开关电源装置的制造方法

开关电源装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过开关动作进行输出电压控制的开关电源装置，特别涉及开关控制电路。
【背景技术】
[0002]提出了如下的技术:仅在起动时这样的电流峰值较大时，通过使截止时的栅极电阻值增大，使开关元件截止下降时间变长，由此减低浪涌电压(例如，参照专利文献I)。在专利文献I中，通过在起动时等条件时，使截止时的栅极电阻增大，来抑制开关元件的漏-源间电压Vds的浪涌电压，这在开关元件的漏-源间电压V DS容易变高的设计中的准谐振控制的情况下是有效的。
[0003]专利文献1:日本特开2007-143230号公报

【发明内容】

[0004]然而，在利用PWM控制进行开关动作的情况下，由于在过渡状态(起动时/过载时)时容易成为连续模式下的动作，因此，导通时的放电电流容易变大。此外，在作为噪声对策等而在漏-源间设有电压谐振电容的情况下，导通时的放电电流更加容易变大。通过在起动时进行软起动并停止前沿消隐(leading edge blanking)功能，来抑制导通时的放电电流。然而，导通时的放电电流会在二次侧的整流二极管和IC用电源电压Vcc的整流二极管中产生浪涌电压，在放电电流大的情况下，在二次侧的整流二极管和IC用电源电压Vcc的整流二极管中产生的浪涌电压会变大。因此，二次侧和IC用电源电压Vcc的整流二极管应使用考虑到产生的浪涌电压的耐压高的二极管。耐压高的整流二极管通常正向电压VF也较高、损耗较大，因此，会使电源效率恶化。
[0005]本发明的目的在于:鉴于上述问题点，解决现有技术中的上述问题，提供一种能够抑制导通时的放电电流、抑制整流二极管中产生的浪涌电压的开关电源装置。
[0006]本发明的开关电源装置向变压器的一次绕组施加输入电力，使与所述变压器的一次绕组连接的开关元件进行导通/截止动作，由此使所述变压器的二次绕组感应产生脉动电压，输出通过具有整流电容和平滑电容的二次侧整流平滑电路进行整流平滑后的输出电压，所述开关电源装置具有:过渡状态检测电路，其检测过渡状态，并输出软驱动指示信号；以及驱动电路，在输入了所述软驱动指示信号时，所述驱动电路利用软驱动动作使所述开关元件进行导通/截止动作，在所述软驱动动作中，与通常动作时相比，使超过栅阈值电压时的栅电压的充电速度变慢。
[0007]此外，在本发明的开关电源装置中，也可以是，在所述栅电压超过所述栅阈值电压后，所述驱动电路将所述栅电压的充电速度恢复为通常动作时的充电速度。
[0008]此外，在本发明的开关电源装置中，也可以是，所述过渡状态检测电路从起动时起检测预先设定的期间作为所述过渡状态，并输出所述软驱动指示信号。
[0009]此外，在本发明的开关电源装置中，也可以是，所述过渡状态检测电路检测出如下期间作为所述过渡状态:从起动时起，所述输出电压达到稳态电压后，因反馈控制的响应性而导致所述开关元件的漏极电流发生振动的期间。
[0010]此外，在本发明的开关电源装置中，也可以是，所述过渡状态检测电路检测出通过反馈信号而从二次侧检测到的过载状态作为所述过渡状态，并在预先设定的期间中输出所述软驱动指示信号。
[0011]此外，在本发明的开关电源装置中，也可以是，所述过渡状态检测电路检测通过所述开关元件的漏极电流检测到的过载状态作为所述过渡状态，并在预先设定的期间中输出所述软驱动指示信号。
[0012]此外，在本发明的开关电源装置中，也可以是，所述开关电源装置具有使控制电路再起动的自动重启功能，所述控制电路使所述开关元件进行导通/截止动作，所述开关电源装置具有再起动延迟电路，所述再起动延迟电路在因连续的过载状态而导致的停止后的再起动中，使自动重启的周期变慢。
[0013]根据本发明，能够实现如下效果:能够抑制导通时的放电电流，抑制整流二极管中产生的浪涌电压，能够使用耐压低的二极管来作为二次侧和IC用电源电压Vcc的整流二极管。
【附图说明】
[0014]图1是示出本发明的开关电源装置的实施方式的电路结构的电路结构图。
[0015]图2是示出图1所示的控制器IC的第I实施方式的电路结构的电路结构图。
[0016]图3是示出图2所示的驱动电路的电路结构的电路结构图。
[0017]图4是示出图2所示的开关元件的通常动作与软驱动动作的栅充电速度的图。
[0018]图5是说明通过图2所示的计时电路设定的软驱动期间的说明图。
[0019]图6是示出从起动时起进行通常动作的情况以及在起动时进行软驱动动作的情况下的各部分的信号波形和动作波形的波形图。
[0020]图7是图6中箭头A所示的漏极电流ID以及反向电压VR的放大波形图。
[0021]图8是图6中箭头B所示的漏极电流ID以及反向电压VR的放大波形图。
[0022]图9是示出图1所示的控制器IC的第2实施方式的电路结构的电路结构图。
[0023]图10是示出图1所示的控制器IC的第2实施方式的电路结构的电路结构图。
[0024]图11是示出图10所示的再起动延迟电路进行动作的情况下的各部分的信号波形以及动作波形的波形图。
[0025]图12是示出图10所示的再起动延迟电路的不动作时的各部分的信号波形以及动作波形的波形图。
[0026]标号说明
[0027]1:控制器IC ;2:误差放大器(E/A) ;11:驱动电路；12:OSC(内部振荡器);13:调节器；14:计时电路；15:过载检测电路；16:再起动延迟电路；21:第I导通用开关元件；22:第2导通用开关元件；23:截止用开关元件；31:第I导通驱动电阻；32:第2导通驱动电阻；33:截止驱动电阻；40:延迟电路；41:切换开关；51、52、53:反相器；C1、C2、C3:平滑电容；C4:电容；COMPK COMP2、COMP3:比较器；D1、D2:整流二极管；DB:整流电路；FF1:触发器;0R1、OR2:或(OR)电路；PC1:发光二极管；PC2:受光晶体管；Rocp:电流检测电阻；R1、R2、R3:电阻；T:变压器；Q1:开关元件；VK1、VK2:可变电压。
【具体实施方式】
[0028]参照图1，本实施方式的开关电源装置具有:整流电路DB、平滑电容Cl、C2、C3、变压器T、控制器IC1、整流二极管Dl、D2、误差放大器(E/A) 2、构成光电耦合器的发光二极管PCl和受光晶体管PC2、电流检测电阻Rocp、电阻R1、R2以及电容C4。
[0029]在二极管电桥构成的整流电路DB的交流输入端子ACinl、ACin2连接有商用交流电源AC，从商用交流电源AC输入的交流电压被全波整流后从整流电路DB输出。整流电路DB的整流输出正极端子与整流输出负极端子之间连接有平滑电容Cl。并且，整流电路DB的整流输出负极端子与接地端子连接。由此，得到利用整流电路DB与平滑电容Cl对商用交流电源AC进行整流平滑后的直流电源。
[0030]控制器ICl 内置有功率 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)等开关元件与用于进行该开关元件的开关控制的控制电路，控制器ICl具有:D/ST (M0SFET漏极/起动电流输入)端子；S/0CP (M0SFET源极/过电流保护)端子；Vcc (控制电路电源电压输入)端子；FB/0LP(反馈信号输入/过载保护信号输入)端子以及GND端子。
[0031]从一次侧(输入侧)向二次侧(负载侧)提供电力的变压器T由一次绕组P、辅助绕组D和二次绕组S构成，整流电路DB的整流输出正极端子与变压器T的一次绕组P的一端部连接，变压器T的一次绕组P的另一端部与控制器ICl的D/ST端 子连接，并且控制器ICl的S/0CP端子经由电阻Rocp与接地端子连接。由此，控制器ICl对内置的开关元件进行导通/截止控制，由此将提供给变压器T的一次绕组P的电力传递给变压器T的二次绕组S，在变压器T的二次绕组S中产生脉动电流。并且，电流检测电阻Rocp作为检测流过控制器ICl内置的开关元件的电流作为电压信号Vtcp的电阻而被连接。控制器ICl具有当与流过开关元件的电流对应的电压信号Vtcp为预先设定的过电流阈值以上时，限制提供给二次侧的电力的过电流保护(OCP)功能。
[0032]在变压器T的二次绕组S的两端子之间，经由整流二极管Dl连接有平滑电容C2。变压器T的二次绕组S所感应的电压通过整流二极管Dl与平滑电容C2整流平滑后，平滑电容C2的端子间电压作为输出电压Vo从输出端子输出。另外，连接于平滑电容C2的正极端子的线成为电源线，连接于平滑电容C2的负极端子的线成为连接于接地端子的GND线。
[0033]在电源线与GND线之间串联连接有误差放大器2。误差放大器2连接在电源线与GND线之间，根据输出电压Vo与稳态电压之间的差，控制流过光电親合器的发光二极管PCl的电流。并且，控制器ICl的FB/0LP端子经由并联连接的发光二极管PCl和电容C4而与接地端子连接。由此，与输出电压对应的反馈(FB)信号从二次发光二极管PCl发送到一次侧的受光晶体管PC2，作为电压信号Vfb输入到控制器ICl的FB/0LP端子。控制器ICl根据输入到FB/0LP端子的电压信号Vfb来控制开关元件的占空比，并控制提供给二次侧的电量。
[0034]并且，在变压器T的辅助绕组D的两端子之间经由整流二极管D2连接有平滑电容C3，整流二极管D2与平滑电容C3的连接点连接于控制器ICl的Vcc端子。由此，在辅助绕组D中产生的电压通过整流二极管D2和平滑电容C3整流平滑后，作为IC用电源电压Vcc提供给控制器ICl的Vcc端子。
[0035](第I实施方式)
[0036]接着，参照图2对图1所示的控制器ICl的第I实施方式的电路结构进行说明。
[0037]参照图2，控制器ICl具有:由N沟道型功率MOSFET等构成的开关元件Q1、驱动电路11、0SC(内部振荡器)12、调节器13、计时电路14、过载检测电路15、可变电压VK1、VK2、或电路0R1、0R2、触发器FF1、比较器C0MP1、C0MP2、C0MP3以及电阻R3。
[0038]D/ST端子与开关元件Ql的漏极端子连接，并且，S/0CP端子与开关元件Ql的源极端子连接，开关元件Ql的栅极端子与驱动电路11连接，该驱动电路11输出驱动开关元件Ql的驱动信号DRV从而控制导通/截止。向驱动电路11输入或电路ORl的输出。
[0039]向或电路ORl的输入端子输入OSC 12的输出与触发器FFl的反相输出端子Q—的输出，触发器FFl的S端子与OSC 12的输出连接，触发器FFl的R端子与或电路0R2的输出连接。另外，从OSC 12输出的时钟信号的脉冲宽度被设定为小于开关元件Ql的最低导通时间宽度。触发器FFl作为PWM锁存电路发挥功能。由此，在OSC 12的输出信号为低电平(在没有输出时钟信号的状态下)，并且，触发器FFl被置位而反相输出端子Q—的输出信号为低电平的情况下，高电平的输出信号从或电路ORl输入到驱动电路11，开关元件Ql导通。
[0040]S/0CP端子分别与比较器COMPl的非反相端子和比较器C0MP2的非反相端子连接。比较器COMPl是检测过电流的OCP比较器，反相端子与在通常动作时被设定为过电流阈值的可变电压Vki连接。在通常动作时，在与流过开关元件Ql的漏极电流ID对应的S/0CP端子的电压信号Vocp为过电流阈值以上的情况下，从比较器C0MP2输出高电平的输出信号。比较器COMPl的输出信号成为高电平，由此，经由或电路0R2将触发器FFl复位，或电路ORl的输出信号成为低电平，开关元件Ql截止。
[0041]比较器C0MP2是用于进行反馈控制的电流感测变换器，在该反馈控制中，根据作为电压信号Vfb被输入到FB/0LP端子的FB信号，控制开关元件QI的占空比。比较器C0MP2的反相输入端子与FB/0LP端子连接，该FB/0LP端子经由电阻R3与基准电压Reg连接。在比较器C0MP2中，比较电压信号Vtcp与电压信号Vfb，在电压信号Vtrcp为电压信号Vfb以上的情况下，从比较器C0MP2输出高电平的输出信号。比较器C0MP2的输出信号成为高电平，由此，经由或电路0R2将触发器FFl复位，或电路ORl的输出信号成为低电平，开关元件Ql截止。由此，根据FB信号，进行控制开关元件Ql的占空比的反馈控制。
[0042]比较器C0MP3是比较Vcc端子的IC用电源电压Vcc与可变电压Vk2的比较电路。比较器C0MP3的非反相输入端子与Vcc端子连接。反相输入端子与可变电压Vk2连接。来自比较器C0MP3的输出信号被输入到可变电压Vk2，在来自欠压锁定(UVLO)电路C0MP3的输出信号为低电平的情况下，可变电压Vk2被设定为第I基准电压Von(例如，15V)，在来自UVLO电路C0MP3的输出信号为高电平的情况下，可变电压Vk2被设定为比第I基准电压Von低的第2基准电压Voff (例如，10V)。由此，比较器C0MP3的输出信号具有滞后特性，当通过未图示的起动电路对图1所示的平滑电容C3进行充电，IC用电源电压Vcc超过第I基准电压Von时，比较器C0MP3的输出信号成为高电平，当IC用电源电压Vcc为第2基准电压Voff以下时，比较器C0MP3的输出信号成为低电平。
[0043]并且，比较器C0MP3的输出端子与调节器13连接。调节器13从Vcc端子接受电力的供给，在比较器C0MP3的输出信号为高电平的情况下，调节器13进行动作，分别提供用于使控制器ICl的各部分动作的电源电压。即，比较器C0MP3的输出信号是控制控制器ICl的导通/截止的信号，在控制器ICl进行稳态动作时(开关动作开时)，UVLO电路C0MP3的输出信号成为高电平。因此，可变电压VR2的第I基准电压Von为控制器ICl的动作开始电压，可变电压VR2的第2基准电压Voff是控制器ICl的动作停止电压。
[0044]比较器C0MP3的输出端子与计时电路14连接。计时电路14在比较器C0MP3的输出成为高电平的时机检测到起动开始。并且，计时电路14从起动开始起在预先设定的期间中，进行将可变电阻Vki逐渐提高到过电流阈值的软起动控制。此外，当检测出起动开始时，计时电路14生成预先设定的软驱动期间Ta，在软驱动期间Ta中向驱动电路11输出软驱动指示信号。
[0045]驱动电路11根据或电路ORl的输出信号输出开关元件Ql的驱动信号。参照图3，驱动电路11具有:由P沟道型MOSFET构成的第I导通用开关元件21、由P沟道型MOSFET构成的第2导通用开关元件22、第I导通驱动电阻31、第2导通驱动电阻32、由N沟道型MOSFET构成的截止用开关元件23、截止驱动电阻33、延迟电路40、切换开关41、反相器51、52、53。
[0046]在电源电压Reg与开关元件Ql的栅极之间并联地连接有:串联连接的第I导通用开关元件21和第I导通驱动电阻31以及串联连接的第2导通用开关元件22和第2导通驱动电阻32。并且，第I导通用开关元件21的栅极经由反相器51与或电路ORl的输出端子连接，并且，第2导通用开关元件22的栅极经由反相器52与切换开关41的输出端子连接。切换开关41的一方的输入端子与或电路ORl的输出端子直接连接，并且，另一方的输入端子经由延迟电路40与或电路ORl的输出端子直接连接。并且，在开关元件Ql的栅极与接地端子GND之间连接有串联连接的截止驱动电阻33和截止用开关元件23。切换开关41在通常动作时，切换到与或电路ORl的输出端子直接连接的一方的输入端子侧，当输 入软驱动指示信号时，切换到经由延迟电路40与或电路ORl的输出端子连接的另一方的输入端子侧。
[0047]在没有输入软驱动指示信号的通常动作时，或电路ORl的输出信号成为高电平时，第I导通用开关元件21与第2导通用开关元件22中的任意一个导通，如图4的(a)所示，经由并联连接的第I导通驱动电阻31和第2导通驱动电阻32对开关元件Ql的栅进行充电。与此相对，在输入了软驱动指示信号的软驱动时，当或电路ORl的输出信号成为高电平时，如图4的(b)所示，首先，仅经由第I导通驱动电阻31对开关元件Ql的栅进行充电，在经过了延迟电路40中设定的延迟时间Td后，经由并联连接的第I导通驱动电阻31和第2导通驱动电阻32对开关元件Ql的栅进行充电。如图4的(b)所示，延迟电路40中设定的延迟时间Td被设定为仅经由第I导通驱动电阻31进行充电的开关元件Ql的栅电压Ve超过栅阈值电压Vth的时间。因此，与通常动作时相比，在软驱动时，在栅电压Ve超过栅阈值电压Vth之前，将导通驱动电阻的电阻值切换为较大值，使得超过栅阈值电压Vth时的栅电压\的充电速度变慢，驱动(源极侧的)速度变慢。
[0048]如图5所示，计时电路14输出软驱动指示信号的软驱动期间Ta被设定为包含起动时的过渡状态在内的、从起动开始起到输出电压Vo上升到稳态电压的期间以上。图6?图8是对在起动时的过渡状态时进行了通常动作的情况下的各部分的信号波形和动作波形以及在起动时的过渡状态时进行了软驱动动作的情况下的各部分的信号波形和动作波形进行对比的波形。在图6中，图6的(a)示出输出电压Vo，图6的(b)示出IC用电源电压Vcc，图6的(c)示出FB/0LP端子的电压信号VFB，图6的(d)示出S/0CP端子的电压信号V。。。，图6的(e)示出漏极电流ID，图6的(f)示出二极管Dl的反向电压VR，图6的(g)示出开关元件Ql的驱动信号DRV。
[0049]通过未图示的起动电路对平滑电容C3进行充电，如图6的(C)所示，当IC用电源电压Vcc达到动作开始电压Von时，起动控制器ICl。在图6的(e)、(f)中箭头A所示刚起动后的期间中，控制器ICl进行软起动控制，并且停止前沿消隐功能，因此，仅利用导通时的放电电流(漏极电流ID)进行动作。在该仅利用导通时的放电电流进行动作的期间中进行软驱动动作，由此，如图7的(e)所示，与通常动作相比漏极电流ID的斜率改变。并且，在仅利用放电电流进行动作的期间中，开关元件Ql以最小的导通时间进行动作。由此，如图7的(e)所示，能够抑制漏极电流ID的峰值，如图7的(f)所示，还能够抑制二次侧的整流二极管Dl和IC用电源电压Vcc的整流二极管D2中产生的反向电压VR。
[0050]在软起动控制结束后，在图6的(e)、(f)中箭头B所示的输出电压Vo达到稳态电压为止的期间中，控制器ICl使前沿消隐功能工作。在该情况下也是，通过进行软驱动动作，如图7的(e)所示，能够抑制导通时的放电电流(漏极电流ID)，如图7的(f)所示，还能够抑制二次侧的整流二极管Dl和IC用电源电压Vcc的整流二极管D2中产生的反向电压VR0
[0051]并且，如图6的(e)中箭头C所示，在输出电压Vo达到稳态电压后也因反馈控制的响应性，漏极电流ID有时会振动变高。因此，在输出电压Vo达到稳态电压后的漏极电流ID发生振动的期间，也通过进行软驱动动作，能够抑制漏极电流ID，并能够抑制二次侧的整流二极管Dl和IC用电源电压Vcc的整流二极管D2中产生的反向电压VR。
[0052]另外，在第I实施方式中，使起动时的软驱动期间Ta构成为包含如下期间:从起动时起输出电压Vo达到稳态电压后，因反馈控制的响应性而导致漏极电流ID发生振动的期间，不过，如图5所示，即使将从起动时起到输出电压Vo达到稳态电压为止的期间Tal作为软驱动期间，也能够获得一定的效果。并且，在将软起动期间Ta2作为软驱动期间时，由于不需要另外生成软驱动期间，因此能够使电路结构简化。此外，即使设为作为比软起动期间Ta2短的期间Ta3的软驱动期间，也可以获得一定的效果。
[0053]并且，参照图2，过载检测电路15的输入端子与FB/0LP端子连接。过载检测电路15通过将FB/0LP端子的电压信号Vfb与预先设定的过载阈值电压进行比较，来检测过载状态。并且，过载检测电路15在检测出过载状态时，生成预先设定的软驱动期间Tb，并在软驱动期间Tb中向驱动电路11输出软驱动指示信号。由此，能够抑制导通时的放电电流(漏极电流ID)，并能够抑制在二次侧的整流二极管Dl和IC用电源电压Vcc的整流二极管D2中产生的反向电压VR。
[0054]像以上所说明的那样，根据第I实施方式，提供如下的开关电源装置，向变压器T的一次绕组P施加输入电力，使与变压器T的一次绕组P连接的开关元件Ql进行导通/截止动作，由此使变压器T的二次绕组S感应产生脉冲电压，输出通过具有整流电容Dl和平滑电容C2的二次侧整流平滑电路进行整流平滑后的输出电压Vo，所述开关电源装置具有:过渡状态检测电路(计时电路14、过载检测电路15)，其检测过渡状态而输出软驱动指示信号；以及驱动电路11，当输入软驱动指示信号时，驱动电路11利用与通常动作时相比使超过栅阈值电压时的栅电压的充电速度变慢的软驱动动作，使开关元件Ql进行导通/截止动作。
[0055]通过该结构，能够抑制导通时的放电电流，抑制整流二极管中产生的浪涌电压，能够使用耐压低的二极管来作为二次侧和IC用电源电压Vcc的整流二极管。通过使用耐压低的整流二极管，能够降低成本。此外，与耐压高的整流二极管(例如，超高速整流二极管)相比，耐压低的整流二极管(例如，肖特基势皇二极管)的正向电压VF较低，有助于电源效率的改善。特别在轻负载时，整流二极管的正向电压VF的损耗的影响度较大，因此，通过使用正向电压VF低的整流二极管，有助于较大地改善轻负载效率。
[0056]此外，根据第I实施方式，驱动电路11构成为在栅电压超过栅阈值电压后，将栅电压的充电速度恢复为通常动作时的充电速度。
[0057]通过该结构，能够抑制软驱动动作时的开关元件Ql的导通电阻。
[0058]此外，根据第I实施方式，计时电路14构成为从起动时起检测预先设定的期间作过渡状态，并输出软驱动指示信号。
[0059]通过该结构，在仅利用导通时的放电电流进行动作的期间中，能够抑制开关元件Ql的漏极电流ID的峰值，并能够抑制二次侧的整流二极管Dl和IC用电源电压Vcc的整流二极管D2中产生的反向电压VR0
[0060]此外，根据第I实施方式，计时电路14构成为检测出如下期间作为过渡状态:从起动时起输出电压Vo达到稳态电压后，因反馈控制的响应性而导致开关元件Ql的漏极电流ID发生振动的期间。
[0061]通过该结构，在软起动控制结束后，在输出电压Vo达到稳态电压为止的期间中或在因反馈控制的响应性而导致漏极电流ID发生振动的期间中，能够抑制开关元件Ql的漏极电流ID的峰值，并能够抑制二次侧的整流二极管Dl和IC用电源电压Vcc的整流二极管D2中产生的反向电压VR。
[0062]此外，根据第I实施方式，过载检测电路15构成为检测出根据反馈信号而从二次侧检测到的过载状态作为过渡状态，并在预先设定期间中输出软驱动指示信号。
[0063]通过该结构，在过载状态中，能够抑制开关元件Ql的漏极电流ID的峰值，并能够抑制二次侧的整流二极管Dl和IC用电源电压Vcc的整流二极管D2中产生的反向电压VR。
[0064](第2实施方式)
[0065]参照图9，第2实施方式与第I实施方式的不同之处在于:比较器COMPl的输出端子与过载检测电路15的输入端子连接，当从比较器COMPl输出高电平的输出信号时，过载检测电路15检测到过载状态。即，作为漏极电流ID而被检测出的S/0CP端子的电压信号Vtcp追随FB/0LP端子的 电压信号V FB，因此，在第2实施方式中，构成为根据漏极电流ID来检测过载状态并进行软驱动动作。
[0066]像以上所说明的那样，根据第2实施方式，过载检测电路15构成为检测出通过开关元件Ql的漏极电流ID检测到的过载状态作为过渡状态，并在预先设定的期间中输出软驱动指示信号。
[0067]通过该结构，在过载状态中，能够抑制开关元件Ql的漏极电流ID的峰值，并能够抑制二次侧的整流二极管Dl和IC用电源电压Vcc的整流二极管D2中产生的反向电压VR。
[0068](第3实施方式)
[0069]参照图10，第3实施方式在第I实施方式的结构的基础上，设置有再起动延迟电路16。当从过载检测电路15输入软驱动指示信号时，再起动延迟电路16使自动重启的周期变慢。即，在本发明中，在检测出过载状态时，由于进行软驱动动作，因此开关元件Ql的发热变高。因此，通过使自动重启的周期变慢，来抑制振荡次数(开关驱动动作的重复间隔)，从而抑制开关元件Ql的发热。
[0070]如图12所示，从时刻tl起，持续为过载状态，当在时刻t2，IC用电源电压Vcc下降到第2基准电压Voff时，从比较器C0MP3输出低电平的输出信号，控制器ICl的动作停止。在控制器ICl的动作停止的情况下的通常的自动重启中，在控制器ICl的动作停止后，通过未图示的起动电路对IC用电源电压Vcc进行充电，当在时刻t3达到第I基准电压Von时，从比较器C0MP3输出高电平的输出信号，起动控制器IC1。这样，未图示的起动电路对IC用电源电压Vcc的充电时间(从第2基准电压Voff到第I基准电压Von)成为自动重启的周期，以后重复进行该动作。
[0071]与此相对，在第3实施方式中，如图11所示，当输入软驱动指示信号时，过载检测电路15在控制器ICl的动作停止后，通过未图示的起动电路对IC用电源电压Vcc进行充电，即使在时刻t3达到第I基准电压Von，在第I次也控制为不从比较器C0MP3输出高电平的输出信号。然后，在时刻t4，IC用电源电压Vcc下降到第2基准电压Voff，在时刻t5达到第I基准电压Von，由此，从比较器C0MP3输出高电平的输出信号，来起动控制器ICI。在该情况下，未图示的起动电路对IC用电源电压Vcc的2次充电时间(从第2基准电压Voff到第I基准电压Von)以及IC用电源电压Vcc的放电时间(从第I基准电压Von到第2基准电压Voff)相加后的时间成为自动重启的周期。因此，从因连续的过载状态(图11的Tb)而导致的停止后的再起动中，自动重启的周期至少比通常变慢2个周期以上。由此，能够抑制振荡次数(开关驱动动作的重复间隔)，从而减轻开关元件Ql的发热。
[0072]像以上所说明的那样，根据第3实施方式，具有使控制器ICl再起动的自动重启功能，该控制器ICl使开关元件Ql进行导通/截止动作，且具有再起动延迟电路16，在借助所述过载检测电路15，因连续的过载状态(图11的Tb)导致的停止后的再起动中，再起动延迟电路16使自动重启的周期变慢。
[0073]在过载状态下，因进行软驱动动作而使开关元件Ql的发热变高，但是通过上述结构，能够抑制振荡次数(开关驱动动作的重复间隔)，从而抑制开关元件Ql的发热。
[0074]以上，利用具体的实施方式对本发明进行了说明，但是，上述实施方式只是一例，显然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行变更来实施。
【主权项】
1.一种开关电源装置，其向变压器的一次绕组施加输入电力，使与所述变压器的一次绕组连接的开关元件进行导通/截止动作，由此使所述变压器的二次绕组感应产生脉冲电压，输出通过具有整流电容和平滑电容的二次侧整流平滑电路进行整流平滑后的输出电压，其特征在于， 所述开关电源装置具有: 过渡状态检测电路，其检测过渡状态而输出软驱动指示信号；以及 驱动电路，在输入了所述软驱动指示信号时，所述驱动电路利用软驱动动作使所述开关元件进行导通/截止动作，在所述软驱动动作中，与通常动作时相比，使超过栅阈值电压时的栅电压的充电速度变慢。2.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于， 在所述栅电压超过所述栅阈值电压后，所述驱动电路将所述栅电压的充电速度恢复为通常动作时的充电速度。3.根据权利要求1或2所述的开关电源装置，其特征在于， 所述过渡状态检测电路从起动时起检测预先设定的期间作为所述过渡状态，并输出所述软驱动指示信号。4.根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于， 所述过渡状态检测电路检测出如下期间作为所述过渡状态:从起动时起所述输出电压达到稳态电压后，因反馈控制的响应性而所述开关元件的漏极电流发生振动的期间。5.根据权利要求1至2中的任意一项所述的开关电源装置，其特征在于， 所述过渡状态检测电路检测出通过反馈信号而从二次侧检测到的过载状态作为所述过渡状态，并在预先设定的期间中输出所述软驱动指示信号。6.根据权利要求1至2中的任意一项所述的开关电源装置，其特征在于， 所述过渡状态检测电路检测通过所述开关元件的漏极电流而检测到的过载状态作为所述过渡状态，并在预先设定的期间中输出所述软驱动指示信号。7.根据权利要求5所述的开关电源装置，其特征在于， 所述开关电源装置具有使控制电路再起动的自动重启功能，所述控制电路使所述开关元件进行导通/截止动作， 所述开关电源装置具有再起动延迟电路，所述再起动延迟电路在因连续的过载状态而导致的停止后的再起动中，使自动重启的周期变慢。8.根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于， 所述过渡状态检测电路检测出通过反馈信号而从二次侧检测到的过载状态作为所述过渡状态，并在预先设定的期间输出所述软驱动指示信号。9.根据权利要求4所述的开关电源装置，其特征在于， 所述过渡状态检测电路检测出通过反馈信号而从二次侧检测到的过载状态作为所述过渡状态，并在预先设定的期间输出所述软驱动指示信号。10.根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于， 所述过渡状态检测电路检测出通过所述开关元件的漏极电流而检测到的过载状态作为所述过渡状态，并在预先设定的期间输出所述软驱动指示信号。11.根据权利要求4所述的开关电源装置，其特征在于， 所述过渡状态检测电路检测出通过所述开关元件的漏极电流而检测到的过载状态作为所述过渡状态，并在预先设定的期间输出所述软驱动指示信号。12.根据权利要求6所述的开关电源装置，其特征在于， 所述开关电源装置具有使控制电路再起动的自动重启功能，所述控制电路使所述开关元件进行导通/截止动作， 所述开关电源装置具有再起动延迟电路，所述再起动延迟电路在因连续的过载状态而导致的停止后的再起动中，使自动重启的周期变慢。
【专利摘要】提供一种开关电源装置，能够抑制导通时的放电电流、抑制整流二极管中产生的浪涌电压。所述开关电源装置向变压器(T)的一次绕组(P)施加输入电力，使与变压器(T)的一次绕组(P)连接的开关元件(Q1)进行导通/截止动作，由此使变压器(T)的二次绕组(S)感应产生脉动电压，从而输出通过具有整流电容(C1)和平滑电容(C2)的二次侧整流平滑电路整流平滑后的输出电压(Vo)，所述开关电源装置具有：过渡状态检测电路(计时电路(14)、过载检测电路(15))，其检测过渡状态而输出软驱动指示信号；以及驱动电路(11)，当输入软驱动指示信号时，驱动电路(11)利用软驱动动作使开关元件(Q1)进行导通/截止动作，在所述软驱动动作中，与通常动作时相比，使超过栅阈值电压时的栅电压的充电速度变慢。
【IPC分类】H02M3/335, H02M1/32
【公开号】CN104883063
【申请号】CN201510083559
【发明人】早川章, 嶋田雅章, 寺泽阳一
【申请人】三垦电气株式会社
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年2月16日
【公告号】US20150249380