电源电压部10的电压成为由齐纳二极管ZD2决定的基准值以上，则控制开闭部33 5成为接通状态，开关元件21断开，若电源电压部10的电压成为所述基准值以下，则控制开闭部33成为截止状态，开关元件21接通。通过以上电路，当电源电压部10的电压Vae超过基准值时，使控制开闭部33接通，能使处于接通状态的开关元件21断开。在图13所示电路中，用于断开开关元件21的控制开闭部33及电压比较部 io32通过接入电源电压部10马上动作，另一方面，用于接通开关元件21的单元，艮P，开关驱动用电源部31具有由电阻R3及电容器d决定的时间常数，开始动作。艮P，关于使开关元件21断开的单元及接通的单元，前者比后者早开始动 作。这样，使开关元件21断开的单元的动作开始时间常数比接通单元的短， 15在从电源电压部10输出高电压时，能马上使开关元件21断开，这样，能防止 高电压施加到直流电压部40上，接通电源电压部10时能安全起动系统。也可以使用运算放大器构成开关控制部，例如，用运算放大器构成比较 器，根据比较电压易知开关电路动作。但是， 一般，若不确立电源电压，则 运算放大器不能实行所定动作，存在起动后的动作不稳定性问题。对此，如 20图13所示，若用分立元件构成电路，则如上所述，还能比较自由地设计电压 确立前的起动后过渡期的动作。图14是表示本发明第8实施方式的电路图，与本发明的技术方案(11) 相当。通常，如变换器那样，在交流输入部的二极管电桥的后段设有平滑电压 25 用的大容量电容器，从其两端的直流电压使用DC/DC变换器，生成控制电路 用的直流电源，在上述构成中，由于大容量电容器的平滑电压能力，通过交 流电源侵入的外部噪声难以影响控制电路。另一方面，如图13所示，若开关驱动用电源部31等直接与电源电压部10 的输出侧连接，则外部噪声带来很大影响，最坏时，因外部噪声会引起开关
驱动用电源部31等破损，或产生异常信号，例如，处理大电力或机械动力的 别的部位(没有图示)发生误动作，存在引起大事故的危险性。于是，如图14所示，将用于抑制或吸收外部电磁噪声的外部噪声抑制单元90连接在电源电压部10两端，非常有效，具体地说，使用滤波电路或过压 5吸收器抑制外部噪声。如图14所示的外部噪声抑制单元90可以例如在其内部 设有图13中的开关驱动用电源部31及电压比较部32，再附加滤波电路或过压 吸收器，图示省略图13中的电阻Rg、 Rb及控制开闭部33。这样将外部噪声抑制单元90连接在电源电压部10的输出侧的结构，不仅 图13，也能适用于其他实施方式。 io 根据本实施方式，能防止外部噪声引起电源电路的误动作，系统能安全地运行。在上述各实施方式中，为了开关，比较电源电压部10的电压和电压基准值Vref时，可以使用磁滞比较器作为上述比较器，或者也可以使用能得到相 同效果的硬件、软件构成作为上述比较器。这样，能防止开关信号的振荡。 15 上面参照
了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范 围。
权利要求
1.一种电源电路，其特征在于，包括直流电压部；电源电压部，在一周期中至少发生一次比所述直流电压部的电压的直流成分高的电压；以及开关，连接在所述直流电压部和所述电源电压部之间，在所述电源电压部的电压的一周期中，在包含所述电源电压部的电压成为电压基准值附近的第1时刻的期间，在多个周期中至少一次成为接通状态，并且，在包含所述电源电压部的电压成为最高的第2时刻的期间，成为断开状态，通过所述开关的接通/断开，从所述直流电压部向负载供给与所述电压基准值大致相等的直流电压。
2. —种电源电路，其特征在于，包括-15 直流电压部；电源电压部，在一周期中至少发生比所述直流电压部的电压的直流成分 高的电压及比所述直流电压部的电压的直流成分低的电压各一次；以及开关，连接在所述直流电压部和所述电源电压部之间，在所述电源电压 部的电压成为电压基准值附近的第l时刻，在多个周期中至少一次成为接通 20 状态，在包含所述电源电压部的电压成为最高的第2时刻的期间，成为断开 状态，所述电源电压部或所述开关的至少一方具有阻止电流从所述直流电压 部流向所述电源电压部的逆阻止特性；通过所述开关的接通/断开，从所述直流电压部向负载供给与所述电压基 25 准值大致相等的直流电压。
3. 如权利要求1或2所述的电源电路，其特征在于 将电抗线圈连接在所述开关和所述直流电压部之间； 在所述开关和所述电抗线圈的连接点与所述直流电压部的负极之间，将 所述连接点侧作为阴极，以该极性连接二极管。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的电源电路，其特征在于 5 所述电源电压部由交流电源及对该交流电源电压进行整流的整流电路 构成。
5. 如权利要求1 3中任一项所述的电源电路，其特征在于 所述电源电压部由交流电源构成。10
6. 如权利要求1 5中任一项所述的电源电路，其特征在于 所述电压基准值为正或负。
7. 如权利要求2所述的电源电路，其特征在于15 当所述电压基准值为负时，使所述逆阻止特性的阻止方向颠倒。
8. —种电源电路，其特征在于，包括正侧直流电压部，相对于电压基准值具有正电压的直流成分； 负侧直流电压部，相对于电压基准值具有负电压的直流成分； 20 电源电压部，产生相对于所述电压基准值正负交替的电压；正侧开关，连接在所述电源电压部和所述正侧直流电压部的正极之间， 具有阻止电流从所述正侧直流电压部流向所述电源电压部的逆阻止特性；以 及负侧开关，连接在所述电源电压部和所述负侧直流电压部的负极之间， 25 具有阻止电流从所述电源电压部流向所述负侧直流电压部的逆阻止特性，所述正侧开关在包含所述正侧直流电压部的电压成为正侧电压基准值 以下的时刻的期间，成为接通状态，在包含所述电源电压部的电压成为最高 的时刻的期间，成为断开状态；所述负侧开关在包含所述负侧直流电压部的电压成为负侧电压基准值 以上的时刻的期间，成为接通状态，在包含所述电源电压部的电压成为最低 的时刻的期间，成为断开状态；通过所述正侧开关及负侧开关的接通/断开，从所述正侧直流电压部向正 侧负载供给与所述正侧电压基准值大致相等的直流电压，并且，从所述负侧 5 直流电压部向负侧负载供给与所述负侧电压基准值大致相等的直流电压。
9.如权利要求1 5中任一项所述的电源电路，其特征在于 所述开关通过使其控制端子的电压为阈值以下，成为断开状态，与所述 控制端子连接的控制开闭部在其接通时能将所述控制端子的电压保持在所 10 述阈值以下；在所述电源电压部的电压为所述电压基准值以上的情况下，使所述控制 开闭部为接通状态，并且，在不到所述电压基准值的情况下，使所述控制开 闭部为截止状态。
10.如权利要求9所述的电源电路，其特征在于.-接通所述电源电压部时，使接通所述控制开闭部的动作开始时间常数比 接通所述开关的动作开始时间常数短。
11. 如权利要求1 10中任一项所述的电源电路，其特征在于20 将外部电磁噪声抑制单元连接在所述电源电压部的输出端子之间。
12. —种电源电路控制方法，其特征在于，包括 将开关连接在电源电压部和直流电压部之间的步骤；在电源电压部，在一周期中至少发生一次比所述直流电压部的电压的直 25 流成分高的电压的步骤；向开关控制部输入交流电压检测信号及电压基准值的步骤； 控制步骤，使得在所述电源电压部的电压的一周期中，在包含成为电压 基准值附近的第l时刻的期间，在多个周期中至少一次成为接通状态，并且， 在包含所述电源电压部的电压成为最高的第2时刻的期间，成为断开状态；以及供给步骤，通过所述开关的接通/断开，从所述直流电压部向负载供给与 所述电压基准值大致相等的直流电压。
13. —种电源电路控制方法，其特征在于，包括使电源电压部或开关的至少一方具有阻止电流从直流电压部流向所述 电源电压部的逆阻止特性的步骤；将开关连接在所述电源电压部和所述直流电压部之间的步骤； 在电源电压部，在一周期中至少发生比所述直流电压部的电压的直流成 10 分高的电压及比所述直流电压部的电压的直流成分低的电压各一次的步骤； 向开关控制部输入交流电压检测信号及电压基准值的步骤； 控制步骤，使得在所述电源电压部的电压的一周期中，在包含成为电压 基准值附近的第l时刻的期间，在多个周期中至少一次成为接通状态，并且， 在包含所述电源电压部的电压成为最高的第2时刻的期间，成为断开状态； 15 以及供给步骤，通过所述开关的接通/断开，从所述直流电压部向负载供给与 所述电压基准值大致相等的直流电压。
全文摘要
本发明涉及电源电路及其控制方法。本发明的课题是，提供能大幅度减少伴随高频开关动作而发生的电磁噪声及开关损耗的电源电路及其控制方法。本发明解决手段为，电源电路包括直流电压部(40)；电源电压部(10)，在一周期中至少发生一次比直流电压部的电压的直流成分高的电压；开关(20)，连接在直流电压部(40)和电源电压部(10)之间，在电源电压的一周期中，在包含上述电源电压部的电压成为电压基准值附近的第1时刻的期间，在多个周期中至少一次为接通状态，并且，在包含上述电源电压部的电压成为最高的第2时刻的期间，成为断开状态。通过开关(20)的接通/断开，从直流电压部(40)向负载(50)供给与上述电压基准值大致相等的直流电压。
文档编号H02M3/28GK101127486SQ20071013979
公开日2008年2月20日 申请日期2007年7月31日 优先权日2006年7月31日
发明者岛羽章夫, 海田英俊 申请人:富士电机控股株式会社