專利名稱：開關(guān)電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可減少開關(guān)元件的開關(guān)損失的開關(guān)電源電路。
背景技術(shù)：
以往，公知有升壓型的開關(guān)電源電路。圖11示出現(xiàn)有的升壓型的開關(guān)電源電路的一例。在圖11中，在直流電源Vin的兩端連接有電抗器Ll的主繞組la、由MOSFET構(gòu)成的開關(guān)元件Ql以及電流檢測電阻Rl的串聯(lián)電路。在開關(guān)元件Ql的漏極-源極間連接有二極管Da和電容器Ca的并聯(lián)電路。二極管Da可以是開關(guān)元件Ql的寄生二極管，電容器Ca可以是開關(guān)元件Ql的寄生電容器。開關(guān)元件Ql和電流檢測電阻Rl的串聯(lián)電路與整流二極管Dl和平滑電容器Cl的串聯(lián)電路連接。控制電路100根據(jù)來自電抗器Ll的臨界檢測用繞組Ib的電壓、來自平滑電容器Cl的電壓以及來自電流檢測電阻Rl的電壓使開關(guān)元件Ql接通斷開，進(jìn)行輸出比輸入電壓(直流電源Vin的電壓)高的恒定電壓的輸出電壓Vo的控制。然后，參照圖12，說明現(xiàn)有的升壓型的開關(guān)電源電路的各部的動作。首先，在由柵極信號Qlg接通開關(guān)元件Ql的期間(T2 T3)中，開關(guān)元件Ql的電流Qli和電抗器Ll的電流Lli按Vin的正極一Ll — Ql — Rl — Vin的負(fù)極的路徑流動，逐漸線性增加。在期間T4中，當(dāng)開關(guān)元件Ql斷開時，開關(guān)元件Ql的漏極-源極間的電壓Qlv增加，電抗器Ll的電流Lli減少。然后，在期間T5中，整流二極管Dl的電流Dli和電抗器Ll 的電流Lli按Vin的正極一Ll — Dl — Cl — Vin的負(fù)極的路徑流動并逐漸減少。在期間T6 T2中，在電抗器Ll的勵磁能量放出后，通過電抗器Ll和與開關(guān)元件 Ql并聯(lián)連接的電容器Ca，產(chǎn)生電壓偽諧振。通過在開關(guān)元件Ql的電壓Qlv下降到零電壓后接通開關(guān)元件Ql，可實現(xiàn)零電壓開關(guān)動作(ZVS)。然而，在輕負(fù)載時或者輸入電壓(直流電源Vin的電壓)高的情況下，如圖13的期間T6所示，開關(guān)元件Ql的電壓Qlv(偽諧振電壓)不能下降到零電壓，導(dǎo)致開關(guān)元件Ql 接通。因此，導(dǎo)致使電容器Ca短路，成為硬開關(guān)動作，開關(guān)損失增大。即，不能實現(xiàn)高效率的開關(guān)電源電路。并且，專利文獻(xiàn)1記載的現(xiàn)有的開關(guān)電源電路在圖11所示的現(xiàn)有的開關(guān)電源電路的機(jī)構(gòu)中還設(shè)有連接在電抗器Ll和整流二極管Dl之間的諧振用電抗器L2 (未圖示)，以及與諧振用電抗器L2的兩端連接的開關(guān)元件Q2和電容器C2的串聯(lián)電路(未圖示)。根據(jù)該開關(guān)電源電路，通過開關(guān)元件Ql、Q2的接通時的零電壓開關(guān)動作和開關(guān)元件Q1、Q2的斷開時的電壓的緩慢上升，減少了開關(guān)元件Q1、Q2的吉通和斷開時的開關(guān)損失。專利文獻(xiàn)1日本特開2004-327152號公報然而，專利文獻(xiàn)1記載的現(xiàn)有的開關(guān)電源電路由于與開關(guān)元件Q2并聯(lián)設(shè)有諧振用電抗器L2，因而開關(guān)元件Q2的漏極-源極間的電壓大于平滑電容器Cl的電壓，有時超過開關(guān)元件Q2的耐壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是提供一種不設(shè)置諧振用電抗器、而可使用現(xiàn)有的電抗器在大的輸入電壓范圍和負(fù)載區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)諧振動作的高效率的開關(guān)電源電路。為了解決上述課題，本發(fā)明的開關(guān)電源電路，其特征在于，該開關(guān)電源電路具有 第1串聯(lián)電路，其連接在直流電源的一端與另一端之間，由電抗器、第1 二極管和第1電容器串聯(lián)連接而成；第1開關(guān)元件，其連接在所述電抗器與所述第1 二極管之間的連接點與所述直流電源的一端之間；第2串聯(lián)電路，其與所述第1 二極管并聯(lián)連接，由第2開關(guān)元件和第2電容器串聯(lián)連接而成；以及控制電路，其控制所述第2開關(guān)元件的接通斷開，使得所述第1開關(guān)元件的接通成為零電壓開關(guān)動作。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)附加了第2開關(guān)元件和第2電容器時，不產(chǎn)生使能量從負(fù)載側(cè)返還到輸入側(cè)的期間，因而在輸入側(cè)對電抗器進(jìn)行勵磁的能量，即流到輸入側(cè)的循環(huán)能量增加， 使用該循環(huán)能量將第1開關(guān)元件的電壓降低到零電壓，因而當(dāng)?shù)?開關(guān)元件接通時，可實現(xiàn)零電壓開關(guān)動作。因此，由于不設(shè)置諧振用電抗器，而可使用現(xiàn)有的電抗器在大的輸入電壓范圍和負(fù)載區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)諧振動作，因而可提供高效率的開關(guān)電源電路。


圖1是本發(fā)明的實施例1的開關(guān)電源電路的結(jié)構(gòu)圖。圖2是示出本發(fā)明的實施例1的開關(guān)電源電路的各部的動作的波形圖。圖3是用粗線示出本發(fā)明的實施例1的開關(guān)電源電路的各部在各期間進(jìn)行了動作時的電流路徑的圖。圖4是用粗線示出本發(fā)明的實施例1的開關(guān)電源電路的各部在各期間進(jìn)行了動作時的電流路徑的圖。圖5是示出本發(fā)明的實施例1的開關(guān)電源電路的控制電路的詳細(xì)電路例的圖。圖6是示出圖5所示的控制電路根據(jù)負(fù)載狀態(tài)控制開關(guān)元件Q2的接通斷開的狀況的圖。圖7是示出設(shè)置在本發(fā)明的實施例2的開關(guān)電源電路內(nèi)的控制電路的圖。圖8是本發(fā)明的實施例3的開關(guān)電源電路的結(jié)構(gòu)圖。圖9是示出設(shè)置在本發(fā)明的實施例3的開關(guān)電源電路內(nèi)的控制電路的圖。圖10是示出設(shè)置在本發(fā)明的實施例4的開關(guān)電源電路內(nèi)的控制電路的圖。圖11是示出現(xiàn)有的升壓型的開關(guān)電源電路的一例的圖。圖12是示出圖11所示的現(xiàn)有的升壓型的開關(guān)電源電路進(jìn)行偽諧振時的各部的波形的圖。圖13是示出圖11所示的現(xiàn)有的升壓型的開關(guān)電源電路在輕負(fù)載時產(chǎn)生浪涌電流時的波形的圖。標(biāo)號說明Vin 直流電源；Vac 交流電源；RCl 整流電路；Ll 電抗器；Ql，Q2 開關(guān)元件； Dl 整流二極管；Rl R5，R51 R54 電阻；Cl C4 電容器；10，10a，10b，IOc 控制電路； 11 誤差放大器；12 乘法器；13，16，20 比較器；14 單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器；15 觸發(fā)器電路；17 死時間生成電路；18 逆變器；19 驅(qū)動器；21 “與”電路。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式的開關(guān)電源電路。實施例1圖1是本發(fā)明的實施例1的開關(guān)電源電路的結(jié)構(gòu)圖。圖1所示的實施例1的開關(guān)電源電路是流入電抗器Ll內(nèi)的電流為零后接通開關(guān)元件Ql的電流不連續(xù)模式(臨界型) 的升壓斬波電路，其特征在于，不僅具有圖11所示的現(xiàn)有的開關(guān)電源電路的結(jié)構(gòu)，而且由 MOSFET構(gòu)成的開關(guān)元件Q2(第2開關(guān)元件)和電容器C2 (第2電容器)的串聯(lián)電路(第2 串聯(lián)電路)與整流二極管Dl (第1 二極管)并聯(lián)連接。在開關(guān)元件Q2的漏極-源極之間連接有二極管Db和電容器Cb的并聯(lián)電路。二極管Db可以是開關(guān)元件Q2的寄生二極管，電容器Cb可以是開關(guān)元件Q2的寄生電容器?？刂齐娐?0根據(jù)來自電抗器Ll的臨界檢測用繞組Ib的電壓、來自平滑電容器Cl 的電壓以及來自電流檢測電阻Rl的電壓生成柵極信號Qlg，將其輸出到開關(guān)元件Ql的柵極，使開關(guān)元件Ql (第1開關(guān)元件)接通斷開?？刂齐娐?0生成反轉(zhuǎn)了使開關(guān)元件Ql接通斷開的柵極信號Qlg的柵極信號Q2g， 將其輸出到開關(guān)元件Q2 (第2開關(guān)元件)的柵極，使開關(guān)元件Q2接通斷開。圖2是示出本發(fā)明的實施例1的開關(guān)電源電路的各部的動作的波形圖。圖3和圖 4是用粗線示出本發(fā)明的實施例1的開關(guān)電源電路的各部在各期間進(jìn)行了動作時的電流路徑的圖。然后，參照圖1至圖4，說明實施例1的臨界型的開關(guān)電源電路的各部的動作。首先，在圖3(a)的期間Tl中，電流Lli按Ll — Vin — Rl — Da — Ll的路徑流入電抗器Li。負(fù)電流Qli表示電流流入與開關(guān)元件Ql并聯(lián)連接的二極管Da。在開關(guān)元件Q2 上則不流入電流Q2i。然后，在圖3(b)的期間T2中，當(dāng)電流流入二極管Da時，由柵極信號Qlg接通開關(guān)元件Q1。然后，在圖3(c)的期間T3中，與在期間Tl流動的電流方向相反方向的電流(正電流Qli)開始流入開關(guān)元件Ql。即，電流Qli、Lli按Vin的正極一Ll — Ql — Rl — Vin 的負(fù)極的路徑流動，電抗器Ll被勵磁。然后，在圖3(d)的期間T4中，當(dāng)由柵極信號Qlg斷開開關(guān)元件Ql時，開始放出電抗器Ll的勵磁能量，因而放出能量對與開關(guān)元件Ql并聯(lián)連接的電容器Ca進(jìn)行充電。因此， 開關(guān)元件Ql的電壓Qlv上升，開關(guān)元件Q2的漏極-源極間的電壓Q2v減少而成為零電壓。 此時，電抗器Ll的電流Lli逐漸減少。然后，在對電容器Ca進(jìn)行了充電后，在圖3 (e)的期間T5中，對于電抗器Ll的放出能量，電流Lli按Ll — Db — C2 — Cl — Vin — Ll的路徑流動。負(fù)電流Q2i表示電流流入與開關(guān)元件Q2并聯(lián)連接的二極管Db。然后，在圖3(f)的期間T6中，當(dāng)電流流入二極管Db時，由柵極信號Q2g接通開關(guān)元件Q2。因此，可實現(xiàn)開關(guān)元件Q2的零電壓開關(guān)動作。然后，在圖4(a)的期間T7中，電容器C2被充電，電抗器Ll的放出能量分流為流經(jīng)Q2 — C2的路徑的電流Q2i、和流經(jīng)整流二極管Dl的電流Dli。然后，在圖4(b)的期間T8中，當(dāng)電容器C2被完全充電且電流Q2i不流動時，電抗器Ll的放出能量經(jīng)由整流二極管Dl放出。然后，在圖4(c)的期間T9中，在電抗器Ll的勵磁能量放出完后，電流Q2i、Lli按 Cl — C2 — Q2 — Ll — Vin — Cl的路徑流動。并且，電抗器Ll在上述路徑方向被勵磁。然后，在圖4(d)的期間TlO中，當(dāng)由柵極信號Q2g斷開開關(guān)元件Q2時，開關(guān)元件Q2 的電壓Q2v上升。并且，在期間T9被勵磁的電抗器Ll的能量按Ll — Vin -Rl-Da-Ll 的路徑被放出，電容器Ca的電荷放電，電流流入二極管Da。開關(guān)元件Ql的漏極-源極間的電壓Qlv為零電壓。另外，在期間TlO后，重復(fù)期間Tl、T2. · ·的處理。在期間T2中，如上所述開關(guān)元件Ql接通，而此時，可實現(xiàn)開關(guān)元件Ql的零電壓開關(guān)動作。這樣，根據(jù)實施例1的開關(guān)電源電路，當(dāng)附加了由開關(guān)元件Q2和電容器C2構(gòu)成的串聯(lián)電路(有源箝位電路)時，產(chǎn)生從負(fù)載側(cè)(Cl)向輸入側(cè)(Vin)返回能量的期間，因而在輸入側(cè)對電抗器Ll進(jìn)行勵磁的能量，即流到輸入側(cè)的循環(huán)能量增加，使用循環(huán)能量抽出電容器Ca的電荷，開關(guān)元件Ql的電壓被降低到零電壓，因而當(dāng)開關(guān)元件Ql接通時，可實現(xiàn)零電壓開關(guān)動作。因此，由于不設(shè)置諧振用電抗器，而可使用現(xiàn)有的電抗器在大的輸入電壓范圍和負(fù)載區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)諧振動作，因而可提供高效率的開關(guān)電源電路。并且，開關(guān)元件Ql的接通時間增加，將增加的勵磁能量經(jīng)由整流二極管Dl放出的時間(開關(guān)元件Ql的斷開時間)也增加。即，開關(guān)元件Ql的開關(guān)頻率朝下降方向。然后，說明根據(jù)負(fù)載狀態(tài)(負(fù)載量)使開關(guān)元件Q2接通斷開的動作。圖5是示出本發(fā)明的實施例1的開關(guān)電源電路的控制電路的詳細(xì)電路例的圖。圖5所示的控制電路10 是根據(jù)負(fù)載狀態(tài)控制開關(guān)元件Q2的接通斷開的電路?？刂齐娐?0具有誤差放大器11，比較器13，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器14，觸發(fā)器電路 15，比較器16，死時間生成電路17，逆變器18，驅(qū)動器19，比較器20，以及“與”電路21。比較器13將經(jīng)由電阻R2的臨界檢測用繞組Ib的電壓與基準(zhǔn)電壓Vref2進(jìn)行比較。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器14當(dāng)從比較器13輸入低電平信號時，以1脈沖作為設(shè)置信號輸出到觸發(fā)器電路15的設(shè)置端子。觸發(fā)器電路15根據(jù)設(shè)置信號被設(shè)置，從Q輸出端子輸出高電平信號，經(jīng)由死時間生成電路17、驅(qū)動器19和電阻R4接通開關(guān)元件Ql。當(dāng)開關(guān)元件Ql接通時，電流按Vin的正極一la —Ql — Rl — Vin的負(fù)極的路徑流動，能量被蓄積在電抗器Ll內(nèi)。電流檢測電阻Rl將流入開關(guān)元件Ql的電流變換為電壓，將其經(jīng)由電阻R3輸出到比較器16的非反轉(zhuǎn)輸入端子。誤差放大器11將平滑電容器Cl的電壓在電阻R53和電阻肪4分壓后的分壓電壓與基準(zhǔn)電壓Vref3之間的誤差電壓進(jìn)行放大，將其輸出到比較器16、20和電容器C3。比較器16將從誤差放大器11輸出的電流目標(biāo)值Vm和在電流檢測電阻Rl產(chǎn)生的電壓進(jìn)行比較，當(dāng)開關(guān)元件Ql的電流Qli到達(dá)電流目標(biāo)值Vm時，將高電平的重置信號輸出到觸發(fā)器電路15。觸發(fā)器電路15根據(jù)來自比較器16的重置信號被重置，將從Q輸出端子輸出的高電平信號切換到低電平，開關(guān)元件Ql斷開。
當(dāng)開關(guān)元件Ql斷開時，蓄積在電抗器Ll內(nèi)的能量放出，當(dāng)該能量放出結(jié)束時，臨界檢測用繞組Ib的電壓反轉(zhuǎn)。該電壓通過比較器13與基準(zhǔn)電壓Vref2進(jìn)行比較，低電平信號從比較器13被輸出到單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器14。由于單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器14將1脈沖輸出到觸發(fā)器電路15的設(shè)置端子，因而開關(guān)元件Ql再次接通。這樣，開關(guān)元件Ql通過重復(fù)以上的接通斷開動作，成為圖6所示的開關(guān)波形Q1E。然后，說明開關(guān)元件Q2的動作。電容器C3由從誤差放大器11輸出的、平滑電容器Cl的電壓通過電阻R53和電阻肪4分壓后的電壓，即與跟平滑電容器Cl連接的未圖示的負(fù)載的狀態(tài)對應(yīng)的電壓充電。當(dāng)電容器C3的電壓VG是基準(zhǔn)電壓Vrefl以上時(圖6的時刻tl t2)，S卩，當(dāng)負(fù)載是重負(fù)載時，比較器20將低電平輸出到“與”電路21。因此，由于“與”電路21將低電平輸出到驅(qū)動器19，因而開關(guān)元件Q2通過驅(qū)動器19被斷開。與此相對，當(dāng)電容器C3的電壓VG不到基準(zhǔn)電壓Vrefl時(圖6的時刻tl前、時刻t2后)，即，當(dāng)負(fù)載是輕負(fù)載時，比較器20將高電平輸出到“與”電路21。逆變器18使來自觸發(fā)器電路15的信號反轉(zhuǎn)來輸出到“與”電路21。由于“與”電路21將反轉(zhuǎn)后的信號輸出到驅(qū)動器19，因而開關(guān)元件Q2由驅(qū)動器19接通斷開。這樣，根據(jù)實施例1的開關(guān)電源電路，當(dāng)負(fù)載是重負(fù)載時，不使開關(guān)元件Q2動作 (斷開狀態(tài))，而僅使開關(guān)元件Ql動作，從而與現(xiàn)有的開關(guān)電源電路一樣，可進(jìn)行開關(guān)元件 Ql的零電壓開關(guān)動作。并且，現(xiàn)有的開關(guān)電源電路由于在輕負(fù)載時開關(guān)頻率上升，而且不能進(jìn)行零電壓開關(guān)動作，因而效率惡化。與此相對，在實施例1的開關(guān)電源電路中，在輕負(fù)載時使由開關(guān)元件Q2和電容器C2構(gòu)成的有源箝位電路動作，從而充分進(jìn)行開關(guān)元件Ql、Q2的零電壓開關(guān)動作，而且開關(guān)頻率也與現(xiàn)有的開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率相比下降，因而可提高效率。并且，如上所述，在專利文獻(xiàn)1記載的開關(guān)電源電路中，當(dāng)開關(guān)元件Q2斷開時，電流按Ql —諧振用電抗器一Dl — Cl — Rl — Ql的路徑流到負(fù)載側(cè)，實現(xiàn)了零電壓開關(guān)動作。與此相對，在實施例1的開關(guān)電源電路中，將輸出再生為輸入(直流電源Vin)，當(dāng)開關(guān)元件Q2斷開時，電流按Ll — Vin — Rl — Ql — Ll的路徑流到輸入側(cè)，因而結(jié)構(gòu)和作用與專利文獻(xiàn)1的結(jié)構(gòu)和作用完全不同。并且，在專利文獻(xiàn)1記載的開關(guān)電源電路中，不能降低開關(guān)頻率，而在實施例1的開關(guān)電源電路中，具有可降低開關(guān)頻率的優(yōu)點。實施例2圖7是示出設(shè)置在本發(fā)明的實施例2的開關(guān)電源電路內(nèi)的控制電路的圖。實施例 2的開關(guān)電源電路的控制電路IOa的特征在于，根據(jù)直流電源Vin的電壓(輸入電壓)控制開關(guān)元件Q2的接通斷開。圖7所示的實施例2的開關(guān)電源電路與圖5所示的實施例1的開關(guān)電源電路的不同點是，將直流電源Vin通過電阻R51和電阻R52分壓后的分壓電壓VH作為輸入電壓輸入到比較器20的非反轉(zhuǎn)輸入端子。當(dāng)分壓電壓VH不到基準(zhǔn)電壓Vrefl時(圖6的時刻tl 時刻t2)，比較器20將低電平輸出到“與”電路21。因此，由于“與”電路21將低電平輸出到驅(qū)動器19，因而開關(guān)元件Q2由驅(qū)動器19斷開。
與此相對，當(dāng)分壓電壓VH是基準(zhǔn)電壓Vrefl以上時(圖6的時刻tl前、時刻t2 后)，比較器20將高電平輸出到“與”電路21。逆變器18使來自觸發(fā)器電路15的信號反轉(zhuǎn)來輸出到“與”電路21。由于“與”電路21將反轉(zhuǎn)后的信號輸出到驅(qū)動器19，因而開關(guān)元件Q2由驅(qū)動器19接通斷開。這樣，根據(jù)實施例2的開關(guān)電源電路，當(dāng)直流電源Vin的電壓高時，使由開關(guān)元件 Q2和電容器C2構(gòu)成的有源箝位電路動作，從而充分進(jìn)行開關(guān)元件Ql、Q2的零電壓開關(guān)動作，而且開關(guān)頻率也與現(xiàn)有的開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率相比下降，因而可提高效率。實施例3圖8是本發(fā)明的實施例3的開關(guān)電源電路的結(jié)構(gòu)圖。圖8所示的實施例3的開關(guān)電源電路的特征在于，該開關(guān)電源電路是取代圖1所示的開關(guān)電源電路的直流電源Vin而設(shè)有交流電源Vac、整流電路RCl以及電容器C4 (第3電容器)的PFC電路(功率因數(shù)改善電路)。交流電源Vac將交流電壓提供給整流電路RCl。整流電路RCl對來自交流電源Vac 的交流電壓進(jìn)行整流。電容器C4形成在輸入側(cè)對電抗器Ll進(jìn)行勵磁的能量，即流到輸入側(cè)的循環(huán)能量的路徑。圖9是示出設(shè)置在本發(fā)明的實施例3的開關(guān)電源電路內(nèi)的控制電路的圖。圖9所示的控制電路IOb的特征在于，與圖5所示的控制電路10相比，還具有連接在電容器C4 的一端和接地之間的電阻R51和電阻R52的串聯(lián)電路；以及與電阻R51和電阻R52連接的乘法器12。乘法器12將通過電阻R51和電阻R52分壓后的整流電壓與來自誤差放大器11的電壓相乘，輸出到比較器16的反轉(zhuǎn)輸入端子。根據(jù)這樣的實施例3的開關(guān)電源電路，改善了功率因數(shù)并與實施例1的開關(guān)電源電路的動作一樣進(jìn)行動作，在輕負(fù)載時使由開關(guān)元件Q2和電容器C2構(gòu)成的有源箝位電路動作，從而充分進(jìn)行開關(guān)元件Ql、Q2的零電壓開關(guān)動作，而且開關(guān)頻率也與現(xiàn)有的開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率相比下降，因而可提高效率。實施例4圖10是示出設(shè)置在本發(fā)明的實施例4的開關(guān)電源電路內(nèi)的控制電路的圖。圖10 所示的實施例4的開關(guān)電源電路與圖8所示的實施例3的開關(guān)電源電路大致相同，然而控制電路IOc與控制電路IOb不同。圖10所示的控制電路IOc的特征在于，與圖7所示的控制電路IOa相比，還具有與電阻R51和電阻R52連接的乘法器12。乘法器12將通過電阻R51和電阻R52分壓后的整流電壓與來自誤差放大器11的電壓相乘，輸出到比較器16的反轉(zhuǎn)輸入端子。根據(jù)這樣的實施例4的開關(guān)電源電路，改善了功率因數(shù)并與實施例2的開關(guān)電源電路的動作一樣進(jìn)行動作，當(dāng)交流電源Vac的交流電壓高時，使由開關(guān)元件Q2和電容器C2 構(gòu)成的有源箝位電路動作，從而充分進(jìn)行開關(guān)元件Ql、Q2的零電壓開關(guān)動作，而且開關(guān)頻率也與現(xiàn)有的開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率相比下降，因而可提高效率。另外，本發(fā)明不限定于實施例1至實施例4的開關(guān)電源電路。例如，可以將圖5所示的實施例1的開關(guān)電源電路的控制電路10和圖7所示的實施例2的開關(guān)電源電路的控制電路IOa組合來使用。并且，可以將圖9所示的開關(guān)電源電路的控制電路IOb和圖10所示的開關(guān)電源電路的控制電路IOc組合來使用。 本發(fā)明能應(yīng)用于直流-直流變換器、功率因數(shù)改善電路和交流-直流變換器。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電源電路，其特征在于，該開關(guān)電源電路具有第1串聯(lián)電路，其連接在直流電源的一端與另一端之間，由電抗器、第1 二極管和第1 電容器串聯(lián)連接而成；第1開關(guān)元件，其連接在所述電抗器與所述第1二極管之間的連接點和所述直流電源的一端之間；第2串聯(lián)電路，其與所述第1 二極管并聯(lián)連接，由第2開關(guān)元件和第2電容器串聯(lián)連接而成；以及控制電路，其控制所述第2開關(guān)元件的接通斷開，使得所述第1開關(guān)元件的接通成為零電壓開關(guān)動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述控制電路根據(jù)來自所述直流電源的電壓和來自所述第1電容器的電壓中的任一方的電壓或者雙方的電壓，控制所述第2開關(guān)元件的接通斷開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，在來自所述直流電源的電壓不表示高輸入電壓時和來自所述第1電容器的電壓不表示輕負(fù)載時中的任一方時或雙方時， 所述控制電路將所述第2開關(guān)元件控制為斷開狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述直流電源由交流電源、整流電路以及第3電容器構(gòu)成，所述控制電路具有改善功率因數(shù)的控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不設(shè)置諧振用電抗器、而可使用現(xiàn)有的電抗器在大的輸入電壓范圍和負(fù)載區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)諧振動作的高效率的開關(guān)電源電路。該開關(guān)電源電路具有第1串聯(lián)電路，其連接在直流電源(Vin)的一端和另一端之間，由電抗器(L1)、第1二極管(D1)和第1電容器(C1)串聯(lián)連接而成；第1開關(guān)元件(Q1)，其連接在電抗器與第1二極管之間的連接點與直流電源的一端之間；第2串聯(lián)電路，其與第1二極管并聯(lián)連接，由第2開關(guān)元件(Q2)和第2電容器(C2)串聯(lián)連接而成；以及控制電路(10)，其控制第2開關(guān)元件的接通斷開，使得第1開關(guān)元件的接通成為零電壓開關(guān)動作。
文檔編號H02M3/155GK102290987SQ201110155248
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者千葉明輝 申請人:三墾電氣株式會社