开关电源设备制造技术

一种ＰＷＭ方式的开关电源设备，响应用输出电压检测电路检测的２次侧输出电压，根据控制电路控制主开关元件的负载，使所述输出电压稳定。设置由滤波电容及滤波线圈组成的ＥＭＩ处理的滤波电路。与该滤波电路相关连，使滤波电容很快放出电容的电荷，设置由用于防患于未然的２个串联电阻组成的放电电阻。其串联电阻的连接点电压通过起动电阻分配到所述控制电路的电源用电容。从而，在电源接通时由大致输入交流电压的有效值的１／２电压供给起动电流，可减少起动所述控制电路的起动电路损失。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适合作为所谓AC-DC转换器实施的开关电源设备，尤其是有关降低其起动电路损失的技术。
技术介绍
例如以数百kHz的高频开关在便携式小型电子设备等中使用的使商用交流整流平滑化得到的直流电流，用小型变压器高效地变换成所要求的电压的开关电源设备已得到广泛应用。图14是典型的已有技术的开关电源设备1的电路图。该开关电源设备1是以脉冲宽度调制(PWM)方式，回扫方式的开关电源设备。在该开关电源设备中，在端子p1，p2之间分配的交流电压经由熔丝2、滤波电容c1、c2及滤波线圈1构成的EMI处置用滤波电路和放电电阻r1之后，利用二极管电桥3及平滑电容c3作整流和平滑。象这样得到的直流电压供给变压器n的1次线圈n1和由FET组成的主开关元件q构成的直流电路，主开关元件q如后述，通过控制电路4以所述高频进行开关，这样，在变压器n的2次线圈n2上产生主开关元件q关闭时的感应电压。该感应电压利用二极管d1及平滑电容c4进行整流和平滑，从端子p3、p4向未图示的负荷输出。例如，当拉拔AC插口时，如果滤波电容c1、c2维持充电状态，则有可能通过插头发生触电。因此，设置放电电阻r1，以便迅速地放出滤波电容c1、c2的电荷，以防患于未然。输出电压检测电路5监视自端子p3、p4的输出电压，将其检测结果从光耦合器pc的光电二极管d2向光敏晶体管tr送出，反馈到1次侧控制电路4。控制电路4根据反馈的输出电压信息，控制主开关元件q的负荷，象这样，使开关电源设备1的输出电压稳定。另一方面，作为控制电路4的电源，设置电容c5。在电容c5上通过起动电阻r2、r3提供用所述二极管电桥3及平滑电容c3整流平滑化的直流电压。从而，在端子p1、p2上连接交流电源，一旦起动开关电源设备1，则电容c5的充电电压慢慢上升，一达到控制电路4的工作开始电压，则控制电路4开始工作，向主开关元件q送出控制信号，开始上述的开关动作。而且，在变压器n的副线圈n3上感应的电压通过二极管d3提供也能使电容c5被充电。从而，所述起动后，把通过该二极管c3供给的电流作为主电源，控制电路继续工作。还有，在电容c5上，在控制电路4的低消耗电流模式中，为了使根据起动电阻r2、r3产生的电容c5的充电电压不超过控制电路4的额定电压，并联地设置保护用齐纳二极管zd。所述低消耗电流模式是在电源供给时，由于电容c5的充电电压低，为了使控制电路4不产生误动作而使其停止工作的模式。在该低消耗电流模式中，在从电源投入到电容c5的充电电压上升到一定的工作开始电压期间，在控制电路4中内置的低电压误动作防止电路使控制电路4的工作停止，在该工作停止期间，控制电路4几乎不消耗电流。而且，在开关电源设备的额定工作中，即使由于某些原因使电源电压降到工作电压下限以下，其作用也能防止所述低电压误动作，成为所述低消耗电流模式。而且，所述工作开始电压设定成比所述工作下限电压值要高，从而保证稳定工作。在主开关元件q上串联连接电流检测电阻r4。流过主开关元件q的电流利用电流检测电阻r4变换成电压。该电压经由电阻r5及电容c6组成的去噪声用的低通滤波器，在控制电路4的过流检测用的电流检测端子a上作为电压Va输入。电压Va的峰值一旦超过预定的过流检测电平，则控制电路4作停止主开关元件q的开关动作的过流保护动作。以此，防止从端子p3、p4引出大于额定值的输出电流产生的对主开关元件q的破坏。这时，由于控制电路4的工作模式转移到低消耗电流模式，所以在控制电路4的消耗电流大大减少。由于因在主开关元件q导通瞬间流动强电流使电压Va超过预定的过流检测电平，为了防止控制电路误动作所以插入所述低通滤波器。而且，电容c6通过偏压电阻r6、r7，利用来自平滑电容c3的直流电压进行充电，同时，在主开关元件q关闭时，通过电阻r5及电流检测电阻r4放电。因此，偏压电阻r6、r7一旦使电容c6充电到用下式算出的电压Va，则控制电路4的电流检测端子a用其电压Va偏置。Va=2Vac×(r5+r4)/(r6+r7+r5+r4)]]> 另外，根据主开关元件q的电流产生的电流检测电阻r4的电压上升部分加到上式的右边，作为电压Va的增加部分，如前所述，提供给控制电路4的电流检测端子a。从而，在输出短路等情况下主开关元件q超过预定时间继续导通，致使电容c6继续充电，那么，因偏压电阻r6、r7充电，致使电压Va超过过流检测电平，所以进行使主开关元件q关闭驱动的短路保护动作。而且，在偏压电阻r6、r7没有设置的情况下，例如对于100V输出交流电压如果设定过流检测电平，则当输入交流电压变成200V时，若不是更大的过流检测电平，则不实施过流保护动作。因此，通过设置偏压电阻r6、r7，对应输入交流电压来改变偏压值，还可规定大体一定的过流检测电平。在变压器n的1次线圈n1上为了吸收在主开关元件q关闭时在1次线圈n1上产生反向功率，并联地连接由二极管d4及电容c7组成的串联电路。并且，电阻r8为了消耗暂时在电容c7上存储的电荷，与电容c7并联。在象上述这样的构成的开关电源设备1中，在实现因电流检测电阻r4等产生的过流保护动作时，利用向端子p1、p2输入的交流电压差，例如与输入100V的情况比较，在输入为200V的情况下，流过主开关元件q的电流为一半。因此，100V情况下的过流检测电平，在200V情况下保护功能不起作用。因此，为了补偿所述输入交流电压差产生的影响，如前所述，利用偏压电阻r6、r7使电流检测端子a偏置，根据输入交流电压值使偏置量变化。但是，由于不仅这些偏压电阻r6、r7，而且由于起动电阻r2、r3被连接到作为高压的二极管电桥3及平滑电容c3的直流电压输出端上，所以开关电源设备的功率变换效率由于这些电阻r2、r3、r6、r7产生大的消耗电功率而变差，这就是问题所在。而且，在其他已有技术中，虽然把起动电阻r2、r3作为AC线路，即连接与端子p1、p2相连的线路，但是在把起动电阻r2、r3连接到高压这点上无大的差别。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可降低起动电路损失的开关电源设备。为了达到所述目的，本专利技术的开关电源设备包括主开关元件，开关用整流电路对输入的交流电压进行了整流的直流电压；控制电路，根据从2次侧反馈的输出电压信息控制所述开关，使所要求的输出电压值稳定；多个串联电阻，设置在所述整流电路的输入侧；起动电阻，从所述串联电阻的连接点向所述控制电路供给起动用电流。作为控制电路的电源，在将由整流电路整流的直流电压加以平滑后而使用的情况下，分配给控制电路的电压如果设输入交流电压的峰值，即有效值为Vac，则成为 的直流电压。与此相反，如上述构成，如果使用从插入输入侧的多个串联电阻连接点取出平滑化的电压，那么分配给控制电路的电压成为由所述串联电阻产生的大体输入交流电压的有效值的分压值。这里，若设分压值为N，则分配给控制电路的电压为|(2Vac×sinωt)/N|]]>比如设N＝2，则为|(Vac×sinωt)/2|]]>。因此，降低因起动电阻造成的损失，可提高该开关电源设备的功率变换效率。本专利技术的其他特征及优点根据以下展示的记载可充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源设备，备有：主开关元件（Ｑ），开关用整流电路（１３）对输入的交流电压进行了整流的直流电压；控制装置（４），根据从２次侧反馈的输出电压信息控制所述开关，使所要求的输出电压值稳定； 其特征是包括：多个串联电阻（Ｒ１１、Ｒ１２），设置在所述整流电路（１３、Ｃ３）的输入侧；起动电阻（Ｒ２），从所述串联电阻（Ｒ１１、Ｒ１２）的连接点向所述控制装置（４）供给起动用电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：北野三郎，
申请(专利权)人：夏普公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]