專利名稱：電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源裝置，尤其涉及具有功率轉(zhuǎn)換變壓器，且在使初級側(cè)與次級側(cè)絕 緣的狀態(tài)下向負(fù)載電路提供電功率的電源裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為絕緣型開關(guān)電源，已知有回掃型電源裝置，該回掃型電源裝置具有回掃 變壓器，且用于在使初級側(cè)與次級側(cè)絕緣的狀態(tài)下向負(fù)載電路提供電功率。在該回掃型電源裝置中，通過監(jiān)視次級側(cè)的輸出電壓并進(jìn)行反饋控制來進(jìn)行控 制，以輸出預(yù)定電壓(例如，參照專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2)。作為反饋控制的方法例如可以列舉出以下3種方法等。(1)通過光耦合器等絕緣元件將次級側(cè)輸出電壓(電壓信息)傳輸至初級側(cè)并在 反饋中使用的方法。(2)使用三級線圈(反饋線圈)來檢測輸出電壓并在反饋中使用的方法。(3)根據(jù)進(jìn)行開關(guān)的MOSFET的漏極電壓(回掃電壓)來推測輸出電壓，從而在反 饋中使用的方法。專利文獻(xiàn)1 日本專利第2679581號公報專利文獻(xiàn)2 日本專利第3399242號公報

發(fā)明內(nèi)容
在上述方法中，(1)所示的方法由于直接監(jiān)視輸出電壓，因此能夠針對次級側(cè)負(fù)載 變動而高精度地輸出預(yù)定的輸出電壓。其相反面，在多相輸出型電源裝置中不能控制進(jìn)行 監(jiān)視的相以外的相，因此具有導(dǎo)致產(chǎn)生交叉調(diào)整這樣的問題。另外，與⑴的方法相比，⑵的方法具有不需要絕緣器件這樣的特征。但是，由 于反饋相的負(fù)載為固定，因此具有不能跟蹤次級側(cè)的負(fù)載變動，導(dǎo)致產(chǎn)生交叉調(diào)整這樣的 問題點。另外，(3)的方法基本上產(chǎn)生與(2)的方法相同的問題。但是，產(chǎn)生交叉調(diào)整的原因在于多相輸出型電源裝置中的多個輸出相中，相對于 反饋相(反饋系統(tǒng))被保持固定，不能控制其他輸出相。即，在多相輸出型電源裝置中，不能 分別控制各輸出相，因此在反饋相以外的輸出相在負(fù)載的條件變動時輸出電壓變動。因此， 例如相對于反饋相在低負(fù)載時其他相的輸出電壓具有變高的傾向，有時在高負(fù)載時輸出電 壓變低。另外，在反饋相中使用泄漏電阻，該泄漏電阻用于流過與在輸出相中流過的電流 相同的電流。該泄漏電阻以消耗功率為目的而被使用，因此成為導(dǎo)致電源裝置整體功率消 耗增加、有效功率轉(zhuǎn)換效率降低的主要原因。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠降低伴隨著負(fù)載變動而產(chǎn)生的輸出電壓的 變動，實現(xiàn)穩(wěn)定化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)有效功率轉(zhuǎn)換效率的提高的電源裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明的第一技術(shù)方案的特征在于，包括功率轉(zhuǎn)換變壓器， 其初級側(cè)被輸入來自電源的輸入電壓，并將上述輸入電壓轉(zhuǎn)換成預(yù)定的輸出電壓來輸出至 連接在次級側(cè)的負(fù)載電路；驅(qū)動控制信號傳輸電路，其具有相互絕緣的初級側(cè)傳輸電路和 次級側(cè)傳輸電路，通過上述次級側(cè)傳輸電路將被輸入至上述初級側(cè)傳輸電路的負(fù)載驅(qū)動控 制信號傳輸至上述負(fù)載電路；以及反饋電路，其根據(jù)在上述功率轉(zhuǎn)換變壓器的初級側(cè)生成 的反饋電流來對上述輸出電壓進(jìn)行反饋控制，上述反饋電路的一部分反饋電流與上述負(fù)載 驅(qū)動控制信號同步被消耗。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，功率轉(zhuǎn)換變壓器將來自電源的輸入電壓輸入至初級側(cè)，并將輸入 電壓轉(zhuǎn)換成預(yù)定的輸出電壓輸出至連接在次級側(cè)的負(fù)載電路。驅(qū)動控制信號傳輸電路通過次級側(cè)傳輸電路將輸入至初級側(cè)傳輸電路的負(fù)載驅(qū) 動控制信號傳輸至負(fù)載電路。與此同時，反饋電路根據(jù)在功率轉(zhuǎn)換變壓器的初級側(cè)生成的反饋電流對輸出電壓 進(jìn)行反饋控制，反饋電流的一部分與負(fù)載驅(qū)動控制信號同步被消耗。本發(fā)明的第二技術(shù)方案的特征在于，在第一技術(shù)方案中，具有設(shè)置在上述功率轉(zhuǎn) 換變壓器的初級側(cè)的、用于檢測上述輸出電壓來生成反饋電流的線圈。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，利用設(shè)置在功率轉(zhuǎn)換變壓器的初級側(cè)的線圈，檢測輸出電壓，生成 反饋電流。本發(fā)明的第三技術(shù)方案的特征在于，在第一技術(shù)方案中，上述驅(qū)動控制信號傳輸 電路通過絕緣元件來傳輸上述負(fù)載驅(qū)動控制信號，將上述反饋電路的一部分反饋電流作為 在上述驅(qū)動控制信號傳輸電路的絕緣元件傳輸上述負(fù)載驅(qū)動控制信號時的工作功率來供
々A
口 ο根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠在高效地保持初級側(cè)傳輸電路與次級側(cè)傳輸電路之間的絕緣 狀態(tài)的情況下，傳輸負(fù)載驅(qū)動控制信號。本發(fā)明的第四技術(shù)方案的特征在于，在第三技術(shù)方案中，絕緣元件是光耦合器、耦 合電容器、耦合線圈中的任一者。本發(fā)明的第五技術(shù)方案的特征在于，在第一技術(shù)方案中，上述反饋電路具有泄漏 電阻，該泄漏電阻用于在上述負(fù)載電路的負(fù)載較小時確保上述反饋電流的電流量。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使在負(fù)載電路的負(fù)載較小時也能夠通過泄漏電阻確保反饋電流 的電流量。本發(fā)明的第六技術(shù)方案的特征在于，在第一技術(shù)方案中，上述負(fù)載電路具有分別 被PWM控制的多個開關(guān)元件，PWM控制信號作為上述負(fù)載驅(qū)動控制信號而被輸入至上述驅(qū) 動控制信號傳輸電路。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，驅(qū)動控制信號傳輸電路在保持初級側(cè)傳輸電路與次級側(cè)傳輸電路 之間的絕緣狀態(tài)的情況下將被輸入的PWM控制信號傳輸至多個開關(guān)元件。根據(jù)本發(fā)明的第一技術(shù)方案，反饋電路的一部分反饋電流與負(fù)載驅(qū)動控制信號同 步被消耗，因此反饋電流的電流值與被負(fù)載驅(qū)動控制信號驅(qū)動的負(fù)載電路的負(fù)載變動狀態(tài) 同步變動。據(jù)此，能夠得到正確地反映負(fù)載變動狀態(tài)的反饋電流。其結(jié)果，能夠降低伴隨著 負(fù)載電路的負(fù)載變動而產(chǎn)生的輸出電壓的變動，實現(xiàn)穩(wěn)定化。根據(jù)本發(fā)明的第二技術(shù)方案，能夠通過被設(shè)置在功率轉(zhuǎn)換變壓器的初級側(cè)的線圈來檢測輸出電壓，高效地生成反饋電流。根據(jù)本發(fā)明的第三技術(shù)方案，將反饋電流的一部分作為在驅(qū)動控制信號傳輸電路 的絕緣元件傳輸驅(qū)動控制信號時的工作功率來消耗，因此能夠有效地利用反饋電流，實現(xiàn) 有效功率轉(zhuǎn)換效率的提高。根據(jù)本發(fā)明的第四技術(shù)方案，作為絕緣元件使用光耦合器、耦合電容器、耦合線圈 中的任一者，從而能夠易于實現(xiàn)根據(jù)負(fù)載電路的負(fù)載變動狀態(tài)來消耗反饋電流的結(jié)構(gòu) 。根據(jù)本發(fā)明的第五技術(shù)方案，即使在負(fù)載電路的負(fù)載較小的情況下，也能夠通過 泄漏電阻確保反饋電流的電流量，因此能夠抑制由于輸出電壓上升而導(dǎo)致功率消耗無益地 增加。根據(jù)本發(fā)明的第六技術(shù)方案，負(fù)載電路的負(fù)載狀態(tài)與負(fù)載驅(qū)動控制信號即PWM控 制信號同步并成比例，因此能夠可靠地降低伴隨著負(fù)載電路的負(fù)載變動而產(chǎn)生的輸出電壓 的變動，實現(xiàn)穩(wěn)定化。


圖1是本發(fā)明的概要結(jié)構(gòu)說明圖。圖2是使用了實施方式的電源裝置的電動機(jī)驅(qū)動裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。圖3是控制器的概要結(jié)構(gòu)框圖。圖4是控制信號傳輸電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)說明圖。圖5是說明負(fù)載電路的負(fù)載狀態(tài)與輸出電壓的變動的關(guān)系的圖。標(biāo)號說明10電源裝置11功率轉(zhuǎn)換變壓器12 電源I3負(fù)載電路14驅(qū)動控制信號傳輸電路14A初級側(cè)傳輸電路14B次級側(cè)傳輸電路15ECU16功率轉(zhuǎn)換信號傳輸電路17功率轉(zhuǎn)換電路31H、31L IGBT (開關(guān)元件)41回掃變壓器(功率轉(zhuǎn)換變壓器)42初級線圈44開關(guān)晶體管47泄漏電阻49PWM 控制部62緩沖電路63光耦合器部63-1,63-2光耦合器(初級側(cè)傳輸電路、初級側(cè)傳輸電路絕緣元件)
UH、UL、VH、VL、WH、WL PWM 控制信號
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行說明。首先，在進(jìn)行具體說明之前，對本發(fā)明的原理進(jìn)行說明。圖1是本發(fā)明的概要結(jié)構(gòu)說明圖。

電源裝置10通過功率轉(zhuǎn)換變壓器11將從電源12輸入的初級側(cè)的輸入電壓Vin 轉(zhuǎn)換成預(yù)定的輸出電壓Vout，并輸出至連接在次級側(cè)的預(yù)定的負(fù)載電路13中，另外，電源 裝置10具有功率轉(zhuǎn)換信號傳輸電路16，該功率轉(zhuǎn)換信號傳輸電路16通過驅(qū)動控制信號傳 輸電路14在絕緣狀態(tài)下將從車載的ECU15輸入的作為負(fù)載驅(qū)動控制信號的PWM控制信號 組GPWM輸出至連接在次級側(cè)的負(fù)載電路13。功率轉(zhuǎn)換信號傳輸電路16包括具有功率轉(zhuǎn)換變壓器11并控制功率轉(zhuǎn)換變壓器 11來進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的功率轉(zhuǎn)換電路17 (參照圖3)；和上述驅(qū)動控制信號傳輸電路14。功率轉(zhuǎn)換變壓器11包括接受輸入電壓Vin的初級線圈；和與初級線圈共同工 作、用于將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成預(yù)定的輸出電壓Vout并輸出至多個系統(tǒng)中的多個次級線 圈。功率轉(zhuǎn)換變壓器11為了使從多個次級線圈輸出的輸出電壓Vout穩(wěn)定成預(yù)定電壓，在 初級側(cè)還具有根據(jù)該輸出電壓Vout產(chǎn)生感應(yīng)功率的三級線圈，對由該三級線圈所感應(yīng)的 電壓進(jìn)行內(nèi)部檢測，將該三級線圈所感應(yīng)的功率作為工作功率FBPW從反饋端子FB供給至 控制信號傳輸電路的初級側(cè)。對這些初級線圈、多個次級線圈以及三級線圈在下面進(jìn)行詳 細(xì)說明。驅(qū)動控制信號傳輸電路14包括初級側(cè)傳輸電路14A和次級側(cè)傳輸電路14B，初級 側(cè)傳輸電路14A以絕緣狀態(tài)將從ECU15輸入的PWM控制信號組GPWM傳輸至次級側(cè)傳輸電 路14B中，次級側(cè)傳輸電路14B將從初級側(cè)傳輸電路14A傳輸來的PWM控制信號組GPWM輸 出至負(fù)載電路13。圖2是使用了實施方式的電源裝置的電動機(jī)驅(qū)動裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。該電動機(jī)驅(qū)動裝置20是在電動汽車或者混合動力汽車等中，驅(qū)動電動機(jī)(在本實 施方式中為三相交流電動機(jī)26)的裝置，包括電源12 ；平滑化電容器22，使從電源12供給 的直流電源變得平滑；控制器23，中樞地控制電動機(jī)驅(qū)動裝置20 ；逆變電路24，其具有多個 IGBTdnsulated Gate Bipolar Transistor 絕緣柵雙極晶體管)；IGBT 驅(qū)動部 25，用于驅(qū) 動構(gòu)成逆變電路24的IGBT ；三相交流電動機(jī)26，其被逆變電路24驅(qū)動；以及電流傳感器 27-U、27-V、27-W，用于檢測三相交流電動機(jī)26的各相的驅(qū)動電流。電源12相當(dāng)于例如車 載蓄電池?？刂破?3作為例如具有未圖示的MPU、ROM、RAM的微型計算機(jī)而構(gòu)成。這種情況 下，控制器23的MPU讀出預(yù)先存儲在ROM中的控制程序，在RAM的工作區(qū)域展開并執(zhí)行，進(jìn) 行用于對電機(jī)驅(qū)動裝置20的各部分進(jìn)行控制的各種處理。進(jìn)而，控制器23將PWM控制信號組GPWM供給至負(fù)載電路13。逆變電路24包括具有被串聯(lián)連接的二個IGBT的IGBT串聯(lián)電路24U、24V、24W，這 些IGBT串聯(lián)電路24U、24V、24W被并列連接在電池21的正極與負(fù)極之間。在此，IGBT串聯(lián)電路24U、24V、24W為相同的電路結(jié)構(gòu)，因此以IGBT串聯(lián)電路24U為例進(jìn)行說明。IGBT串聯(lián)電路24U包括構(gòu)成正極側(cè)支路的IGBT31H ；被并聯(lián)連接在IGBT31H的集 電極與發(fā)射極之間的二極管32H ；被并聯(lián)連接在IGBT31H的集電極與發(fā)射極之間的電容器 33H ；構(gòu)成負(fù)極側(cè)支路的IGBT31L ；被并聯(lián)連接在IGBT31L的集電極與發(fā)射極之間的二極管 32L ；以及被并聯(lián)連接在IGBT31L的集電極與發(fā)射極之間的電容器33L。在此，各IGBT 31H、31L的柵極被連接在IGBT驅(qū)動部25上。IGBT驅(qū)動部25包括與U相對應(yīng)的U相IGBT驅(qū)動部25UH、25UL ；與V相對應(yīng)的V 相IGBT驅(qū)動部25VH、25VL ；以及與W相對應(yīng)的W相IGBT驅(qū)動部25WH、25WL。在此，控制器23通過對U相IGBT驅(qū)動部25UH輸出對應(yīng)的PWM控制信號UH，對U 相IGBT驅(qū)動部25UL輸出對應(yīng)的PWM控制信號UL，來驅(qū)動與U相對應(yīng)的IGBT31H、31L。同樣，控制器23通過對V相IGBT驅(qū)動部25VH輸出對應(yīng)的PWM控制信號VH，對V 相IGBT驅(qū)動部25VL輸出對應(yīng)的PWM控制信號VL，來驅(qū)動與V相對應(yīng)的IGBT31H、31L。另 夕卜，控制器23通過對W相IGBT驅(qū)動部25WH輸出對應(yīng)的PWM控制信號WH，對W相IGBT驅(qū)動 部25WL輸出對應(yīng)的PWM控制信號WL，來驅(qū)動與W相對應(yīng)的IGBT31H、31L。電流傳感器27-U、27-V、27_W檢測流過對應(yīng)的各相的電流，將電流檢測信號SIU、 SIV、SIW輸出至控制器23。在上述結(jié)構(gòu)中，U相IGBT驅(qū)動部25UH、25UL、V相IGBT驅(qū)動部25VH、25VL、W相IGBT 驅(qū)動部25WH、25WL以及對應(yīng)的IGBT31H、31L作為整體相當(dāng)于負(fù)載電路13。圖3是控制器的概要結(jié)構(gòu)框圖。控制器23包括對從電源12供給的功率進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的回掃變壓器41 (相當(dāng) 于圖1的功率轉(zhuǎn)換變壓器11)；被連接在該回掃變壓器41的三級線圈54上，用于在初級 側(cè)模擬地檢測施加在負(fù)載電路13上的電壓的負(fù)載電流檢測部47 ；通過供給流過三級線圈 54的一部分電流來對產(chǎn)生的電壓進(jìn)行分壓，作為在用于使輸出電壓Vout穩(wěn)定的功率轉(zhuǎn)換 控制中使用的電壓VLD而輸出的分壓電路48 ；以及根據(jù)電壓VLD，作為功率轉(zhuǎn)換控制進(jìn)行 PWM(Pulse Width Modulation 脈寬調(diào)制)控制的 PWM 控制部 49。在此，負(fù)載電流檢測部47和PWM控制部49構(gòu)成反饋電路。負(fù)載電流檢測部47包括用于防止在三級線圈54中流過反相電流的二極管 47-1 ；用于除去流過三級線圈54的電流中的交流成分的旁路電容器47-2 ；為了抑制在負(fù)載 電路13的低負(fù)載時由初級側(cè)的功率過低而引起輸出電壓Vout上升，為了在負(fù)載電流檢測 部47中流過預(yù)定電流而連接的泄漏電阻47-3。另外，PWM控制部49包括使電壓VLD與基準(zhǔn)電壓VREF的差放大并輸出誤差放大 信號的誤差放大器51 ；生成PWM控制用的預(yù)定三角波信號的振蕩器(三角波生成電路)52 ； 以及對振蕩器52所輸出的三角波信號和誤差放大信號進(jìn)行比較，將PWM控制信號CPWM輸 出至開關(guān)晶體管44的柵極進(jìn)行開關(guān)工作的比較器(comparator) 53。進(jìn)而，流過三級線圈54的電流中，流過泄漏電阻47-3和分壓電路48以外的電流 (即在泄漏電阻47-3和分壓電路48被消耗的功率以外的功率)通過反饋端子FB作為工作 功率FBPW被供給至驅(qū)動控制信號傳輸電路14的初級側(cè)傳輸電路14A。如圖3所示，驅(qū)動控制信號傳輸電路14包括進(jìn)行從E⑶15輸入的PWM控制信 號UH、UL、VH、VL、WH、WL的緩沖的緩沖電路62 ；和具有分別由從緩沖電路62所輸出的PWM控制信號UH、UL、VH、VL、WH、WL驅(qū)動的多個(在本實施方式中為6個)光耦合器63_1、 63-2、...的光耦合器部63。圖4是驅(qū)動控制信號傳輸電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)說明圖。緩沖電路62包括被輸入PWM控制信號WH，以預(yù)定倍率放大PWM控制信號WH并輸 出的緩沖放大器Bl ；被輸入PWM控制信號VH，以預(yù)定倍率放大PWM控制信號VH并輸出的緩 沖放大器B2 ；被輸入PWM控制信號UH，以預(yù)定倍率放大PWM控制信號UH并輸出的緩沖放大 器B3 ；被輸入PWM控制信號UL，以預(yù)定倍率放大PWM控制信號UL并輸出的緩沖放大器B4 ； 被輸入PWM控制信號VL，以預(yù)定倍率放大PWM控制信號VL并輸出的緩沖放大器B5 ；以及被 輸入PWM控制信號WL，以預(yù) 定倍率放大PWM控制信號WL并輸出的緩沖放大器B6。進(jìn)而，緩沖電路62具有NOR電路E1，其被輸入在從E⑶15所輸入的第一輸出使能 信號Em和從控制器23所輸入的第二輸出使能信號EN2，在兩個使能信號EN1、EN2為“L” 電平時，將“H”電平的使能信號EN輸入至緩沖放大器Bl B6的使能輸入端子，允許輸出 P麗控制信號UH、UL、VH、VL、WH、WL,向各緩沖放大器Bl B6和NOR電路El供給工作功 率FBPW，通過各緩沖放大器Bl B6間接地向構(gòu)成光耦合器63-1、63-2、...的多個LED供 給工作功率FBPW。另外，在圖4中僅例示了光耦合器63-2，但實際上，也分別在緩沖放大器 Bi、B3 B6上連接有光耦合器63-1、63-3、· · ·、63_6。據(jù)此，成為向緩沖放大器Bl B6和構(gòu)成光耦合器63-1、63_2、...的多個LED (= 初級側(cè)傳輸電路14A)供給工作功率FBPW。但是，緩沖電路62的功率消耗和光耦合器63-1、63_2、...具有的多個LED的功率 消耗與PWM控制信號UH、UL、VH、VL、WH、WL的波形對應(yīng)，與次級側(cè)的負(fù)載變動，即合并U相 IGBT 驅(qū)動部 25UH、25UL、V 相 IGBT 驅(qū)動部 25VH、25VL、W 相 IGBT 驅(qū)動部 25WH、25WL 以及對 應(yīng)的IGBT后的負(fù)載成比例(大致同步)。因此，通過反饋端子FB流過的電流ISET跟蹤(大致同步)次級側(cè)的負(fù)載變動，流 過三級線圈54的電流也跟蹤(大致同步)次級側(cè)的負(fù)載變動，因此能夠抑制輸出電壓Vout 的變動。以下，對實施方式的工作進(jìn)行說明。啟動電源裝置10時，從電源12向控制器23供給功率，該功率被供給至回掃變壓 器41的初級線圈42。據(jù)此，功率被供給至回掃變壓器41的三級線圈54，通過負(fù)載電流檢 測部47、分壓電路48以及反饋端子FB流出電流。在其啟動時，根據(jù)被供給至回掃變壓器41的功率，向分壓電路48供給根據(jù)泄漏電 阻47-3和初級側(cè)傳輸電路14A的負(fù)載狀態(tài)而規(guī)定的預(yù)定電壓，即相當(dāng)于負(fù)載電路13在進(jìn) 行穩(wěn)定工作時的電壓。該電壓根據(jù)構(gòu)成分壓電路48的電阻的分壓比被分壓，作為電壓VLD 輸出至PWM控制部49。PWM控制部49的誤差放大器51對電壓VLD與基準(zhǔn)電壓VREF的差進(jìn)行放大，將誤 差放大信號輸出至比較器53的反相輸入端子。與此并行地，振蕩器52生成PWM控制用的 預(yù)定的三角波信號，將其輸出至比較器53的非反相輸入端子。比較器53對振蕩器52所輸出的三角波信號和誤差放大器51所輸出的誤差放大 信號進(jìn)行比較，生成PWM控制信號CPWM，輸出至開關(guān)晶體管44的柵極，使開關(guān)晶體管44進(jìn) 行開關(guān)工作。
其結(jié)果，預(yù)定電壓的功率被供給至回掃變壓器41的次級線圈55-1、55_2、...，被 供給至負(fù)載電路13。另一方面，從反饋端子FB向驅(qū)動控制信號傳輸電路14的初級側(cè)傳輸電路14A流 過的電流ISET跟蹤次級側(cè)的負(fù)載變動(大致同步)而變動，受到該變動的影響，從分壓電 路48向誤差放大器51輸入的電壓VLD變動。因此，比較器53輸出的PWM控制信號CPWM 跟蹤次級側(cè)的負(fù)載變動而變動，因此向回掃變壓器41的次級線圈55-1、55-2、...供給與負(fù) 載電路13的負(fù)載變動對應(yīng)的功率。因此，以往，由于進(jìn)行回掃變壓器41的輸出電壓控制，能夠?qū)⒈恍孤╇娮锜o益地 消耗的一部分功率作為起到初級側(cè)傳輸電路14A的作用的緩沖放大器Bl B6和構(gòu)成光耦 合器63-1、63-2、...的多個LED的工作功率FBPW而供給，實現(xiàn)電源裝置10的有效功率消 耗的降低。因此，能夠?qū)⒈恍孤╇娮枳鳛闊岫鵁o益地消耗的功率在初級側(cè)傳輸電 14A中 有效地使用，能夠使有效功率轉(zhuǎn)換效率提高。另外，被供給至初級側(cè)傳輸電路14A的工作功率FBPW(和其電流值ISET)與負(fù)載 電路13的負(fù)載狀態(tài)成比例(大致同步)地變動，該變動被反饋到功率轉(zhuǎn)換電路17，反映成 被供給至回掃變壓器41的次級側(cè)的功率。即能夠在功率轉(zhuǎn)換電路17側(cè)可靠地模擬負(fù)載電 路13的工作狀態(tài)。因此，不產(chǎn)生在負(fù)載電路13側(cè)產(chǎn)生過沖和交叉調(diào)整，響應(yīng)速度變慢這樣 的問題。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)輸出電壓Vout的穩(wěn)定度的提高。在以上說明中，作為構(gòu)成初級側(cè)傳輸電路14A、在絕緣狀態(tài)下傳輸驅(qū)動控制信號即 PWM控制信號的絕緣元件，使用了光耦合器，但絕緣元件不限于光耦合器。能夠使用對電容 器進(jìn)行耦合的耦合電容器、對線圈進(jìn)行耦合的耦合線圈等絕緣元件。(實施例)將本實施方式的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于更具體的例子中的情況作為實施例進(jìn)行說明。在實際的電路中，以最低限度的零部件結(jié)構(gòu)構(gòu)成電路，因此從零部件數(shù)的增加和 成本效果的觀點來看，不需要使初級側(cè)的負(fù)載和次級側(cè)的負(fù)載嚴(yán)密地配合。例如實際的電路負(fù)載為·次級側(cè)的柵極驅(qū)動電路的功率消耗(IGBT柵極非驅(qū)動時)大約IOmA·次級側(cè)的柵極驅(qū)動電路的功率消耗(IGBT柵極驅(qū)動時)大約30mA·初級側(cè)的光耦合器的消耗電流=約5mAX6相大約24mA·其他初級側(cè)電路的消耗電流大約ImA的情況下，初級側(cè)的消耗電流在1 25mA的范圍內(nèi)變化，次級側(cè)的消耗電流在 10 30mA的范圍內(nèi)變化。但是，在使用了回掃變壓器的開關(guān)電源中，在負(fù)載小(上述的例子的情況下，初級 側(cè)消耗電流小于IOmA)時，雖然次級側(cè)的消耗電流不那么高，但導(dǎo)致輸出電壓Vout上升。為 了避免此現(xiàn)象，需要流過所需最低限度的負(fù)載電流，至少設(shè)置用于流過某種程度(在上述 例子中為IOmA左右)的電流的泄漏電阻(在本實施方式中相當(dāng)于圖3的泄漏電阻47-3) 來保持電流平衡。采用這樣的結(jié)構(gòu)，與將流過三級線圈54的全部電流被完全固定負(fù)載的泄漏電阻 轉(zhuǎn)換成熱而消耗的情況相比，也能夠降低無益地被消耗的功率，實現(xiàn)有效功率消耗的降低。圖5是說明負(fù)載電路的負(fù)載狀態(tài)與輸出電壓的變動的關(guān)系的圖。
在圖5的(a)中，用虛線表示被流過三級線圈54的反饋電流完全地控制的相的輸 出電壓，用符號LH表示相對于被控制的相輸出電壓Vout變高的相，用符號LL表示相對于 被進(jìn)行控制的相輸出電壓Vout變低的相。在本實施方式的結(jié)構(gòu)中，反饋的負(fù)載也跟蹤次級側(cè)負(fù)載的變動而變動，因此如圖5 的(a)中的符號Ll所示，能夠減小輸出電壓的電壓變動。如該符號Ll所示，與被反饋電流 完全地控制的相相比具有輸出電壓變化，但與輸出電壓Vout變高的相(符號LH)和輸出電 壓Vout變低的相(符號LL)的電壓變動相比，能夠明顯地減小電壓變動的變動范圍。在圖5的(b)中，用符號LM表示流過三級線圈的全部電流被完全固定負(fù)載的泄漏 電阻消耗的情況的輸出電壓。該符號LM的輸出電壓相對于負(fù)載電路13的低負(fù)載時的輸出 電壓在高負(fù)載時的輸 出電壓大幅降低。與該符號LM的輸出電壓的變動相比，本實施例的輸 出電壓(圖5的(a)的符號Li)的電壓變動變小。也就是說，與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比能夠得到穩(wěn) 定的輸出電壓Vout。
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，其特征在于，包括功率轉(zhuǎn)換變壓器，其初級側(cè)被輸入來自電源的輸入電壓，并將上述輸入電壓轉(zhuǎn)換成預(yù) 定的輸出電壓來輸出至連接在次級側(cè)的負(fù)載電路；驅(qū)動控制信號傳輸電路，其具有相互絕緣的初級側(cè)傳輸電路和次級側(cè)傳輸電路，通過 上述次級側(cè)傳輸電路將被輸入至上述初級側(cè)傳輸電路的負(fù)載驅(qū)動控制信號傳輸至上述負(fù) 載電路；以及反饋電路，其根據(jù)在上述功率轉(zhuǎn)換變壓器的初級側(cè)生成的反饋電流來對上述輸出電壓 進(jìn)行反饋控制，上述反饋電路的一部分反饋電流與上述負(fù)載驅(qū)動控制信號同步被消耗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于，還包括被設(shè)置在上述功率轉(zhuǎn)換變壓器的初級側(cè)的、用于檢測上述輸出電壓來生成反饋 電流的線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于，上述驅(qū)動控制信號傳輸電路通過絕緣元件來傳輸上述負(fù)載驅(qū)動控制信號，將上述反饋電路的一部分反饋電流作為上述驅(qū)動控制信號傳輸電路的絕緣元件傳輸 上述負(fù)載驅(qū)動控制信號時的工作功率來供給。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源裝置，其特征在于，絕緣元件是光耦合器、耦合電容器以及耦合線圈中的任一者。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于，上述反饋電路具有泄漏電阻，該泄漏電阻用于在上述負(fù)載電路的負(fù)載小時確保上述反 饋電流的電流量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于，上述負(fù)載電路具有分別被PWM控制的多個開關(guān)元件，PWM控制信號作為上述負(fù)載驅(qū)動控制信號而被輸入至上述驅(qū)動控制信號傳輸電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠降低伴隨著負(fù)載變動而產(chǎn)生的輸出電壓的變動，實現(xiàn)穩(wěn)定化并且實現(xiàn)有效功率轉(zhuǎn)換效率的提高的電源裝置。該電源裝置包括功率轉(zhuǎn)換變壓器(11)，其初級側(cè)被輸入來自電源(12)的輸入電壓，并將輸入電壓轉(zhuǎn)換成預(yù)定的輸出電壓并輸出至連接在次級側(cè)的負(fù)載電路；驅(qū)動控制信號傳輸電路(14)，其通過次級側(cè)傳輸電路(14B)將被輸入至初級側(cè)傳輸電路(14A)的PWM控制信號組GPWM傳輸至負(fù)載電路(13)；以及反饋電路，其根據(jù)在功率轉(zhuǎn)換變壓器(11)的初級側(cè)生成的反饋電流來對輸出電壓進(jìn)行反饋控制，反饋電路的一部分反饋電流與PWM控制信號組GPWM同步被消耗。
文檔編號H02M7/42GK102142782SQ20111003275
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者稻場雄次卡勞迪奧, 筱塚典之 申請人:本田技研工業(yè)株式會社