有源缓冲电路和电源电路制造技术

本发明专利技术是一种有源缓冲电路和电源电路。本发明专利技术提供一种能容易获得电源元件的最佳的接通断开定时、变压器没有中间抽头、变压器结构不复杂的有源缓冲电路和电源电路。有源缓冲电路(70)用于开关电源，该开关电源构成为，主开关元件(20)重复接通状态和断开状态，使电流断续地流入到一次绕组，有源缓冲电路(70)具有：浪涌电压吸收用电容器(24)；副开关元件(25)；以及控制副开关元件的副控制电路(27)，浪涌电压吸收用电容器和副开关元件串联连接的电路与一次绕组并联连接，副控制电路(27)在主开关元件(20)刚断开后使副开关元件(25)处于预定时间的接通状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有源缓冲电路(active snubber circuit)和电源电路，特别涉及可吸收和减少在开关电源装置等中使用的开关元件的浪涌电压的有源缓冲电路和电源电路。
技术介绍
以往，在回扫变换器(RCC)电源中，为了吸收并减少主开关元件的浪涌电压，在回扫变压器的一次绕组之间连接缓冲电路。缓冲电路有使用RCD缓冲器或电荷蓄积二极管的无源方式的缓冲电路、和使用电力半导体元件的有源箝位方式的缓冲电路(有源缓冲电路)。图6是使用RCD缓冲电路的现有技术。该电路是使RCD缓冲电路101与被称为回扫变换器的电路100连接而成的电路。主开关元件102重复接通、断开，将在主开关元件 102的接通时蓄积在变压器103内的励磁能量在主开关元件102的断开时释放，将直流电提供给负载。在图6中，回扫变换器电路100具有MOSFET等的主开关元件102、二极管104、电容器106以及主控制电路109。并且，RCD缓冲电路101具有二极管105、电容器107以及电阻108。而且，变压器103具有绕组103a 103c。绕组103b的电压在二极管104和电容器106进行了整流平滑后的电压被输入到主控制电路109 (23a)，由于该电压是与输出电压成正比的电压，因而对主开关元件102进行接通断开控制以使其值保持为恒定值。对该现有技术的动作进行概述，在起动时，利用主控制电路109内的起动用的电阻(未图示)，从输入电源将起动时的能量提供给主控制电路109，开始主开关元件102的栅极驱动。首先，当主开关元件102接通时，伴随于此，输入电源的电压被施加给变压器103 的绕组103a，主开关元件102处于接通状态，并且励磁能量被蓄积在绕组103a内。并且，当通过主控制电路109断开主开关元件102时，蓄积在绕组103a内的励磁能量经由绕组103c 作为电能被释放，由二极管110和平滑用电容器111进行整流平滑而被提供给负载112。当蓄积在绕组103a内的励磁能量经由绕组103c全部被释放时，在绕组103a产生由变压器的励磁电感以及变压器和半导体元件的杂散电容引起的进行了自由振动的电压波形。以后，重复该接通断开动作。这样，伴随主开关元件102的接通、断开动作，电能被提供给负载112。伴随主开关元件102的断开，蓄积在变压器103的绕组103a的漏电感内的能量在 RCD缓冲电路101的电容器107被吸收，在电阻108被消耗，因而抑制了施加给主开关元件 102的浪涌电压。另外，图7示意性示出向图6的现有技术中的主开关元件102的源极漏极之间施加的电压的波形。如图7所示，在使用上述的RCD缓冲电路101的情况下，不能充分抑制浪涌电压， EMI (电磁干扰)增大。并且，作为使用有源缓冲电路的现有的电源电路，有在专利文献1中所公开的电源电路。专利文献1的电源电路是利用电流谐振来进行电力传递的电源电路，具有连接在直流电源的两端的主开关元件和副开关元件的串联电路、以及在变压器和主副控制电路与主开关元件和副开关元件的相互连接点之间的电容器和电感的串联电路，通过各控制电路阶梯接通、断开主开关元件、副开关元件，对在二次绕组产生的电压进行整流平滑并提供给负载。变压器的一次侧绕组和主控制电路将一次辅助绕组的电压作为信号电压，接通断开主开关元件以使提供给负载的直流电压为恒定，当副开关元件的两端电压与基准电压相比下降时，副控制电路接通副开关元件。专利文献1日本特开2006-U9548号公报然而，在以无源方式构成缓冲电路的情况下，由于将浪涌电压变为热能来消耗，因而导致各部件的大型化和电源效率的下降。并且在以有源箝位方式构成缓冲电路的情况下，由于可电力回收浪涌电压，因而效率不会下降，然而难以获得电力元件的最佳接通断开定时。在专利文献1中，检测副开关元件的两端电压，当与基准电压相比下降时接通副开关元件，因而因常时检测副开关元件的两端电压的电阻而产生损失，因此具有在无负载或轻负载等的等待时的消耗电力增加的问题。并且，在专利文献1中公开了一种向变压器追加信号用的绕组来获得副开关元件的接通断开定时信号的方法，然而由于变压器需要额外的抽头，因而需要各绕组间的空间距离，变压器的结构也复杂，必须增大变压器的外形。
技术实现思路
本专利技术的目的是鉴于上述课题，提供能容易获得副开关元件的最佳的接通断开定时、在变压器上不设置信号用绕组、变压器结构不复杂、且不增加电源等待时的消耗电力的有源缓冲电路和电源电路。为了达到上述目的，本专利技术涉及的有源缓冲电路和电源电路构成如下。第1有源缓冲电路(对应于权利要求1)，该有源缓冲电路用于开关电源，该开关电源构成为具有变压器和与变压器内的一次绕组串联连接的主开关元件，其中，该主开关元件重复接通状态和断开状态，使电流断续地流入到一次绕组，该有源缓冲电路的特征在于，有源缓冲电路具有浪涌电压吸收用电容器；副开关元件；以及控制副开关元件的副控制电路，浪涌电压吸收用电容器和副开关元件串联连接的电路与一次绕组并联连接，副控制电路在主开关元件刚断开后使副开关元件处于预定时间的接通状态。第2有源缓冲电路(对应于权利要求2)，其特征在于，在上述结构中，设置自举电路，来自自举电路的信号被输入到副控制电路。第1电源电路(对应于权利要求3)，其特征在于，电源电路具有在电力传递用的主开关动作中使用的主开关元件和电力传递用主变压器；以及与电力传递用主变压器的励磁用主绕组并联连接的副开关元件和与该副开关元件串联连接的电容器，电源电路设有 对施加给主开关元件的开关脉冲电压进行箝位的上述有源缓冲电路和用于获得副开关元件的接通断开信号的自举电路。第2电源电路(对应于权利要求4)，其特征在于，在上述结构中，用于获得副开关元件的接通断开信号的自举电路经由二极管与副控制电路的电源用的自举电路共用。根据本专利技术，可提供能容易获得副开关元件的最佳的接通断开定时、变压器不复杂、可减少浪涌电流和噪声的有源缓冲电路和电源电路。 附图说明图1是示出使用本专利技术的本实施方式涉及的有源缓冲电路的开关电源电路的电路图。图2是本专利技术的本实施方式涉及的有源缓冲电路的副控制电路的框图。图3是示出本专利技术的本实施方式涉及的有源缓冲电路的各部的波形的图。图4是示出主开关元件的源极漏极间电压的波形的图。图5是示出变型例的电路图的一部分。图6是使用RCD缓冲电路的现有技术的电路图。图7是示出使用RCD缓冲电路时的浪涌电压的图。标号说明10 开关电源电路；11 输入电源；13 二极管整流桥；15 平滑用电容器；17 电力传递用主变压器；18 —次侧主绕组；20 主开关元件；21 电容器；23 主控制电路；24 电容器；25 副开关元件；26 寄生二极管；27 副控制电路；28 —次侧绕组；30 电阻；31 二极管；32 电容器；34 电容器；35 光耦合器；39 二极管；41 电容器；45 二极管；46 电阻；47 电容器；48 电阻；50 二次侧绕组；70 有源缓冲电路。具体实施例方式以下，根据附图说明本专利技术的优选实施方式(实施例)。图1是示出使用本专利技术的本实施方式涉及的有源缓冲电路的开关电源电路的电路图。在图1所示的开关电源电路10中，来自输入电源11的交流电压被提供给二极管整流桥13，整流后的电压在平滑用的电容器15被平本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种有源缓冲电路，其用于开关电源，该开关电源构成为具有变压器和与该变压器内的一次绕组串联连接的主开关元件，其中，所述主开关元件重复接通状态和断开状态，使电流断续地流入到所述一次绕组，该有源缓冲电路的特征在于，所述有源缓冲电路具有：浪涌电压吸收用电容器；副开关元件；以及控制所述副开关元件的副控制电路，将所述浪涌电压吸收用电容器和所述副开关元件串联连接而成的电路与所述一次绕组并联连接，所述副控制电路在所述主开关元件刚断开后使所述副开关元件处于预定时间的接通状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉永充达，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP