电流谐振型电源装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电流谐振型电源装置，尤其涉及电流谐振型电源装置的轻负载时的输出电压控制。
【背景技术】
[0002]图13是表示现有的电流谐振型电源装置的电路图。在图13中，在对交流电压进行整流的全波整流电路RCl的输出两端连接有平滑电容器Cl，并且连接有由MOSFET构成的开关元件Ql和开关元件Q2的串联电路。开关元件Ql和开关元件Q2交替地导通/截止。在开关元件Q2的两端连接有谐振电抗器Lr、变压器T的一次绕组P以及电流谐振电容器C2的串联电路。
[0003]变压器T的二次绕组SI与二次绕组S2串联连接，在二次绕组SI的一端连接着二极管Dl的阳极，在二次绕组S2的一端连接着二极管D2的阳极。二极管Dl的阴极和二极管D2的阴极与平滑电容器C3的一端连接，平滑电容器C3的另一端连接于二次绕组SI的一端与二次绕组S2的一端之间的连接点。平滑电容器C3的两端连接有检测器11。另外，作为谐振电抗器Lr，可以替代地使用变压器T的漏感。
[0004]检测器11检测平滑电容器C3的输出电压，并输出到振荡器13。振荡器13对应于平滑电容器C3的输出电压，生成使振荡频率可变的频率信号。在来自振荡器13的频率信号为通过电阻Rl和电阻R2对电源Vcc的电压进行分压后的分压电压以上的情况下，比较器CMl输出高电平，在来自振荡器13的频率信号小于通过电阻Rl和电阻R2对电源Vcc的电压进行分压后的分压电压的情况下，比较器CMl输出低电平。
[0005]反相器INl使来自比较器CMl的输出反相并通过反相输出使开关元件Q2导通/截止。高压侧(high side)驱动器12通过来自比较器CMl的输出使开关元件Ql导通/截止。
[0006]接着说明如上构成的现有的电流谐振型电源装置的动作。首先，在开关元件Ql导通后，在RCl — Ql — Lr — P — C2 — RCl的路径中流过电流。该电流是在变压器T的I次侧的励磁电感Lp中流过的励磁电流与经由一次绕组P、二次绕组S2、二极管D2、电容器C3而从输出端子OUT提供给负载的负载电流的合成电流。前者的电流为(电抗器Lr+励磁电感Lp)与电流谐振电容器C2的正弦波状的谐振电流，其谐振频率低于开关元件Ql的导通期间，因而正弦波的一部分作为三角波状的电流被观测到。后者的电流为体现电抗器Lr与电流谐振电容器C2的谐振要素的正弦波状的谐振电流。
[0007]开关元件Ql截止后，通过蓄积于变压器T的励磁电流的能量，产生基于(电抗器Lr+励磁电感Lp)、电流谐振电容器C2、以及开关元件Q2的两端具有的电压谐振电容器Crv(未图示)的电压准谐振。此时，电容较小的电压谐振电容器Crv的谐振频率作为开关元件Ql和开关元件Q2的两端电压被观测到。即，开关元件Ql的电流在开关元件Ql截止的同时转移到电压谐振电容器Crv。若电压谐振电容器Crv放电至零伏，则电流转移到开关元件Q2的内部二极管。此时，蓄积于变压器T中的励磁电流的能量经由开关元件Q2的内部二极管对电流谐振电容器C2进行充电。通过在该期间内使开关元件Q2导通，能够实现开关兀件Q2的零电压开关动作。
[0008]开关元件Q2导通后，以电流谐振电容器C2为电源，在C2 — P — Lr — Q2 — C2的路径中流过电流。该电流是在变压器T的励磁电感Lp中流过的励磁电流与经由一次绕组P、二次绕组S1、二极管Dl、平滑电容器C3从输出端子OUT提供给负载的负载电流的合成电流。前者的电流为(电抗器Lr+励磁电感Lp)与电流谐振电容器C2的正弦波状的谐振电流，其谐振频率低于开关元件Q2的导通期间，因而正弦波的一部分作为三角波状的电流被观测到。后者的电流为显现电抗器Lr与电流谐振电容器C2的谐振要素的正弦波状的谐振电流。
[0009]开关元件Q2截止后，通过蓄积于变压器T的励磁电流的能量，产生基于(电抗器Lr+励磁电感Lp)、电流谐振电容器C2、以及电压谐振电容器Crv的电压准谐振。此时，较小电容的电压谐振电容器Crv的谐振频率作为开关元件Ql和开关元件Q2的两端电压被观测到。即，开关元件Q2的电流在开关元件Q2截止的同时转移到电压谐振电容器Crv。若电压谐振电容器Crv被充电至平滑电容器Cl的输出电压，则电流转移到开关元件Ql的内部二极管。此时，蓄积于变压器T的励磁电流的能量经由开关元件Ql的内部二极管被再生于平滑电容器Cl中。通过在该期间内使开关元件Ql导通，能够实现开关元件Ql的零电压开关动作。
[0010]图14表示现有的电流谐振型电源装置的轻负载时的各部分的波形。在图14中，Id(Ql)表示开关元件Ql的漏极电流，I(P)表示在一次绕组P中流过的电流，V(C2)表示电流谐振电容器C2的两端电压，Vds(Q2)表示开关元件Q2的漏极/源极间的电压，V(P)表示一次绕组P的两端电压，V(Dl)表示二极管Dl的两端电压，V(D2)表示二极管D2的两端电压。
[0011 ] 此外，在现有的电流谐振型电源装置中，开关元件Ql和开关元件Q2以占空比50 %交替地重复导通/截止，控制切换频率，从而控制输出电压。此时，如图14所示，电流谐振电容器C2的电压V(C2)以平滑电容器Cl的电压V(Cl)的两端电压的1/2电压为中心重复进行上下对象的充放电。由此，一次绕组P产生电压V(P)，二次绕组S1、S2产生电压，通过二极管Dl、D2对该电压进行整流，从而可获得输出电压。
[0012]另外，作为现有技术的关联技术，已知例如专利文献I?专利文献2所记载的电流谐振型电源装置。
[0013]专利文献1:日本特开2013-78228号公报
[0014]专利文献2:日本特开平7-135769号公报
[0015]但是，在现有的电流谐振型电源装置中，当在重负载下启动时，不能充分输出电压，启动性较差。
【发明内容】
[0016]本发明提供能够提高启动性的电流谐振型电源装置。
[0017]为了解决上述问题，本发明的特征在于，具有:第I开关元件和第2开关元件，它们串联连接在直流电源的两端；串联电路，其由电抗器、变压器的一次绕组和电容器串联连接而成，并与所述第I开关元件和所述第2开关元件之间的连接点以及所述直流电源的一端连接；全波整流平滑电路，其对所述变压器的二次绕组产生的电压进行全波整流和平滑，获取直流电压；控制电路，其控制所述第I开关元件的第I导通时间和所述第2开关元件的第2导通时间而使所述第I开关元件和所述第2开关元件交替地导通/截止；检测器，其检测所述全波整流平滑电路的直流电压；电流检测部，其检测在所述变压器的一次绕组中流过的电流；软启动时间常数设定部，其在启动时生成软启动信号，并设定软启动时间常数；以及导通时间控制部，其在依据由所述软启动时间常数设定部设定的时间常数而产生的电压小于设定电压的情况下，基于来自所述检测器的直流电压和所述软启动信号，设定所述第I开关元件和所述第2开关元件的导通时间，在依据所述时间常数而产生的电压为所述设定电压以上的情况下，基于由所述电流检测部检测出的电流的值，设定所述第I导通时间和所述第2导通时间中的一个导通时间。
[0018]此外，本发明的特征在于，具有:第I开关元件和第2开关元件，它们串联连接在直流电源的两端；串联电路，其由电抗器、变压器的一次绕组和电容器串联连接而成，并与所述第I开关元件和所述第2开关元件之间的连接点以及所述直流电源的一端连接；全波整流平滑电路，其对所述变压器的二次绕组产生的电压进行全波整流和平滑，获取直流电压；控制电路，其控制所述第I开关元件的第I导通时间和所述第2开关元件的第2导通时间而使所述第I开关元件和所述第2开关元件交替地导通/截止，并根据所述直流电压的值控制所述第I开关元件和所述第2开关元件的开关频率；电流检测部，其检测所述电容器的电流；软启动时间常数设定部，其在启动时生成软启动信号，并设定软启动时间常数；以及导通时间控制部，其在依据由所述软启动时间常数设定部设定的时间常数而产生的电压小于设定电压的情况下，基于来自所述检测器的直流电压和所述软启动信号，设定所述第I开关元件和所述第2开关元件的导通时间，在依据所述时间常数而产生的电压为所述设定电压以上的情况下，基于来自所述电流检测部的所述电容器的电流，设定所述第I开关元件和所述第2开关元件的导通时间。
[0019]根据本发明，提供能够提高启动性的电流谐振型电源装置。
【附图说明】
[0020]图1是本发明实施例1的电流谐振型电源装置的电路图。
[0021]图2是示出本发明实施例1的电流谐振型电源装置的用于在启动时以软启动方式使输出电压上升的各部分的动作的时序图。
[0022]图3是示出本发明实施例1的电流谐振型电源装置的重负载时和轻负载时的各部分的波形的图。
[0023]图4是本发明实施例2的电流谐振型电源装置的电路图。
[0024]图5是示出本发明实施例2的电流谐振型电源装置的用于在启动时以软启动方式使输出电压上升的各部分的动作的时序图。
[0025]图6是本发明实施例3的电流谐振型电源装置的电路图。
[0026]图7是示出本发明实施例3的电流谐振型电源装置的用于在启动时以软启动方式使输出电压上升的各部分的动作的时序图。
[0027]图8是本发明实施例4的电流谐振型电源装置的电路图。
[0028]图9是示出本发明实施例4的电流谐振型电源装置的用于在启动时以软启动方式使输出电压上升的各部分的动作的时序图。
[0029]图10是本发明实施例5