本發(fā)明涉及開關(guān)電源裝置。

背景技術(shù)：

在使用變壓器將輸入側(cè)和輸出側(cè)電絕緣的開關(guān)電源裝置中，已知有一次檢測(psr：primary-sideregulated)方式的開關(guān)電源裝置，其在變壓器的一次側(cè)設(shè)置有感應(yīng)產(chǎn)生與在變壓器的二次繞組中產(chǎn)生的電壓成比例的電壓的輔助繞組，并且根據(jù)輔助繞組上感應(yīng)產(chǎn)生的電壓來控制輸出電壓(例如us8125799b2、us2010/0134182a1)。

上述專利文獻記載的開關(guān)電源裝置具有以下這樣的電路：該電路檢測與從輕負載或無負載起的負載突變相伴的輸出電壓下降，將電壓下降信號輸出到二次繞組。該開關(guān)電源裝置根據(jù)從二次繞組傳遞到輔助繞組的電壓下降信號開始開關(guān)動作，抑制與負載突變相伴的輸出電壓下降。

對于上述專利文獻記載的根據(jù)輔助繞組上感應(yīng)產(chǎn)生的電壓對輸出電壓進行控制的一次檢測方式的開關(guān)電源裝置而言，當發(fā)生了輔助繞組斷線或由變壓器引腳的焊接不良等導致的輔助繞組的連接斷開的故障時，由于沒有用于檢測輸出電壓的單元，從而導致輸出過電壓，造成二次側(cè)平滑電容器損壞或負載損壞。

在上述專利文獻記載的開關(guān)電源裝置中，雖然能夠抑制與負載突變相伴的電源裝置的輸出端產(chǎn)生的電壓變動，但無法抑制/停止因輔助繞組的開路而引起的輸出電壓上升。

另外，還存在以下這樣的考慮因素：一次檢測方式的開關(guān)電源裝置是設(shè)想為不使用光電耦合器的廉價且小型的產(chǎn)品，很難追加使用了光電耦合器的過電壓保護電路。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個方式是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種即使輔助繞組開路也能夠在不使用光電耦合器的情況下進行過電壓保護的、具有過電壓保護電路的 開關(guān)電源裝置。

本發(fā)明的開關(guān)電源裝置具有：變壓器，其具有一次繞組、二次繞組以及輔助繞組；開關(guān)元件，其與所述一次繞組串聯(lián)連接；輸出電路，其根據(jù)隨著所述開關(guān)元件的開關(guān)動作而從所述一次繞組傳送到所述二次繞組的電力，生成電源輸出；反饋信號生成電路，其根據(jù)在電流流過所述二次繞組的二次側(cè)導通期間內(nèi)所述輔助繞組感應(yīng)產(chǎn)生的輔助繞組電壓，在該二次側(cè)導通期間內(nèi)生成反饋信號；以及控制電路，其根據(jù)所述反饋信號驅(qū)動所述開關(guān)元件，其中，所述控制電路具有：電壓檢測電路，其判定在電流流過所述二次繞組的二次側(cè)導通期間內(nèi)所述輔助繞組電壓是否超過閾值；以及停止電路，其根據(jù)所述電壓檢測電路的信號，使開關(guān)動作停止。。

根據(jù)本發(fā)明的一個方式，即使發(fā)生輔助繞組斷線或輔助繞組引腳或電壓檢測電阻的焊接不良也能夠進行輸出電壓的過電壓保護。

附圖說明

圖1是示出用于說明示例性的實施方式的開關(guān)電源裝置的一例的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2是圖1的開關(guān)電源裝置的控制電路的框圖。

圖3是示出從啟動時起成為開路的情況下的圖2的控制電路的各部分的動作的波形圖。

圖4是示出從通常時起成為開路的情況下的圖2的控制電路的各部分的動作的波形圖。

具體實施方式

圖1示出了用于說明示例性的實施方式的開關(guān)電源裝置的一例的結(jié)構(gòu)。

圖1所示的開關(guān)電源裝置1具有：整流器db1、變壓器t1、開關(guān)元件q1、控制電路2、生成電源輸出的輸出電路4、以及用于使輸出電路4的輸出電壓穩(wěn)定的反饋信號生成電路5。

電源電路3具有由二極管橋構(gòu)成的整流電路db1、電容器c1、c2以及電抗器l1、l2，電源電路3對從交流電源ac輸入的交流電進行整流平滑。

變壓器1在一次側(cè)具有一次繞組p1和輔助繞組p2且在二次側(cè)具有二次繞組s1。一次繞組p1的極性、與二次繞組s1和輔助繞組p2的極性被設(shè)定為互為相反。

一次繞組p1經(jīng)由開關(guān)元件q1與電源電路3連接。另外，二次繞組s1與具有二極管d5和電容器c6的輸出電路6連接。

隨著開關(guān)元件q1的開關(guān)動作，電力從變壓器t1的一次側(cè)傳送到二次側(cè)，被傳送到二次側(cè)的電力由輸出電路4的二極管d5和電容器c6進行整流平滑。由此，將直流電供給到與輸出電路4連接的未圖示的負載。

輔助繞組p2與反饋信號生成電路5連接。反饋信號生成電路5根據(jù)隨著開關(guān)元件q1的開關(guān)動作而由輔助繞組p2感應(yīng)產(chǎn)生的電壓，生成反饋信號。

并且，在圖示的例子中，電容器c3經(jīng)由二極管d2與輔助繞組p2連接，電容器c3的正極端子與控制電路2的電源電壓輸入端子vcc連接。輔助繞組p2感應(yīng)產(chǎn)生的電壓被二極管d2和電容器c3進行整流平滑而被供應(yīng)到控制電路2的vcc端子，被用作驅(qū)動控制電路2的控制電路用電源電壓。

圖2示出了控制電路2的結(jié)構(gòu)。

控制電路2將輸入到vcc端子的電壓作為電源電壓進行工作，控制開關(guān)元件q1的開關(guān)動作來使輸出電路4的輸出電壓穩(wěn)定。

控制電路2具有：啟動電路startup、vcc端子電壓的過電壓保護電路ovp、振蕩電路pwmosc、驅(qū)動電路drv、前沿消隱電路leb、過電流保護電路ocp、采樣保持(s/h)電路sampling1、誤差放大器ota、以及反饋控制比較器cp。

開關(guān)元件q1在圖示的例子中是n型的功率mosfet。開關(guān)元件q1的漏極與變壓器t的一次繞組p1連接，開關(guān)元件q1的源極經(jīng)由電阻r3與電容器c2的負極端子連接。

啟動電路startup設(shè)置在與電容器c2的正極端子相連的控制電路2的st端子和與電容器c3的正極端子相連的控制電路2的vcc端子之間。啟動電路startup是恒流電路，其在開關(guān)控制開始之前的啟動時進行工作，對連接于vcc端子的電容器c3供應(yīng)恒定電流。

保護電路protection根據(jù)來自控制電路2的vcc端子的過電壓檢測電路ovp以及后述的輔助繞組電壓檢測電路20的信號，使驅(qū)動電路drv的動作停止并保持停止狀態(tài)。

振蕩電路pwmosc以固定周期輸出用于使開關(guān)元件q1導通的時鐘信號。從振蕩電路pwmosc輸出的時鐘信號被輸入到觸發(fā)器電路的置位端子s，接著經(jīng)由2個 or電路or1、or3被輸入到驅(qū)動電路drv。

驅(qū)動電路drv與開關(guān)元件q1的柵極連接。驅(qū)動電路drv將or電路or3的輸出信號轉(zhuǎn)換為足以控制開關(guān)元件q1的柵極的電壓信號，生成用于驅(qū)動開關(guān)元件q1的驅(qū)動信號。

電阻r3是用于檢測流過開關(guān)元件q1的漏極電流的電流檢測電阻，開關(guān)元件q1的源極與電阻r3之間的連接點被連接于控制電路2的ocp端子。

前沿消隱電路leb使來自電阻3的漏極電流檢測信號中的、在開關(guān)元件q1導通時產(chǎn)生浪涌電壓的期間內(nèi)的信號無效(消隱)。漏極電流檢測信號經(jīng)由前沿消隱電路leb并經(jīng)由過電流檢測電路ocp和or電路or2被輸入到觸發(fā)器電路的復位端子r。

過電流檢測電路ocp對漏極電流檢測信號和過電流檢測閾值電壓進行比較，在漏極電流檢測信號、即電阻r3相對于gnd端子電壓的電壓降達到過電流檢測閾值電壓時，輸出關(guān)斷信號。該關(guān)斷信號經(jīng)由or電路or2被輸入到觸發(fā)器電路的復位端子r，將開關(guān)元件q1關(guān)斷。

s/h電路sampling1對從反饋信號生成電路5輸入到控制電路2的反饋端子fb的反饋信號進行檢測，并保持or電路or1的輸出信號成為h電平(高電平)的時刻的電壓。由s/h電路sampling1保持的電壓被輸入到誤差放大器ota的反相輸入端子。并且，在s/h電路sampling1成為or電路or1的下一個h電平的時刻，由s/h電路sampling1保持的反饋信號被更新。

誤差放大器ota的同相輸入端子被施加基準電壓vr1，該誤差放大器ota對被s/h電路sampling1保持在電容器cfb上的電壓與基準電壓vr1之間的差進行放大，生成誤差放大信號。該誤差放大信號經(jīng)由電平轉(zhuǎn)換電路levelshift被輸入到反饋控制比較器cp的反相端子。

反饋控制比較器cp與連接有相位校正用電容器c5的控制電路2的反饋相位校正端子comp相連接。并且，反饋控制比較器cp對相位校正后的誤差放大信號與經(jīng)由前沿消隱電路leb輸入的漏極電流檢測信號進行比較，當漏極電流檢測信號大于誤差放大信號時，輸出關(guān)斷信號。該關(guān)斷信號經(jīng)由or電路被輸入到觸發(fā)器的復位端子r。由此，開關(guān)元件q1被關(guān)斷。

反饋控制比較器cp根據(jù)漏極電流檢測信號和相位校正后的誤差放大信號對開關(guān)元件q1的導通幅度進行控制，將其控制為輸出電路4的輸出電壓越低、誤差放大信 號越大，則導通幅度越長。由此，輸出電路4的輸出電壓被穩(wěn)定。

輔助繞組電壓檢測電路20具有：oneshot(單觸發(fā))電路205、比較器206、基準電壓vr2、and電路201、204、計數(shù)器202、以及定時器電路203。

定時器203是數(shù)ms級的振蕩器，其將時鐘信號輸出到and電路201的一個端子和計數(shù)器202的時鐘輸入端子ck。計數(shù)器202的輸出端子q與and電路201的另一個端子相連接，and電路201的輸出被輸出到保護電路protection。

另外，計數(shù)器202是2比特的計數(shù)器。計數(shù)器202的復位端子r與and電路204的輸出端子相連接。

比較器206的同相端子與控制電路2的fb端子相連接，反相端子上連接有基準電壓vr2。基準電壓vr2被設(shè)定為比基準電壓vr1低的電壓。(vr2＜＜vr1)

在從反饋信號生成電路5輸入到控制電路2的反饋端子fb的反饋信號高于基準電壓vr2的情況下，比較器206將h電平輸出到and電路204的一個端子。

oneshot電路205與or電路or1的輸出連接，在or電路or1的輸出信號成為h電平的時刻，將單觸發(fā)信號輸出到and電路204的另一個端子。

在來自反饋信號生成電路5的反饋信號高于基準電壓vr2的情況下，and電路204與來自oneshot電路205的單觸發(fā)信號進行“與運算(and)”，并將h電平信號輸出到計數(shù)器202的復位端子r，因此，計數(shù)器202被復位，將l電平(低電平)信號輸出到and電路201的另一個端子。由此，不會從輔助繞組電壓檢測電路20向保護電路protection輸出信號。

另一方面，在來自反饋信號生成電路5的反饋信號低于基準電壓vr2的情況下，將l電平信號輸出到計數(shù)器202的復位端子r，因此，即使與來自oneshot電路205的單觸發(fā)信號進行“與運算”，計數(shù)器202也不被復位，將h電平信號輸出到and電路201的另一個端子。由此，從輔助繞組電壓檢測電路20向保護電路protection輸出信號，使驅(qū)動電路drv的動作停止并保持停止狀態(tài)。

以下，基于圖3和圖4對輔助繞組p2的端子a或b開路時的動作進行說明。

圖3是示出從啟動時起輔助繞組p2的端子a或b成為開路的情況下的圖2的控制電路2的各部分的動作的波形圖。

在時刻t0，接通交流電源ac，經(jīng)由啟動電路startup使得控制電路2的vcc端子電壓上升，在時刻t1，控制電路2啟動，開始進行開關(guān)動作。此時，由于輔助繞 組p2的端子a或b處于開路，因此反饋信號不被輸入到fb端子，fb端子電壓為小于基準電壓vr2的低電壓，comp端子電壓上升。

并且，在時刻t1，定時器電路timer將h電平信號作為時鐘進行輸出，在時刻t2，信號反轉(zhuǎn)。

另外，在并非輔助繞組p2的端子a或b開路而是電阻r4與r5之間開路的情況下，反饋信號也同樣不被輸入到fb端子，fb端子電壓為小于基準電壓vr2的低電壓，comp端子電壓上升。

從時刻t2到時刻t3，定時器電路203將l電平信號作為時鐘進行輸出，輸出電壓達到過電壓并持續(xù)過電壓狀態(tài)。

接著，在時刻t3，定時器電路203將h電平信號作為時鐘進行輸出。

在該時刻t3，由于來自反饋信號生成電路5的反饋信號低于基準電壓vr2，因此比較器206將l電平信號輸出到and電路204的一個端子。由此，and電路204的輸出成為l電平，并將l電平信號輸出到計數(shù)器202的復位端子r，因此，計數(shù)器202不被復位，而將h電平信號輸出到and電路201的另一個端子。由此，and電路201將h電平信號輸出到保護電路protection，使驅(qū)動電路drv的動作停止并保持停止狀態(tài)。

圖4是示出從通常時起輔助繞組p2的端子a或b成為開路的情況下的圖2的控制電路2的各部分的動作的波形圖。

在達到時刻t5之前正常進行工作，在時刻t5，發(fā)生上述的開路故障。此時，由于輔助繞組p2的端子a或b處于開路，因此正常的反饋信號不被輸入到fb端子，fb端子電壓降低為小于基準電壓vr2的低電壓，由此，comp端子電壓上升。

另外，在并非輔助繞組p2的端子a或b開路而是電阻r4與r5之間開路的情況下，正常的反饋信號也同樣不被輸入到fb端子，fb端子電壓為小于基準電壓vr2的低電壓，comp端子電壓上升。

并且，在時刻t5，定時器電路203將h電平信號作為時鐘進行輸出，在時刻t7，信號反轉(zhuǎn)。計數(shù)器202的輸入端子ck在定時器電路203的時鐘信號從l電平變?yōu)閔電平的時刻進行計數(shù)。因此，在時刻t5，不進行計數(shù)，到下一個時刻t8為止，計數(shù)器202的輸出保持l電平。

在時刻t8，fb端子電壓是低于基準電壓vr2的值，因此，比較器206將l電平 輸出到and電路204的一個端子，從s/h電路(sampling2)205向另一個端子輸入l電平信號。在時刻t8，從定時器電路203輸入時鐘時，計數(shù)器202的復位端子處于l電平，因此，計數(shù)器202將h電平信號輸入到and電路201的另一個端子。

由此，and電路201將h電平信號輸出到保護電路protection，使驅(qū)動電路drv的動作停止并保持停止狀態(tài)。

并且，在計數(shù)器202的輸出從h電平轉(zhuǎn)移到l電平并維持l電平的期間即時刻t5～t8的期間內(nèi)，處于過電壓狀態(tài)。這是因為考慮了在啟動時輸出電壓上升到穩(wěn)定電壓為止的時間。即，在定時器電路203的時鐘周期內(nèi)，停止啟動時的fb端子電壓下降的期間的檢測。換言之，定時器電路203的時鐘周期優(yōu)選被設(shè)定為在啟動時的輸出電壓達到穩(wěn)定電壓的過程中fb電壓成為基準電壓vr2以上的時間以上。

如上所述，根據(jù)本開關(guān)電源裝置1，在一次檢測方式的開關(guān)電源裝置的控制電路中具有輔助繞組電壓檢測電路，由此，即使發(fā)生了正常的反饋信號未輸入到控制電路的故障，也能夠可靠地進行過電壓保護。

另外，由于控制電路具有輔助繞組電壓檢測電路，因而不需要追加基于光電耦合器的過電壓保護電路。