开关电源装置及半导体装置制造方法
【专利摘要】一种在电子设备的待机时向关闭模式转移的开关电源装置，通过具备使向关闭模式的转移延迟的关闭模式延迟电路(200)、作为关闭模式控制的电力供给源的蓄电部(500)及电力供给电路(400)，能够使消耗电力大致为零，并且在一次电池或二次电池等的蓄电部件中没有电荷的状态下也能够启动。
【专利说明】
开关电源装置及半导体装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用开关元件对输入电压进行开关从而控制输出电压的开关电源装置及构成该开关电源装置的半导体装置。
【背景技术】
[0002]以往以来，在家电产品或办公设备等的电子设备中，从提高电力变换效率等目的出发，作为其电源装置广泛使用具有利用半导体(晶体管等开关元件)的开关动作对输出电压进行控制的半导体装置的开关电源装置。
[0003]尤其在这些电子设备中，为了防止地球变暖，它们的动作待机(standby)时的消耗电力削减备受关注，强烈要求待机时的消耗电力低的开关电源装置。
[0004]近年来，提出了在AC适配器或充电器中，没有连接负载设备的状态等不需要从开关电源供给电力的情况下使输出电压降低、使消耗电力接近于零的系统(例如参照专利文献I)。
[0005]图15是表示有关以往例的开关电源装置及半导体装置的一结构例的电路图。具体而言，是在待机时使输出电压Vout降低的以往的开关电源装置的一结构例。以下，简单说明待机时的动作。
[0006]2次侧的负载设备790的待机控制电路791对负载状态进行监视，在向待机模式转移的情况下，控制为从待机模式控制电路690向光电I禹合器12流过电流。如果由光电I禹合器12向I次侧传递待机信号，则电阻17中流过电流，开关控制电路190的STB端子电压上升。如果由待机模式检测器193检测到STB端子电压变得比比较基准电压源194高，则脉冲宽度控制电路191经由驱动电路192及电阻6抑制开关元件7的开关动作，向使开关电源装置的输出电压Vout降低的待机模式转移。在从待机模式向通常动作恢复的情况下，将光电耦合器12的动作停止，开关控制电路190的STB端子电压下降，由此开关电源装置被解除待机模式，输出规定的输出电压Vout。
[0007]通过该系统，相比与负载设备的动作状态无关地生成规定的输出电压Vout的情况，在待机时，能够削减为了得到所需以上的电压而白白消耗的电力。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:特开2003 - 299355号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的问题
[0012]可是，如在专利文献I公开的以往的开关电源装置中，为了将负载设备的连接状态从2次侧向I次侧传递而使用光电耦合器，但由于在待机时使光电耦合器持续动作，所以在I次侧和2次侧分别消耗电力。此外，由于需要向2次侧持续供给电力，不能将开关电源装置的开关动作完全停止，所以还发生开关损失。
[0013]作为将开关电源装置的开关动作完全停止的方法，可以考虑使用一次电池或二次电池等的蓄电部件作为用于在待机时使光电耦合器动作的电源。但是，为了使光电耦合器持续动作，蓄电部件的电力消耗较快，并不实用。
[0014]所以，还通过使上述光电耦合器的动作/停止与开关电源装置的待机/通常动作的关系相反，能够在待机时使光电耦合器停止而抑制蓄电部件的电力消耗。即，在待机时将开关电源装置的开关动作及光电耦合器的动作全部停止(关闭模式)，能够使开关电源装置的消耗电力大致为零。
[0015]但是，在上述系统中有以下这样的问题。
[0016]在从关闭模式向通常动作转移时，由于通过蓄电部件使光电耦合器动作，所以在蓄电部件保持有足够的电荷的情况下没有问题，但在将电子设备在非通电状态下长期间没有使用的情况下，有可能蓄电部件的电荷不足而不能使光电耦合器动作。在此情况下，发生即使要使开关电源启动也会维持关闭模式而不能向通常动作转移的致命性的问题。
[0017]本发明用于解决如上所述的问题，提供一种能够使待机时的消耗电力大致为零、能够与一次电池或二次电池等的蓄电部件的状态无关地启动的开关电源装置及构成该开关电源装置的半导体装置。
[0018]用于解决问题的手段
[0019]为了解决上述课题，有关本发明的一技术方案的开关电源装置，具备:开关元件，被供给输入电压；输入输出变换电路，将由所述开关元件进行开关后的所述输入电压变换为输出电压，并向负载设备供给电力；以及开关控制电路，控制所述开关元件的开关动作，还具有将该开关动作停止而削减消耗电力的关闭模式，所述开关电源装置还具备:关闭模式控制电路，在需要所述开关元件的开关动作的情况下，持续输出用于解除所述关闭模式的动作的关闭模式解除信号，并且，在不需要所述开关元件的开关动作的情况下，为了以所述关闭模式进行动作而不输出关闭模式解除信号；关闭模式延迟电路，使向所述关闭模式的转移延迟；蓄电部，在所述关闭模式时作为所述关闭模式控制电路的电力供给源；以及电力供给电路，在能够从所述输出电压对所述关闭模式控制电路供给电力时作为所述关闭模式控制电路的电力供给源。
[0020]根据本技术方案，能够使关闭模式时的来自商用电源的输入电力大致为零，并且能够与一次电池或二次电池等的蓄电部件的状态无关地启动开关电源装置。
[0021]此外，也可以是，还具备用于拆装所述负载设备的DC连接器；在所述DC连接器为非连接的情况下，控制为以所述关闭模式进行动作。
[0022]此外，也可以是，所述关闭模式控制电路、所述蓄电部和所述电力供给电路配置在比所述DC连接器更靠所述负载设备侧。
[0023]根据本技术方案，在具有DC连接器的AC适配器等中，在DC连接器是非连接状态、即AC适配器没有被使用的状态时，来自商用电源的输入电力也大致为零，能够实现理想的AC适配器。进而，能够与电子设备的一次电池或二次电池等的蓄电部件的状态无关地启动开关电源装置。
[0024]此外，也可以是，还具备与所述关闭模式解除信号是否输出无关地强制解除所述关闭模式的关闭模式强制解除电路。
[0025]也可以是，还具备在所述输入电压的供给被切断的情况下将输入切断检测信号输出的输入切断检测电路；通过所述输入切断检测信号的输入，所述关闭模式强制解除电路强制解除所述关闭模式。
[0026]根据本技术方案，即使输入被切断的期间较短，在下次启动时也会在关闭模式被解除的状态下启动，即使在蓄电部中没有足够的电荷，也能够可靠地启动。
[0027]此外，也可以是，所述蓄电部对所述负载设备也供给电力。
[0028]根据本技术方案，在关闭模式时也能够对负载设备供给电力，所以通过预先将蓄电部充电，在负载设备的通常动作时也为关闭模式状态，能够使来自商用电源的输入电力大致为零。例如也能够应用于使笔记本电脑等的白天的电力消耗的一部分转移到夜间电力的峰值移转功能等。
[0029]此外，所述开关控制电路也可以是开关电源控制用的半导体装置。
[0030]根据本技术方案，即使是包括关闭模式的复杂的控制，也能够使开关电源装置的部件个数大幅削减，能够容易地实现小型化及、轻量化以及低成本化。
[0031]发明效果
[0032]根据有关本发明的开关电源装置，在待机时能够将该装置的开关动作及光电耦合器的动作全部停止，转移到使该装置的消耗电力大致为零的关闭模式。进而，通过设置关闭模式延迟电路和电力供给电路，在一次电池或二次电池等的蓄电部件中没有电荷的状态下也能够启动。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1是表示有关实施方式I的开关电源装置及半导体装置的一结构例的电路图。
[0034]图2是表不有关实施方式I的关闭|旲式延迟电路的一结构例的电路图。
[0035]图3是表示有关实施方式I的关闭模式控制电路的一结构例的电路图。
[0036]图4是表示有关实施方式I的电力供给电路的一结构例的电路图。
[0037]图5是表示有关实施方式I的蓄电部的一结构例的电路图。
[0038]图6是表不有关实施方式I的变形例I的蓄电部的一结构例的电路图。
[0039]图7是表示有关实施方式I的变形例2的开关电源装置及半导体装置的一结构例的电路图。
[0040]图8是表不有关实施方式I的变形例2的蓄电部的一结构例的电路图。
[0041]图9是表示有关实施方式I的变形例3的开关电源装置及半导体装置的一结构例的电路图。
[0042]图10是表不有关实施方式I的变形例3的关闭|旲式延迟电路的一结构例的电路图。
[0043]图11是表示有关实施方式I的变形例4的开关电源装置及半导体装置的一结构例的电路图。
[0044]图12是表不有关实施方式I的变形例4的关闭|旲式延迟电路的一结构例的电路图。
[0045]图13是表示有关实施方式2的开关电源装置及半导体装置的一结构例的电路图。
[0046]图14是表示有关实施方式3的开关电源装置及半导体装置的一结构例的电路图。
[0047]图15是表示有关以往例的开关电源装置及半导体装置的一结构例的电路图。
【具体实施方式】
[0048]以下，参照附图对有关实施方式的开关电源装置及半导体装置进行具体说明。
[0049](实施方式I)
[0050]说明有关实施方式I的开关电源装置及半导体装置。
[0051]图1是表示有关实施方式I的开关电源装置及半导体装置的一结构例的电路图。
[0052]在图1中，来自商用电源I的输入交流电压经过输入滤波器电路2、输入整流电路3及输入平滑电路4，作为输入直流电压施加到电力变换用的变压器5的I次绕组5a。
[0053]变压器5具有I次绕组5a、2次绕组5b和辅助绕组5c，I次绕组5a及2次绕组5b的极性相反。有关本实施方式的开关电源装置是回扫型。
[0054]在I次绕组5a上连接有开关元件7，上述输入直流电压供给至开关元件7，通过开关控制电路100的OUT端子输出信号对开关元件7的控制电极(栅极)进行接通断开的开关控制。
[0055]变压器5是将由开关元件7进行开关后的上述输入直流电压变换为输出电压并向负载设备700供给电力的输入输出变换电路。
[0056]此外，开关控制电路100是控制开关元件7的开关动作的半导体装置，具有VCC端子、FB端子、GND端子、OUT端子及OFF端子这5个端子作为外部输入输出端子。例如，如图1所示，开关控制电路100是由脉冲宽度控制电路101、驱动电路102、关闭模式检测器103、关闭模式开关105等构成的开关电源控制用的半导体装置。通过上述结构，开关控制电路100具有将开关元件7的开关动作停止来削减消耗电力的关闭模式。
[0057]VCC端子是开关控制电路100的电源端子，在通常动作时从辅助绕组5c经由整流二极管9和平滑电容器10对该VCC端子供给电力。此外，在开关电源装置的启动时或开关元件7的开关动作停止时，从输入直流电压线经由电阻8对该VCC端子供给电力。
[0058]FB端子是从输出电压检测电路300输出的反馈信号经由光电耦合器11输入、用于控制开关动作的端子。
[0059]GND端子连接在输入平滑电路4的低电位侧，成为I次侧的电压基准。
[0060]OUT端子是经由电阻6连接在开关元件7的控制电极(栅极)上的端子。
[0061]OFF端子是以下这样的端子，即:经由关闭模式延迟电路200与VCC端子连接，另一方面从关闭模式控制电路600输出的关闭模式信号经由光电耦合器12及关闭模式延迟电路200输入至该OFF端子，在关闭模式检测器103中被与比较基准电压源104进行比较，来切换关闭模式和通常动作。
[0062]关闭模式延迟电路200是为了延迟开关控制电路100从通常动作向关闭模式转移的定时而配置的，与开关控制电路100的VCC端子、OFF端子、光电耦合器12连接。
[0063]图2是表示有关实施方式I的关闭模式延迟电路的一结构例的电路图。例如，如图2的关闭模式延迟电路200a那样，有关本实施方式的关闭模式延迟电路由电阻201和电容器202构成。
[0064]关闭模式控制电路600连接在负载设备700上，在需要开关元件7的开关动作的情况下，基于来自负载设备700的信号，持续输出用于解除关闭模式的动作的关闭模式解除信号。并且，在不需要开关元件7的开关动作的情况下，为了使得在关闭模式下动作而不输出关闭模式解除信号。此外，关闭模式控制电路600为了供给电路电力而与电力供给电路400及蓄电部500连接。
[0065]图3是表示有关实施方式I的关闭模式控制电路的一结构例的电路图。例如，如图3所示，关闭模式控制电路600由电阻601、602及603和晶体管604及605构成。
[0066]电力供给电路400连接在从变压器5的2次绕组5b经由整流二极管13和平滑电容器14输出的输出电压Vout线上，当能够从输出电压Vout对关闭模式控制电路600供给电力时，对关闭模式控制电路600等供给电力。
[0067]图4是表示有关实施方式I的电力供给电路的一结构例的电路图。例如如图4所示，电力供给电路400由电阻401和整流二极管402构成。
[0068]蓄电部500连接在关闭模式控制电路600及负载设备700上，特别在关闭模式时供给电力。蓄电部500向负载设备700也供给电力。由此，在关闭模式时也能够对负载设备700供给电力，所以通过预先将蓄电部500充电，在负载设备700的通常动作时也处于关闭模式状态，能够使来自商用电源的输入电力大致为零。例如还能够应用于使笔记本电脑等的白天电力消耗的一部分转移到夜间电力的峰值移转功能等。
[0069]图5是表示有关实施方式I的蓄电部的一结构例的电路图。例如，如图5的蓄电部500a那样，有关本实施方式的蓄电部由电阻501和大容量电容器502构成。大容量电容器502例如使用电双层电容器。
[0070]负载设备700具备待机控制电路701，对负载设备700的状态及蓄电部500的电压等进行监视，并向关闭模式控制电路600输出状态检测信号。此外，在关闭模式时从蓄电部500向待机控制电路701供给电力，维持待机状态。
[0071]输出电压检测电路300连接在输出电压Vout线上,根据输出电压值输出反馈信号。
[0072]说明如以上那样构成的图1所示的开关电源装置及半导体装置的动作。
[0073]如果从商用电源I经由输入滤波器电路2输入交流电压，则通过输入整流电路3和输入平滑电路4进行整流及平滑化，变换为直流电压。如果从该直流电压经由电阻8向开关控制电路100供给启动电流、并且开关控制电路100成为可动作的状态，则开始使开关元件7开关的动作的控制。
[0074]在启动时，由于2次侧的输出电压Vout较低，所以来自输出电压检测电路300的反馈信号不输入到开关控制电路100中。通过反复进行开关动作，由变压器5向2次侧供给电力，输出电压Vout上升，但如果成为输出电压检测电路300中设定的规定电压以上，则输出电压检测电路300进行控制，以使得作为反馈信号，从开关控制电路100的FB端子流出电流。根据该反馈信号，脉冲宽度控制电路101使开关元件7的占空比变化为适当的状态，将输出电压Vout维持为规定电压。
[0075]这里，分为在启动后继续通常动作的情况、然后向关闭模式转移的情况、进而关闭模式被解除的情况，对关闭模式控制进行说明。
[0076]首先，说明在启动后也继续通常动作的情况。
[0077]在启动时，在向开关控制电路100供给启动电流的同时，向关闭模式延迟电路200供给电流，经由电阻201将电容器202充电。即，开关控制电路100的OFF端子电压逐渐上升。另一方面，如果输出电压Vout上升，则经由电力供给电路400将蓄电部500的大容量电容器502充电，并向关闭模式控制电路600供给电力。在刚启动后，由于是负载设备700开始动作前，或者是蓄电部500的电压较低的状态、来自待机控制电路701的状态检测信号是低电平，所以晶体管604导通，向光电耦合器12流过电流。如果光电耦合器12动作，则关闭模式延迟电路200的电容器202中蓄积的电荷被放电，已上升的开关控制电路100的OFF端子电压下降。另外，设定关闭模式延迟电路200的电阻201和电容器202的时间常数，以使此时的OFF端子电压的最高电压比关闭模式检测器103的比较基准电压源104低。通过这样，在从开关电源装置的启动到光电耦合器12的动作开始的期间中，OFF端子电压不会超过关闭模式检测器103的比较基准电压源104，继续通常动作。
[0078]接着，说明从通常动作向关闭模式转移的情况。
[0079]如果启动完成，从蓄电部500中充分蓄积了电荷的状态例如通过负载设备700的电源开关被断开等而从开关电源装置向负载设备700的电力供给变得非常小，则从待机控制电路701输出状态检测信号。如果高电平的状态检测信号输入至关闭模式控制电路600，则晶体管604成为非导通状态，向光电耦合器12的电流被切断。于是，关闭模式延迟电路200的电容器202的放电停止，从开关控制电路100的VCC端子经由电阻201开始充电。如果开关控制电路100的OFF端子电压上升，变得比关闭模式检测器103的比较基准电压源104高，则开关控制电路100使关闭模式开关105成为切断状态，将开关元件7的开关动作停止，并且将向开关控制电路100内部的不需要动作的电路块的电力供给切断，开关控制电路100自身的消耗电力也大幅削减。由于将开关元件7的开关动作停止，所以不能进行从辅助绕组5c向开关控制电路100的电力供给，但开关控制电路100的消耗电流例如是10 μ A左右，即使从输入直流电压线经由电阻8进行电力供给，也能够抑制在几mW以下。由此，在本实施方式的关闭模式时，能够使开关电源装置的来自商用电源I的输入电力大致为零。
[0080]接着，说明从关闭模式状态解除关闭模式，向通常动作转移的情况。
[0081]在关闭模式时，在开关电源装置的I次侧，从输入直流电压线经由电阻8向开关控制电路100供给电力，开关控制电路100维持关闭模式状态。另一方面，在开关电源装置的2次侧，从蓄电部500向待机控制电路701供给电力，从而负载设备700维持待机状态。如果从该状态例如通过负载设备700的电源开关被接通等而需要从开关电源装置向负载设备700供给电力，则待机控制电路701使状态检测信号反转。如果向关闭模式控制电路600输入的状态检测信号从高电平反转为低电平，则晶体管604成为导通状态，向光电耦合器12流过电流。此时，由于输出电压Vout下降，所以从蓄电部500经由关闭模式控制电路600向光电耦合器12供给电流。如果光电耦合器12开始动作，则关闭模式延迟电路200的电容器202开始放电，开关控制电路100的OFF端子电压下降。并且，如果开关控制电路100的OFF端子电压变得比关闭模式检测器103的比较基准电压源104低，则开关控制电路100使关闭模式开关105成为导通状态，重新开始开关元件7的开关动作。结果，输出电压Vout上升,一边通过开关控制电路100的反馈控制将输出电压Vout保持为一定一边向负载设备700供给电力。此外，经由电力供给电路400将蓄电部500的大容量电容器502充电，并且向关闭模式控制电路600供给电力。光电耦合器12继续动作，开关电源装置维持通常动作。
[0082]另外，需要通过在蓄电部500中蓄积的电荷使负载设备700的待机控制电路701动作，或者为了解除关闭模式而使得光电耦合器12中流过电流，所以待机控制电路701监视蓄电部500的电压，在检测到成为规定电压以下的情况下也将关闭模式解除，向蓄电部500进行充电。如果蓄电部500的充电完成、不再需要开关元件7的开关动作，则再次向关闭模式状态转移。
[0083]这样，本实施方式的开关电源装置在负载设备700的待机时将开关元件7的开关动作及光电耦合器12的动作停止，能够使来自商用电源I的输入电力大致为零，进而，通过设置关闭模式延迟电路200和电力供给电路400，即使在蓄电部500中没有电荷的状态下也能够启动。即，能够使关闭模式时的来自商用电源的输入电力大致为零，此外，能够与一次电池或二次电池等的蓄电部件的状态无关地启动开关电源装置。
[0084]另外，在本实施方式I中，使开关控制电路100为半导体装置，但一部分的电路块也可以由与半导体装置不同的部件构成，开关元件7或关闭模式延迟电路200等也可以形成在与开关控制电路100相同的半导体基板上。
[0085](实施方式I的变形例I)
[0086]有关实施方式I的变形例I的开关电源装置与实施方式I的开关电源装置大致相同，但与实施方式I相比，蓄电部500的结构不同。
[0087]图6是表示有关实施方式I的变形例I的蓄电部的一结构例的电路图。具体而言，表示有关本实施方式的变形例I的开关电源装置的蓄电部500b的具体的电路结构的一例，由整流二极管511及一次电池512构成。一次电池512例如使用锂电池那样的硬币型电池。
[0088]以下，以与实施方式I的不同点为中心说明动作。
[0089]在有关本实施方式的变形例I的开关电源装置的情况下，由于不能对一次电池512充电，所以如果一次电池512的电压下降，则待机控制电路701及关闭模式控制电路600不能进行正常的动作。因此，如果一次电池512的电压成为规定值以下，则使来自待机控制电路701的状态检测信号总为低电平，不向关闭模式转移。即，虽然待机时的开关电源装置的消耗电力增加，但不会发生不能向通常动作转移的问题。此外，如果将一次电池512替换，则能够向关闭模式转移。
[0090]通过以上，有关本实施方式的变形例I的开关电源装置只要在一次电池512中有足够的电荷，负载设备700的待机控制电路701及关闭模式控制电路600就能够动作。因此，与有关实施方式I的开关电源装置相比，能够维持长期间关闭模式状态。此外，由于也没有对一次电池512的充电，所以在一次电池512蓄积有足够的电荷的期间中，能够使待机时的消耗电力总是大致为零。
[0091 ] 另外，在开关电源装置上没有连接商用电源I的期间中，待机控制电路701及关闭模式控制电路600也通过一次电池512而继续动作。因此，如果要解除关闭模式，则电流持续流过光电耦合器12。但是，由于不能进行开关元件7的开关动作，所以一次电池512的电荷被白白消耗。因此，在从待机控制电路701将状态检测信号输出一定期间也没有通过开关元件7的开关动作的电力供给的情况下，也可以将向光电耦合器12的电流切断。例如从待机控制电路701将状态检测信号输出I秒钟，在没有电力供给的情况下，设置99秒钟的切断期间，再次输出，只要重复进行上述动作就可以。由此，能够将从一次电池512向光电耦合器12的消耗电流削减99%。
[0092](实施方式I的变形例2)
[0093]有关实施方式I的变形例2的开关电源装置与实施方式I的开关电源装置大致相同，但与实施方式I相比，蓄电部550的结构及连接状态不同。
[0094]图7是表示有关实施方式I的变形例2的开关电源装置及半导体装置的一结构例的电路图。此外，图8是表示有关实施方式I的变形例2的蓄电部的一结构例的电路图。图8所示的蓄电部550由整流二极管551、二次电池552和充电电路553构成。二次电池552例如使用锂离子电池那样的可充电的电池。此外，充电电路553是连接在输出电压Vout线上，用于进行二次电池552的充电控制的电路。
[0095]以下，以与实施方式I的不同点为中心说明动作。
[0096]二次电池552 —般需要复杂的充电控制。因此，与实施方式I相比，仅蓄电部550的充电动作不同，通过充电电路553进行二次电池552的充电。充电电路553 —边监视二次电池552的电压一边调整充电电流。
[0097]根据以上，有关本实施方式的变形例2的开关电源装置只要在二次电池552中有足够的电荷，负载设备700的待机控制电路701及关闭模式控制电路600就能够动作。因此，只要在通常动作期间中能够进行足够的充电，就与实施方式I相比，能够长期间维持关闭模式状态。
[0098](实施方式I的变形例3)
[0099]有关实施方式I的变形例3的开关电源装置与实施方式I的开关电源装置大致相同，但与实施方式I相比，关闭模式延迟电路250的结构及连接状态不同。此外，追加了输入切断检测电路800。在本实施方式中，具备与关闭模式解除信号是否输出无关地强制解除关闭模式的关闭模式强制解除电路。
[0100]图9是表示有关实施方式I的变形例3的开关电源装置及半导体装置的一结构例的电路图。输入切断检测电路800连接在输入滤波器电路2与输入整流电路3之间，监视商用电源I的电压。此外，图10是表示有关实施方式I的变形例3的关闭模式延迟电路的一结构例的电路图。图10所示的关闭模式延迟电路250由电阻251、电容器252和晶体管253构成。
[0101]以下，以与实施方式I的不同点为中心说明动作。
[0102]在本实施方式I的变形例3的情况下，输入切断检测电路800如果检测到商用电源I被切断，则向关闭模式延迟电路250输入，使晶体管253成为导通状态。即，输入切断检测电路800在输入电压的供给被切断的情况下，向关闭模式延迟电路250输出输入切断检测信号。接受到该输入切断检测信号的关闭模式延迟电路250与关闭模式解除信号是否输出无关地，强制解除关闭模式。即，即使光电耦合器12没有动作，蓄积在电容器252中的电荷也通过晶体管253被放电。由此，在关闭模式时商用电源I被切断的情况下，关闭模式被解除。关闭模式延迟电路250为与关闭模式解除信号是否输出无关地强制解除关闭模式的关闭模式强制解除电路。然后，如果商用电源I被连接，则关闭模式延迟电路250的电容器252从没有电荷的状态启动。
[0103]根据以上，有关本实施方式的变形例3的开关电源装置中，即使商用电源I被切断的期间较短，在下次启动时在关闭模式被解除的状态下启动，即使在蓄电部500中没有足够的电荷,也能够可靠地启动。
[0104]另外，输入切断检测电路800也可以形成在与开关控制电路100相同的半导体基板上。
[0105](实施方式I的变形例4)
[0106]有关实施方式I的变形例4的开关电源装置与实施方式I的开关电源装置大致相同，但与实施方式I相比，开关控制电路150的结构及连接状态不同。此外，关闭模式延迟电路200的结构也不同。
[0107]图11是表示有关实施方式I的变形例4的开关电源装置及半导体装置的一结构例的电路图。有关本变形例4的开关电源装置与实施方式I相比，代替电阻8而追加了整流二极管15，对开关控制电路150追加了 VIN端子和调节器电路151。此外，图12是表示有关实施方式I的变形例4的关闭模式延迟电路的一结构例的电路图。该图所示的关闭模式延迟电路200b与实施方式I的关闭模式延迟电路200a相比追加了电阻203。电阻201及电阻203的电阻值例如设定为它们之比为I对10。
[0108]以下，以与实施方式I的不同点为中心说明动作。
[0109]在有关本实施方式的变形例4的开关电源装置中，在启动时，从商用电源I通过整流二极管15半波整流后的电压施加到开关控制电路150的VIN端子。所施加的电压一边通过开关控制电路150内部的调节器电路151被降压，一边经由VCC端子供给至平滑电容器10。如果VCC电压上升，开关控制电路150成为可动作的状态，则开始使开关元件7开关的动作的控制。另一方面，调节器电路151切断向VCC端子的电力供给，开关控制电路150的电力供给仅来自辅助绕组5c。其后的通常动作及向关闭模式转移的动作与实施方式I的动作同样。但是，关闭模式时的开关控制电路150及关闭模式延迟电路200b的电力与启动时同样从VIN端子供给。
[0110]在有关本实施方式的变形例4的开关电源装置的情况下，即使光电耦合器12没有动作，电容器202中蓄积的电荷也通过电阻203被放电。此外，对于关闭模式时的关闭模式延迟电路200b，经由连接在输入整流电路3之前的整流二极管15供给电力。因此，在商用电源I被切断的情况下，与输入平滑电路4的电容器中蓄积的电荷量无关地，向关闭模式延迟电路200b的电力供给也被切断。结果，与实施方式I相比，在关闭模式时商用电源I被切断后到关闭模式被解除为止的时间大幅缩短。然后，如果连接商用电源1，则关闭模式延迟电路200b的电容器202从没有电荷的状态启动。
[0111]根据以上，有关本实施方式的变形例4的开关电源装置中，即使商用电源I被切断的期间较短，在下次启动时也在关闭模式被解除的状态下启动，即使在蓄电部500中没有足够的电荷，也能够可靠地启动。
[0112](实施方式2)
[0113]接着，说明有关实施方式2的开关电源装置。在实施方式2中，对例如锂离子电池的充电器那样以二次电池的充电为目的的开关电源装置的结构进行说明。
[0114]图13是表示有关实施方式2的开关电源装置及半导体装置的一结构例的电路图。
[0115]图13所示的开关电源装置和图1所示的有关实施方式I的开关电源装置相比，2次侧的结构不同。蓄电部570由整流二极管571、二次电池572及充电电路573构成。此夕卜，在蓄电部570的充电电路573上，连接有用于反馈控制的光电耦合器11和关闭模式控制电路600。
[0116]在有关实施方式2的开关电源装置中，对于与有关实施方式I的开关电源装置相同的构成要素赋予相同的标号而省略说明。
[0117]有关实施方式2的开关电源装置以二次电池572的充电为目的。因此，在通常动作时为二次电池572的充电动作，通过从充电电路573输出的反馈信号，控制开关元件7的开关动作，进行恒流及恒压控制。另一方面，如果二次电池572的充电完成，则不再需要开关元件7的开关动作。因此，从充电电路573向关闭模式控制电路600输出状态检测信号，光电I禹合器12的动作停止，从而向关闭模式转移。在关闭模式时，从二次电池572向充电电路573和关闭模式控制电路600供给电力，维持关闭模式状态。由于充电电路573及关闭模式控制电路600的消耗电流微小，所以二次电池572的电压在短期间内不会大幅降低。但是，如果二次电池572在充电完成后也长期间持续连接在开关电源装置上的状态，并且二次电池572的电压开始降低，则从充电电路573输出的状态检测信号反转，关闭模式被解除，再次成为充电状态。
[0118]此外，即使在没有二次电池572的电荷的状态下启动，也由于具备关闭模式延迟电路200和电力供给电路400，所以与实施方式I同样继续通常动作，能够进行二次电池572的充电。
[0119]根据以上，有关本实施方式的开关电源装置即使在没有二次电池572的电荷的状态下启动，也能够继续开关元件7的开关动作，能够进行充电。进而，在充电完成后向关闭模式转移，来自商用电源I的输入电力大致成为零，能够实现理想的二次电池572的充电器。
[0120](实施方式3)
[0121]接着，说明有关实施方式3的开关电源装置。在实施方式3中，对例如连接在笔记本电脑上的AC适配器那样具有DC连接器的开关电源装置的结构进行说明。
[0122]图14是表示有关实施方式3的开关电源装置及半导体装置的一结构例的电路图。
[0123]图14所示的开关电源装置和有关实施方式I的开关电源装置相比，只有在2次侧具有DC连接器16这一点不同。另外，通过DC连接器16能够从电子设备902拆下AC适配器901的部分。换言之，DC连接器16是用于拆装负载设备700的端子。
[0124]作为2次侧的结构，整流二极管13、平滑电容器14、输出电压检测电路300、光电耦合器11及12配置在AC适配器901侧，电力供给电路400、蓄电部500及关闭模式控制电路600配置在电子设备902侧。DC连接器16具有输出电压Vout线的2对连接部分和关闭模式解除信号线的I对连接部分，共计3对连接部分。
[0125]在有关实施方式3的开关电源装置中，对于与有关实施方式I的开关电源装置相同的构成要素赋予相同的标号而省略说明。
[0126]有关实施方式3的开关电源装置在DC连接器16是连接状态的情况下，是与有关实施方式I的开关电源装置同样的结构，启动及向关闭模式的转移及解除为相同的动作。
[0127]以下，对于动作与实施方式I不同的、DC连接器16为非连接状态的情况下的动作进行说明。
[0128]首先，说明DC连接器16从连接状态向非连接状态转移的情况下的动作。
[0129]在DC连接器16是连接状态并且在关闭模式时向非连接状态转移的情况下，光电耦合器12的动作保持停止，所以原样继续关闭模式。
[0130]另一方面，在DC连接器16是连接状态、并且通过开关元件7的开关动作向电子设备902供给电力的通常动作时向非连接状态转移的情况下，在通常动作时动作的光电耦合器12停止。因此，向关闭模式转移。由于不再从AC适配器901供给电力，所以电子设备902向待机状态转移，或者通过内置在负载设备700中的二次电池等继续通常动作。
[0131]S卩，与电子设备902的状态无关地，如果使DC连接器16为非连接状态，则AC适配器901向关闭模式转移，消耗电力大致为零。
[0132]接着，说明DC连接器16从非连接状态向连接状态转移的情况下的动作。
[0133]如果DC连接器16成为连接状态，则关闭模式控制电路600与光电耦合器12连接，所以能够进行基于来自负载设备700的待机控制电路701的状态检测信号进行的关闭模式控制。即，在需要向电子设备902的电力供给的情况下，将关闭模式解除，开始开关元件7的开关动作。此外，在不需要电力供给的情况下继续关闭模式。
[0134]根据以上，有关本实施方式的开关电源装置能够得到与有关实施方式I的开关电源装置同样的效果，并且在DC连接器16为非连接状态、即AC适配器901没有被使用的状态时，来自商用电源I的输入电力也大致为零，能够实现理想的AC适配器901。进而，能够与电子设备的一次电池或二次电池等的蓄电部件的状态无关地启动开关电源装置。
[0135]以上，基于实施方式对本申请的开关电源装置进行了说明，但本发明并不限定于这些实施方式。只要不脱离本发明的主旨，对本实施方式实施了本领域技术人员想到的各种变形后的形态、或将不同实施方式的构成要素组合而构建的形态也包含在本发明的范围内。
[0136]此外，本申请的开关控制电路100、150及190也可以是构成有关实施方式I?3的开关电源装置的开关电源控制用的半导体装置。由此，即使是包括关闭模式的复杂的控制，也能够大幅削减开关电源装置的部件个数，能够容易地实现小型化、轻量化以及低成本化。
[0137]工业实用性
[0138]有关本发明的开关电源装置及半导体装置能够在待机时将开关电源装置的开关动作及光电耦合器的动作全部停止，使开关电源装置的消耗电力大致为零。进而，通过设置延迟电路和电力供给电路，在一次电池或二次电池等的蓄电部件中没有电荷的状态下也能够启动。因此，能够有效地应用于内置在各种电子设备中的AC — DC变换器或DC — DC变换器、外置的AC适配器等的开关电源装置等。
[0139]标号说明
[0140]I商用电源
[0141]2输入滤波器电路
[0142]3输入整流电路
[0143]4输入平滑电路
[0144]5变压器
[0145]5a I次绕组
[0146]5b 2次绕组
[0147]5c辅助绕组
[0148]6、8、17、201、203、251、401、501、601、602、603 电阻
[0149]7开关元件
[0150]9、13、15、402、511、551、571 整流二极管
[0151]10、14平滑电容器
[0152]11、12光电耦合器
[0153]16 DC 连接器
[0154]100、150、190开关控制电路
[0155]101、191脉冲宽度控制电路
[0156]102、192 驱动电路
[0157]103关闭模式检测器
[0158]104、194比较基准电压源
[0159]105关闭模式开关
[0160]151调节器电路
[0161]193待机模式检测器
[0162]200,200a,200b,250关闭模式延迟电路
[0163]202,252 电容器
[0164]253、604、605 晶体管
[0165]300输出电压检测电路
[0166]400电力供给电路
[0167]500、500a、500b、550、570 蓄电部
[0168]502大容量电容器
[0169]512 一次电池
[0170]552、572 二次电池
[0171]553,573 充电电路
[0172]600关闭模式控制电路
[0173]690待机模式控制电路
[0174]700、790 负载设备
[0175]701、791待机控制电路
[0176]800输入切断检测电路
[0177]901 AC 适配器
[0178]902电子设备
【权利要求】
1.一种开关电源装置，具备: 开关兀件，被供给输入电压； 输入输出变换电路，将由所述开关兀件进行开关后的所述输入电压变换为输出电压，并向负载设备供给电力；以及 开关控制电路，控制所述开关元件的开关动作，还具有将该开关动作停止而削减消耗电力的关闭模式， 所述开关电源装置还具备: 关闭模式控制电路，在需要所述开关元件的开关动作的情况下，持续输出用于解除所述关闭模式的动作的关闭模式解除信号，并且，在不需要所述开关元件的开关动作的情况下，为了使得在所述关闭模式下进行动作而不输出关闭模式解除信号； 关闭模式延迟电路，使向所述关闭模式的转移延迟； 蓄电部，在所述关闭模式时作为所述关闭模式控制电路的电力供给源；以及电力供给电路，在能够从所述输出电压对所述关闭模式控制电路供给电力时作为所述关闭模式控制电路的电力供给源。
2.如权利要求1所述的开关电源装置， 还具备用于拆装所述负载设备的DC连接器； 在所述DC连接器为非连接状态的情况下，控制为在所述关闭模式下进行动作。
3.如权利要求2所述的开关电源装置， 所述关闭模式控制电路、所述蓄电部和所述电力供给电路配置在比所述DC连接器靠所述负载设备侧。
4.如权利要求1?3中任一项所述的开关电源装置， 还具备关闭模式强制解除电路，该关闭模式强制解除电路与所述关闭模式解除信号是否输出无关地强制解除所述关闭模式。
5.如权利要求4所述的开关电源装置， 还具备在所述输入电压的供给被切断的情况下将输入切断检测信号输出的输入切断检测电路； 通过所述输入切断检测信号的输入，所述关闭模式强制解除电路强制解除所述关闭模式。
6.如权利要求1?5中任一项所述的开关电源装置， 所述蓄电部对所述负载设备也供给电力。
7.一种半导体装置，其是构成开关电源装置的开关电源控制用的半导体装置， 具备权利要求1所述的开关控制电路。
【文档编号】H02M3/28GK104428984SQ201380032638
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年6月21日 优先权日:2012年7月6日
【发明者】佐治隆司, 高桥健介 申请人:松下知识产权经营株式会社