電源裝置以及電源裝置的控制方法
【專利摘要】記憶部(80)對額定電流值Ioc1的下垂特性即第1下垂特性、以及大于額定電流值Ioc1的容許電流值Ioc2的下垂特性即第2下垂特性進行記憶?？刂撇?70)根據(jù)由輸出電流檢測部(50)檢測出的電流值和掩蔽條件，選擇記憶部(80)所記憶的下垂特性進行下垂控制。
【專利說明】
電源裝置以及電源裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電源裝置及其控制方式。
【背景技術(shù)】
[0002]在產(chǎn)生超過額定電流的負載電流時，電源裝置通過過電流保護電路控制輸出電流。另外，也有提出暫時將超過額定的輸出電流用于負載供應(yīng)的電源裝置(參照專利文獻一)。專利文獻一所記載的技術(shù)，是在過電流檢測電路中附加可以檢測過電流，必要時暫時增大基準電壓的可變化上電(PowerUp)電路，并且運行該電源電路使過電流檢測電路的基準電壓增大，暫時將與之相伴的負載電流增加至額定電流之上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]然而，在以上技術(shù)中，暫時運行額定值以上電流時，電源裝置中的各個部件的溫度將超過額定溫度。因此，要運行額定電流以上的負載電流，就有必要將電源裝置中的各個部件的尺寸大型化使即使是運行額定電流以上電流也能將溫度控制在額定溫度的這樣的課題存在。
[0004]鑒于以上問題點，本發(fā)明的目的在于提供在不將電源裝置以及其所屬部件的尺寸大型化的情況下能夠暫時增加輸出電流的電源裝置及其控制方法。
[0005]為了達成所述目的，本發(fā)明的一形態(tài)涉及的電源裝置其特征在于包括:
[0006]記憶額定輸出電流值的下垂特性即第I下垂特性，以及記憶所述大于額定輸出電流值的容許電流值的下垂特性即第2下垂特性的記憶部;檢測負載電流值的輸出電流檢測部；以及根據(jù)通過所述輸出電流檢測部檢測出的負載電流值及掩蔽(Mask)條件選擇所述記憶部所記憶的下垂特性的控制部。
[0007]本發(fā)明的一形態(tài)的電源裝置控制方法，具備一下特征:
[0008]對額定輸出電流值的第一下垂特性，以及大于所述額定輸出電流值的容許電流值下垂特性的第二下垂特性進行記憶；
[0009]根據(jù)輸出電流檢測值與掩蔽條件，選擇所述被記憶的下垂特征從而進行下垂控制。
[0010]【發(fā)明效果】
[0011]本發(fā)明基于所檢測出的負載電流值選擇下垂特性，根據(jù)所選擇的下垂特性暫時將負載電流值按照容許電流值增大至額定電流值以上，可以在電源裝置及各部件所具有的特性容許范圍內(nèi)通過電流。因此，可以在使用既有電源裝置及其部件，在不必將其大型化的情況下暫時增大負載電流。另外，通過過電流時的下垂特性的掩蔽功能，可以按照額定電流對電源裝置進行散熱設(shè)計，使電源裝置的小型化成為可能。
[0012]【簡單【附圖說明】】
[0013]【圖1】圖1是展示第一實施方式涉及的電源裝置結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0014]【圖2】圖2是展示第一實施方式涉及的電源裝置中電流檢測出電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0015]【圖3】圖3是對第一實施方式涉及的電源裝置中電流檢測電路的輸出進行說明的圖。
[0016]【圖4】圖4是第一實施方式涉及的電源裝置下垂特性的說明圖。
[0017]【圖5】圖5是展示第一實施方式涉及的電源裝置的電源控制流程圖(Flowchart)。
[0018]【圖6】圖6是第一實施方式涉及的電源裝置的過電流再印加時的運作說明圖。
[0019]【圖7】圖7是第二實施方式涉及的溫度與下垂特性的關(guān)系的說明圖。
[0020]【圖8】圖8是第二實施方式涉及的電源裝置I中電源控制的流程圖。
[0021]發(fā)明實施方式
[0022]第一實施方式
[0023]以下，將參照附圖關(guān)于本發(fā)明實施方式進行說明。如圖1所示，是展示本發(fā)明第一實施方式電源裝置構(gòu)成的電路圖。如圖1所示，電源裝置I包含一次電路部20、主變壓器(Main Trance)30、二次電路部40、輸出電流檢測部50、溫度檢測元件60、控制部70、記憶部
80 ο
[0024]一次電路部20包含開關(guān)元件21?24及輸入電容器(Condenser)25。開關(guān)元件21與22直列連接，開關(guān)元件23與24直列連接。另外，開關(guān)元件21?24分別由像例如N頻段的MOS型FET場效應(yīng)晶體管(Field effect transist or)所構(gòu)成。輸入電源線(Line) 13以及14由電源輸入端子11以及12處提供直流輸入電源。輸入電源線13與輸入電源線14之間由輸入電容器25連接。另外，輸入電源線13與輸入電源線14之間，由開關(guān)元件21以及22、和并列的開關(guān)元件23以及24連接。
[0025]主變壓器30包含一次繞組(Coil)31與二次繞組32，對電源電壓進行轉(zhuǎn)換。由二次繞組32處導(dǎo)出中心抽頭(Center tap)33。主變壓器30的一次繞組31的一端與開關(guān)元件23與開關(guān)元件24的連接點相連接。一次繞組31的其他端通過變流器(Current Trance)51的一次繞組55與開關(guān)元件21和開關(guān)元件22的連接點相連接。
[0026]二次電路40包括整流元件41及42、輸出阻流圈43、輸出電容器44。整流元件41及42進行同步整流。整流元件41及42的結(jié)構(gòu)例如M0SFET0。
[0027]整流元件41的一端(例如漏極(Drain))與主變壓器30的二次繞組32的一端連接。整流元件41的其他端(例如源極(Sour c e))與輸出電源線16連接。整流元件41的控制端子(例如柵極(Gate))與未圖示的同步整流控制部連接。
[0028]整流元件42的一端(例如漏極(Drain))與二次繞組32的其他端連接。整流元件42及的其他端(例如源極(Source))與輸出電源線16連接。整流元件42的控制端子(例如柵極(Gate))與未圖示的同步整流控制部連接。另外，也可使控制部70具備同步整流控制部的功會K。
[0029]輸出阻流圈43的一端與二次繞組32的中心抽頭33連接，其他端與輸出電源線15連接。
[0030 ]輸出電容器44的一端與輸出電源線15連接，其他端與輸出電源線16連接。
[0031]輸出電源線15與電源輸出端子17連接，輸出電源線16與電源輸出端子18連接。另夕卜，電源輸出端子17與電源輸出端子18之間，連接著負載19。
[0032]另外，此處使用包含偏置磁隙(Biasgap)的輸出阻流圈43。像這樣使用了磁偏置技術(shù)的輸出阻流圈43，可以擴大直流重疊特性。
[0033]輸出電流檢測部50包括變流器(Current Trance)51、整流電路52、以及電流檢測電路53。
[0034]變流器51的二次繞組56與整流電路52連接。
[0035]整流電路52包括整流器521?524。整流電路52通過整流器521?524，構(gòu)成橋接(Bridge)整流電路。整流器521?524分別例如為二極管(D1de)。
[0036]整流器521的輸入端子(例如陽極(Anode))與整流器522的輸出端子(例如陰極(Cathode))和二次繞組56的一端連接。整流器521的輸出端子(例如陰極)與整流器523的輸出端子(例如陰極)連接，并與電流檢測電路53連接。整流器523的輸入端子(例如陽極)與整流器524的輸出端子(例如陰極)和二次繞組56的其他端連接。整流器522的輸入端子(例如陽極)與整流器524的輸入端子(例如陽極)連接，并與電流檢測電路53連接。
[0037]電流檢測電路53從變流器51處通過整流電路52檢測到已整流的電流檢測信號后輸出給控制部70。另外，關(guān)于電流檢測電路53的結(jié)構(gòu)將在后文中闡述。
[0038]溫度檢測元件60的一端與控制部70的輸入端子連接，其他端接地。溫度檢測元件60設(shè)置在開關(guān)元件21?24、主變壓器30、整流元件41、42、以及輸出阻流圈43中至少任意一個元件的近旁，從而對電源裝置I的溫度進行檢測。溫度檢測元件60例如使用熱敏電阻(Thermistor)。溫度檢測元件60的輸出向控制部70供給。
[0039]控制部70包含定時器71以及A/D(Analog to Digital;模擬-數(shù)碼轉(zhuǎn)換部)107。另夕卜，控制部70處連接著一次電路部20的開關(guān)元件21?24各自的控制端子(柵極)以及記憶部80。控制部 70 由 CPU(Central Processing Unit)、RAM( Random Access Memory)、ROM (ReadOnly Memory)、A/D及D/A(Digital to Analog;模擬-數(shù)碼轉(zhuǎn)換部)轉(zhuǎn)換器(Converter)等構(gòu)成。
[0040]控制部70產(chǎn)生開關(guān)脈沖，產(chǎn)生的開關(guān)脈沖供給開關(guān)元件21?24的控制端子(例如柵極)。控制部70根據(jù)由A/D107轉(zhuǎn)換的電流值與溫度來控制電源裝置I的下垂特性。
[0041]另外，未圖示的同步整流控制電路產(chǎn)生開關(guān)脈沖，產(chǎn)生的開關(guān)脈沖供給整流元件41以及42的控制端子(柵極)。
[0042]定時器71用于測量輸出電流從超過額定電流值1cl開始的用時。
[0043]A/D107的輸入端子與電流檢測電路53的輸出端子連接。A/D107將電流檢測電路53輸出的電流轉(zhuǎn)換為數(shù)碼值。同樣的，由溫度檢測元件60檢測出的溫度由控制部70包括的未圖示的A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)碼值。
[0044]記憶部80例如由EEPR0M(ElectronicErasable Programmable Read OnlyM e m o r y)所構(gòu)成，并記憶用于控制部7 0控制所需的參數(shù)。在這里，記憶部8 0對額定電流值1cl的下垂特性、最大容許電流值1c2的下垂特性、發(fā)熱時容許電流值1t的下垂特性、以及掩蔽期Tm等各種參數(shù)進行記憶。關(guān)于這些參數(shù)將在后文中闡述。另外，也可將記憶部80內(nèi)置于記憶部70中。
[0045]接下來，就電路檢測電路53進行說明。圖2為展示本實施形態(tài)涉及的電源裝置I中電流檢測電路53結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0046]如圖2所示電流檢測電路53包括整流器101、電容器102、電阻103、電阻104、電容器105、電阻 106。
[0047]整流器1I輸入端子(例如陽極)與整流電路52的整流器521輸出端子和整流器523輸出端子的連接點連接。整流101輸出端子(例如陰極)與電阻103的一端及電容器102的一端連接。整流器101例如為二極管。整流器101對輸入至整流器101的電流進行峰值檢測。
[0048]電阻103的其他端與電阻104的一端、電容器105的一端、以及電阻106的一端連接。
[0049]電容器102的其他端、電阻104的其他端、以及電容器105的其他端與整流電路52的整流器522輸入端子與整流器524輸入端子的連接點連接并接地。
[0050]電阻106的其他端與控制部70的A/D107—端連接。另外，電容器105的其他端接地并與A/D107其他端連接。
[0051 ] 檢測電流平均值的電路由電動器102、電容器105、電阻103、電阻104、以及電阻106
所構(gòu)成。
[0052]接下來，就本發(fā)明第一實施方式涉及的電源裝置I的運行進行說明。圖1中，電源輸入端子11以及12由直流電源供給。該直流電源由開關(guān)元件21?24進行開關(guān)控制，并供給主變壓器30的一次繞組31。開關(guān)元件21?24構(gòu)成全橋式(Full Bridge)開關(guān)電源電路，可在開關(guān)元件21以及24處于開(On)，開關(guān)元件22以及23處于關(guān)(Off)狀態(tài);開關(guān)元件22以及23處于開，開關(guān)元件21以及24處于關(guān)狀態(tài)之間相互切換。主變壓器30的二次繞組32的輸出，由整流元件41及42整流后，再由輸出阻流圈43及輸出電容器44平滑后，從電源輸出端子17及18處輸出。從電源輸出端子17及18輸出的直流電源，向負載19給及。
[0053]輸出電流檢測部50進行負載電流的檢測。一旦流向負載19的電流增加，二次電路部40流通的電流會增加，一次電路部20的電流也隨之增加。主變壓器30的一次繞組31流通的電流會被變流器51檢測出。變流器51的二次繞組56的輸出由整流電路52全波整流后供給電流檢測電路53。
[0054]電流檢測電路53由整流器101對供給的電流進行峰值檢測，并通過電容器102、電容器105、電阻103、電阻104、以及電阻106所組成的電路檢測電流值。電流平均值由電容器102、電容器105、電阻103、電阻104、以及電阻106所組成的電路檢測?？刂撇?0根據(jù)由電流檢測電路53檢測出的電流平均值，以及由溫度檢測元件60檢測出的溫度，對電源裝置I的下垂特性進行控制。
[0055]圖3是對第一實施方式涉及的電源裝置中電流檢測電路輸出的說明圖。從變流器51的二次繞組56處可獲得主變壓器30的一次繞組31流通電流的對應(yīng)輸出。該變流器51的二次繞組56的輸出由整流電路52全波整流。圖3中，橫軸為時刻、縱軸為電流及電壓。符號AlOl所示波形為全波整流后的變流器51的輸出波形。整流電路52的輸出通過電流檢測電路53平均化后供給控制部70內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器107。符號A102所示波形為通過電流檢測電路53平均化的輸出波形。符號A103所示箭頭為A/D轉(zhuǎn)換器107處的負載電流檢測值的平均值。另外，圖3中符號A103所示箭頭下方連線(Li ne)為0[A]、0[V]。
[0056]控制部70基于輸出從電流檢測部50的電流檢測電路53處取得的電流值進行過電流保護控制。即電源裝置I預(yù)先規(guī)定了以能夠穩(wěn)定供應(yīng)電源的電流作為額定電流值。控制部70從輸出電流檢測部50的電流檢測電路53處的檢測值中獲取負載電流值，一旦該負載電流值超過設(shè)所定值時，則對開關(guān)元件21?24的脈沖幅度進行控制，根據(jù)下垂特性使輸出電壓下降，從而控制負載電流。
[0057]此第一實施方式除了能夠穩(wěn)定供應(yīng)電源的額定電流值之外，僅限在所定時間內(nèi)，在電源裝置及部件具有的特性允許范圍內(nèi)，還設(shè)定了供應(yīng)額定電流值以上電流的最大容許電流值。例如，負載19為電機等時，相比常規(guī)運行時，啟動時需要暫時的大電流。像這樣將即使是暫時供應(yīng)導(dǎo)致發(fā)熱致使溫度上升，也能夠在不超過部件的絕對最大額定范圍狀態(tài)下沒有問題的進行輸出的電流值設(shè)定為最大容許電流值。
[0058]另外，如果使用包含偏置磁隙的阻流圈43，則可因為使用了磁偏置技術(shù)擴大直流重疊特性。因此，在限定時間內(nèi)，以最大容許電流值進行下垂控制時，通過磁偏置技術(shù)可擴大輸出阻流圈43的額定電流。
[0059]作為最大負載電流值在限定時間內(nèi)通過的電流值，以及最大負載電流值狀態(tài)下負載電流通過的時間，例如通過實測取得。例如，以12作為額定電流值、以13作為最大負載電流值。電流值12例如為150A、電流值13例如為180A。此時，對負載電流為12時的電源裝置I各部位的溫度進行實測并設(shè)定容許溫度，對負載電流為13時的電源裝置I各部位的溫度進行實測并與設(shè)定的容許溫度進行比較，從負載電流為13時容許溫度以內(nèi)的時間范圍就可以決定最大負載電流值狀態(tài)下的負載電流通過時間。像這樣通過對電源裝置I各部位溫度的實測，可以決定作為暫時可通過的最大負載電流值與其時間的關(guān)系。
[0060]圖4所示為本發(fā)明第一實施方式涉及的電源裝置I的下垂特性。圖4中，橫軸表示負載電流Ιο、縱軸表示輸出電壓Vo。符號BlOl所示特性為額定電流狀態(tài)下進行下垂控制的下垂特性。符號B102所示特性為在限定時間內(nèi)最大容許電流值狀態(tài)下進行下垂控制的下垂特性。符號B103所示特性為對過熱時電流值進行控制的下次特性。記憶部80對這樣的下垂特性參數(shù)進行著記憶。
[0061]如圖4所示輸出電壓為Vl時，伴隨著輸出電流的增加，電源裝置I包括的各部件、功能部的發(fā)熱量會增加。當負載處產(chǎn)生高于電源裝置規(guī)定的電流時，在通過額定值以上電流的同時會設(shè)定下垂特性減少輸出電壓。像這樣伴隨著輸出電流的增加而減少輸出電壓，從而對電源裝置內(nèi)溫度上升時的各部件及功能部進行保護。本實施方式的電源裝置I，即使是在增加對負載的輸出電流時，也可在保持預(yù)設(shè)的期間及輸出電壓的情況下對負載提供額定值以上的輸出電流。此時，電源裝置I包括的各部件及功能部的溫度雖然會上升，但在本實施方式中，會在各部件及功能部溫度容許范圍內(nèi)保持輸出電壓并輸出額定值以上的輸出電流。
[0062]常規(guī)狀態(tài)下，以符號BlOl所示特性進行下垂控制。也就是說，若額定電流值定為1cl，如符號BlOl所示在常規(guī)狀態(tài)下負載電流1檢測值為額定電流值1cl，則輸出電壓Vo被下垂控制為負載電流值1例如不超過12。
[0063 ]如所述當常規(guī)狀態(tài)達到額定電流值I ο c I時，進行符號B1I所示特性的下垂控制。在本實施方式中，電源對負載的供給時間在所定時間(掩蔽期Tm)以內(nèi)，則符號BlOl所示下垂特性被掩蔽并按符號B102所示特性進行下垂控制。即在限定時間內(nèi)可以供給的最大容許電流值為1C2(1C2大于1cl)，如符號B102所示，可在所定時間內(nèi)將負載電流1供給至最大容許電流值1c2，一旦負載電流1檢測值達到最大容許電流值1c2，則輸出電壓Vo被下垂控制為負載電流值1例如不超過13。
[0064]電源裝置I根據(jù)周圍的環(huán)境及使用條件會產(chǎn)生熱量。溫度超過所定值以上時，就有必要進行電源控制使之不再產(chǎn)生更高的熱量。因此，當電源裝置I的溫度達到容許溫度以上時，則如符號B103所示特性進行下垂控制。即以O(shè)T作為容許界限溫度、以可在發(fā)熱時提供的負載電流作為發(fā)熱時容許電流值1t(1t為未滿1cl)、如符號B103所示，當電源裝置已的溫度超過容許界限溫度OT時，一旦負載電流1的檢測值為發(fā)熱時容許電流值lot，則輸出電壓Vo被下垂控制為負載電流1例如不超過II。電流值Il例如120A。
[0065]另外，控制部70從電流檢測電路53的檢測值中獲取負載電流值，從而判定該負載電流值是否到達或超過所定值。并且控制部70根據(jù)判定結(jié)果對下垂控制進行切換?？刂撇?0還通過控制開關(guān)元件21?24的脈沖幅度、根據(jù)下垂特性降低輸出電壓、對負載電流進行控制，從而對電源裝置I進行控制。
[0066]圖5為本發(fā)明第一實施方式涉及的電源裝置I的電源控制流程圖。圖5中，控制部70獲取溫度檢測元件60的溫度檢測值并判定檢測溫度是否未滿容許界限溫度OT(步驟(Step)S101)。若判定為檢測溫度非未滿容許界限溫度OT(步驟SlOl:N0)，則從電流檢測電路53的檢測值中判定負載電流檢測值是否超過發(fā)熱時容許電流值1t(步驟S102)。若判定為負載電流檢測值未超過發(fā)熱時容許電流值1t(步驟S102:N0)，則控制部70返回步驟SlOl進行處理。若判定為負載電流檢測值超過發(fā)熱時容許電流值1t(步驟S102: YES)，則控制部70從記憶部80處讀取發(fā)熱時容許電流值1t的下垂特性，如圖4所示進行下垂控制使負載電流檢測值不超過11(步驟S103)后返回步驟SlOl進行處理。
[0067]步驟SlOl若判定為檢測溫度未滿容許界限溫度OT(步驟SlOl: YES)，則控制部70從電流檢測電路53的檢測值中判定負載電流檢測值是否超過額定電流值1cl(步驟S104)。若判定為負載電流檢測值未超過額定電流值1cl (步驟S104:N0)，則控制部70返回步驟SlOl進行處理。若判定為負載電流檢測值超過額定電流值1cl (步驟S104:YES)，則控制部70根據(jù)計時器71的計測值來判定負載電流檢測值超出額定電流值1cl后的用時是否未滿掩蔽期Tm(步驟S105)。
[0068]步驟S105若判定用時未滿掩蔽期Tm(步驟S105:YES)，則控制部70從電流檢測電路53的檢測值中判定負載電流檢測值是否超過最大容許電流值1c2(步驟S106)。若判定為負載電流檢測值未超過最大容許電流值1c2(步驟S106:N0)，則控制部70返回步驟SlOl進行處理。若判定為負載電流檢測值超過最大容許電流值1c2(步驟S106: YES)，則控制部70從記憶部80處讀取最大容許電流值1c2的下垂特性，如圖4符號B102所示進行下垂控制(步驟107)使負載電流檢測值不超過13后返回步驟SlOl進行處理。
[0069]步驟S105若判定用時非未滿掩蔽期Tm(步驟S105:N0)，則控制部70從記憶部80處讀取額定電流值1cl的下垂特性，如圖4符號BlOl所示進行下垂控制(步驟108)使負載電流檢測值不超過12后返回步驟SlOl進行處理。
[0070]接下來，對各種狀態(tài)的運作，適時參考圖4、圖5做具體舉例說明。
[0071]常規(guī)狀態(tài)時的運作說明。
[0072]首先，從常規(guī)狀態(tài)時的運作，即電源裝置I內(nèi)的發(fā)熱量不大，負載電流檢測值在額定電流值以下時的運作開始說明:
[0073]當溫度未滿容許界限溫度0T，負載電流檢測值未達到額定電流值1cl時，圖5中形成步驟SlOl與步驟S104的重復(fù)循環(huán)，此時不進行過電流保護控制，輸出電壓Vo被保持在例如Vl水平。電壓值Vl例如為12V。
[0074]電源裝置I內(nèi)的發(fā)熱量變大時的運作說明:
[0075]當電源裝置I內(nèi)的發(fā)熱量大，溫度達到容許界限溫度OT以上時，會判定負載電流檢測值是否超過發(fā)熱時容許電流值1t(圖5步驟S102)。并且，當負載電流檢測值超過發(fā)熱時容許電流值lot時，如圖4符號B103所示，輸出電壓被下垂控制為負載電流檢測值不超過Il(圖5步驟S103)。像這樣當發(fā)熱量變大時，如符號B103所示，以發(fā)熱時容許電流值1t的特性進行下垂控制。通過這樣，可防止電源裝置I內(nèi)的異常發(fā)熱。
[0076]負載電流檢測值超過額定電流值時的運作說明:
[0077]當溫度未滿容許界限溫度OT，負載電流檢測值在額定電流值1cl以上，用時在掩蔽期Tm以內(nèi)時，會判定負載電流檢測值是否在最大容許電流值1c2以上(圖5步驟S106)。且負載電流檢測值在最大容許電流值1c2以上時，如圖4符號B102所示，輸出電壓被下垂控制為負載電流檢測值不超過13(圖5步驟S107)。當用時超過掩蔽期Tm時，輸出電壓被下垂控制為負載電流檢測值不超過12(圖5步驟S108)。
[0078]像這樣，本發(fā)明第一實施方式以能夠輸出容許電流值的期間為掩蔽條件。而且，如滿足用時在掩蔽期Tm以內(nèi)的條件，則額定電流值1cl的下垂控制被掩蔽，從而選擇最大容許電流值1c2的下垂控制。用時超過掩蔽期Tm，即未滿足用時未滿掩蔽期Tm這一條件，則轉(zhuǎn)為執(zhí)行額定電流值I oc I的下垂控制。這樣就可以暫時對負載19通過額定電流值以上的電流。
[0079]本發(fā)明第一實施方式像這樣由于在電源裝置及部件具有的溫度特性余量內(nèi)流通暫時使輸出電流值大于額定電流值的電流，因此可以使用既有的電源裝置及部件，在不必使其大型化的情況下暫時增加輸出電流。另外，關(guān)于輸出阻流圈43，如所述通過磁偏置技術(shù)，能夠擴大直流重疊特性。另外，本發(fā)明第一實施方式通過掩蔽過電流時下垂特性的功能，可以額定電流為基礎(chǔ)進行電源裝置的散熱設(shè)計，從而使電源裝置的小型化成為可能。
[0080]另外，流通超過額定電流值1cl的負載電流后，在過電流再印加時，為了抑制溫度上升，負載電流會被限制為不超過所定時間及額定電流。圖6為第一實施方式涉及的電源裝置過電流再印加時的運作說明圖。圖6中橫軸表示時間，縱軸表示輸出電壓及負載電流。如圖6(A)所示在時間點tl之前，假設(shè)負載電流1例如為100A。這時由于負載電流1低于額定電流值，不進行過電流保護控制，輸出電壓Vo保持在例如Vl狀態(tài)。時間點tl至t2為止的例如兩秒鐘，假設(shè)額定電流值1cl超過了負載電流1(例如180A)，如果是在所定掩蔽期內(nèi)，則選擇最大容許電流之I ο c 2的下垂控制，可以流通額定電流值I ο c I以上的例如13的負載電流(例如180A)。如果是在超過所定掩蔽期Tm的時間點t2會后，負載電流1會被限制在155A<J3再次作為負載電流路通時，如圖6(B)所示，為了抑制溫度上升，在時間點til至tl2間例如在12以下的負載電流狀態(tài)下持續(xù)10秒鐘。
[0081]而且，在所述舉例中流通主變壓器30的一次繞組31的電流由變流器51檢測出，并獲取負載電流檢測值。此例中由于例如超過10A的電流作為負載電流流通，考慮到電流噪聲及發(fā)熱的影響，使用變流器51對一次電流進行檢測。另外，使用變流器51 —次電流進行檢測和控制，可以保護開關(guān)元件21?24。當然，也可對二次電路40流通的電流進行檢測，獲取負載電流檢測值。例如，圖1中也可在輸出電源線15及16中設(shè)置電流檢測電路，獲取負載電流檢測值。另外，在不使用變流器的情況下，也能夠通過使用檢測電阻對電流進行檢測。
[0082]另外，所述舉例中雖然整流元件41及42使用MOSFET進行同步整流，但整流元件41及42也可使用二極管。
[0083]第二實施方式
[0084]接下來就本發(fā)明第二實施方式進行說明。所述第一實施方式以負載電流檢測值從超過額定電流值1cl開始的用時未滿掩蔽期Tm為掩蔽條件，使其可在短時間內(nèi)對負載提供額定電流以上的電流。第二實施方式相對于此，以溫度未滿余量溫度0T2為掩蔽條件，使其可在短時間內(nèi)對負載提供額定電流以上的電流。另外，關(guān)于電源裝置I的結(jié)構(gòu)與圖1所示第一實施方式相同。
[0085]圖7為第二實施方式中溫度與下垂特性間的關(guān)系說明圖。圖7中，橫軸表示電源裝置I的溫度，縱軸表示進行下垂控制時的負載電流。如圖7所示，電源裝置I的溫度在容許界限溫度OTl (例如100度)至容許界限溫度OTO(例如120度)之間范圍，則如圖4中符號B103所示，進行負載電流1例如不超過Il的發(fā)熱時容許電流值的下垂控制。電源裝置I的溫度在容許界限溫度0T2(例如90度)至容許界限溫度OTl (例如120度)之間范圍，則如圖4中符號BlOl所示，進行負載電流1例如不超過12的額定電流值的下垂控制。電源裝置I的溫度在未滿余量溫度0Τ2期間，則如圖4中符號Β102所示，進行負載電流1例如不超過13的最大容許電流值1c2的下垂控制。
[0086]像這樣，第二實施方式中負載電流檢測值即使超過額定電流值1cl，電源裝置I的溫度如未滿余量溫度0T，則如圖4符號B102所示進行最大容許電流值1c2的下垂控制。
[0087]記憶部80對額定電流值1cl的下垂特性、最大容許電流值1c2的下垂特性、及發(fā)熱時容許電流值1t的下垂特性進行記，另外，對容許界限溫度OTl和余量溫度0T2的值進行記憶?？刂撇?0根據(jù)由電流檢測電路53檢測出的負載電流檢測值和由溫度檢測元件60檢測出的溫度，在負載電流檢測值即使超過額定電流值1cl，但未滿余量溫度0T2時，以最大容許電流值1c2作為負載電流進行輸出控制。
[0088]圖8為第二實施方式涉及的電源裝置I的電源控制流程圖。圖8中，從溫度檢測元件60的溫度檢測值中判定檢測溫度是否未滿容許界限溫度OTl(步驟S201)。若判定為檢測溫度非未滿容許界限溫度OTl (步驟S201:N0)，則從電流檢測電路53的檢測值中判定負載電流檢測值是否超過發(fā)熱時容許電流值1t(步驟S202)。若判定為負載電流檢測值未超過發(fā)熱時容許電流值1t(步驟S202:N0)，則控制部70返回步驟S201進行處理。若判定為負載電流檢測值超過發(fā)熱時容許電流值1t(步驟S202: YES)，則控制部70如圖4符號B103所示進行下垂控制使負載電流檢測值不超過11(步驟S203)后返回步驟S201進行處理。
[0089]步驟S201若判定為檢測溫度未滿容許界限溫度OTl (步驟S201: YES)，則控制部70從電流檢測電路53的檢測值中判定負載電流檢測值是否超過額定電流值1cl(步驟S204)。若判定為負載電流檢測值未超過額定電流值1cl (步驟S204:N0)，則控制部70返回步驟S201進行處理。若判定為負載電流檢測值超過額定電流值1cl(步驟S204:YES)，則控制部70判定檢測溫度是否未滿余量溫度0T2(步驟S205)。
[0090]步驟S105若判定為檢測溫度未滿余量溫度0Τ2(步驟S205:YES)，則控制部70從電流檢測電路53的檢測值中判定負載電流檢測值是否超過最大容許電流值1c2(步驟S206)。若判定為負載電流檢測值未超過最大容許電流值1c2(步驟S206:N0)，則控制部70返回步驟S201進行處理。若判定為負載電流檢測值超過最大容許電流值1c2(步驟S206:YES)，則控制部70如圖4符號B102所示進行下垂控制(步驟207)使負載電流檢測值不超過13后返回步驟S201進行處理。
[0091]步驟S205若判定為檢測溫度非未滿余量溫度0T2(步驟S205:N0)，則控制部70如圖4符號BlOl所示進行下垂控制(步驟208)使負載電流檢測值不超過12后返回步驟S201進行處理。
[0092]接下來，對各種狀態(tài)的運作，適時參考圖4、圖7、圖8做具體舉例說明。
[0093]常規(guī)狀態(tài)時的運作說明:
[0094]常規(guī)狀態(tài)時的運作、以及電源裝置I內(nèi)的發(fā)熱量變大時的運作，與所述第一實施方式相同。即，當溫度未滿容許界限溫度OTl(圖7)，負載電流檢測值未達到額定電流值1cl時，圖8中形成步驟S201與步驟S204的重復(fù)循環(huán)，此時不進行過電流保護控制，輸出電壓Vo被保持在例如Vl水平。另外，當電源裝置I內(nèi)的發(fā)熱量變大，溫度達到非未滿容許界限溫度OTl(圖7)時，則如圖4符號B103所示，輸出電壓被下垂控制為負載電流檢測值不超過11(圖8步驟S203)。
[0095]負載電流檢測值超過額定電流值時的運作說明:
[0096]當溫度未滿容許界限溫度OTl、負載電流檢測值在額定電流值1cl以上時，如溫度未滿余量溫度0T2(圖7)，則判定負載電流檢測值是否在最大容許電流值1c2以上(圖8步驟S206)。當負載電流檢測值在最大容許電流值1c2以上時，如圖4符號B102所示，輸出電壓被下垂控制為負載電流檢測值不超過13(圖8步驟S207)。并且，當負載電流增大至最大容許電流值1c2并持續(xù)運作，溫度隨之上升。當溫度超過余量溫度0T2(圖7)時，如圖4符號B102所示，輸出電壓被下垂控制為負載電流檢測值不超過12(圖8步驟S208)。
[0097]像這樣，本發(fā)明第二實施方式以能夠輸出容許電流值的溫度為掩蔽條件。而且，如滿足溫度未滿余量溫度0Τ2的掩蔽條件，則額定電流值1cl的下垂控制被掩蔽，從而選擇最大容許電流值1c2的下垂控制。如由于負載電流以最大容許電流值1c2狀態(tài)持續(xù)運作而使溫度上升，不再滿足溫度未滿余量溫度0T2的掩蔽條件時，則轉(zhuǎn)為執(zhí)行額定電流值1cl的下垂控制。這樣就可以暫時對負載19通過額定電流值以上的電流。
[0098]另外，本發(fā)明第二實施方式中，電源裝置I的溫度檢測元件60最好設(shè)置在容易受過電流影響的元件近旁。即，溫度檢測元件60設(shè)置在開關(guān)元件21?24、主變壓器30、整流元件41和42、以及輸出阻流圈43中至少任意一個的近旁。另外，溫度檢測元件60也可設(shè)置在多個容易受過電流影響的元件近旁，通過多個溫度檢測元件的檢測結(jié)果來判定電源裝置I的溫度。
[0099]所述第一及第二實施方式中，雖然一次電路部20的結(jié)構(gòu)以全橋接電路為例子進行了說明，但本發(fā)明的電源裝置I中的一次電路部20的電路結(jié)構(gòu)并未被特定。例如，一次電路部20的電路亦可為非共振型的PffM控制方式，或亦可為由相位偏移(Phase Shift)型開關(guān)電路所構(gòu)成的開關(guān)電源裝置。
[0100]所述第一及第二實施方式中，記憶部80對3個下垂特性進行記憶，雖然已就控制部70根據(jù)負載電流值以及掩蔽條件選擇記憶部80所記憶的下垂特性進行舉例說明，但不僅限于此。記憶部80所記憶的下垂特性也可為基于額定輸出電流的第I下垂特性、以及對應(yīng)大于該額定電流值的第2下垂特性。另外，也可使控制部70對這兩個下垂特性進行選擇。另外，所述本實施方式中以第I下垂特性為一個，第2下垂特性為兩個進行了舉例說明，也可將兩種以上的下垂特性用于第2下垂特性，并對這些下垂特性加以選擇。
[0101 ]另外，也可將本發(fā)明中用于實現(xiàn)控制部70功能的程序(Program)記錄在可進行計算機(Computer)讀取的記錄媒體中，通過將該記錄媒體中記錄的程序讀取到計算機系統(tǒng)(Computer System)并執(zhí)行，從而對控制部70進行運作和控制。另外，所述“計算機系統(tǒng)”包括OS以及周邊器材等硬件(Hardware)。另外，所述“計算機系統(tǒng)”也包含具備提供主頁(HomePage)環(huán)境(或是顯示環(huán)境)的WWW系統(tǒng)。另外，所述“可進行計算機讀取的記錄媒體”是指軟盤(flexible disk)、光盤、R0M、CD-R0M、等可移動媒體、以及內(nèi)置在計算機系統(tǒng)中的硬盤(Hard disk)等記憶裝置。另外，該“可進行計算機讀取的記錄媒體”是指包含通過互聯(lián)網(wǎng)(Internet)等的網(wǎng)絡(luò)以及電話線路等的通信線路將程序傳輸后作為服務(wù)器(Server)及客戶端(Client)的像內(nèi)置于計算機系統(tǒng)中的隨機存儲器(RAM)般可將程序在一定時間內(nèi)進行存儲的記錄媒體。
[0102]另外，也可將所述程序從裝有記憶該程序的記憶裝置的計算機系統(tǒng)中通過傳輸媒體、或是通過傳輸媒體中的傳輸信號傳輸至其他計算機系統(tǒng)。此處所述將程序傳輸?shù)摹皞鬏斆襟w”指像互聯(lián)網(wǎng)等的網(wǎng)絡(luò)(通信網(wǎng)絡(luò))及電話線路等的線路(通信線路)一樣的具有信息傳輸功能的媒體。另外，所述程序也可以是以實現(xiàn)部分所述功能為目的，甚至也可與計算機系統(tǒng)中已經(jīng)記憶的程序相組合來實現(xiàn)所述功能，即也可作為差別文件(差別程序)。
[0103]符號說明
[0104]20 一次電路部
[0105]21?24開關(guān)元件
[0106]25輸入電容器
[0107]30主變壓器
[0108]40 二次電路部
[0109]41、42整流元件
[0110]43輸出阻流圈
[0111]44輸出電容器
[0112]50輸出電流檢測部
[0113]51變流器
[0114]52整流電路
[0115]53電流檢測電路
[0116]60溫度檢測元件
[0117]70控制部
[0118]80記憶部
【主權(quán)項】
1.一種電源裝置，其特征在于，包括: 對額定輸出電流值的第一下垂特性與大于所述額定輸出電流值的容許電流值下垂特性的第二下垂特性進行記憶的記憶部； 檢測負載電流值的輸出電流檢測部； 以及根據(jù)由所述輸出電流檢測部檢測出的負載電流值與掩蔽條件選擇所述記憶部所記憶的下垂特性的控制部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于: 其中，所述掩蔽條件是能夠輸出所述容許電流值的期間，或是能夠輸出所述容許電流值的溫度范圍中的至少一個。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電源裝置，其特征在于，還包括: 進行電壓轉(zhuǎn)換的變壓器， 其中，所述變壓器包括一次線圈及二次線圈， 所述一次線圈與開關(guān)元件連接， 所述二次線圈與整流元件和輸出阻流圈連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源裝置，其特征在于: 其中，所述輸出阻流圈包含偏置磁隙。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電源裝置，其特征在于，還包括: 檢測溫度的溫度檢測元件， 其中，所述溫度檢測元件，設(shè)置在所述整流元件、所述輸出阻流圈、以及所述開關(guān)元件中任意一個元件的近旁， 所述控制部根據(jù)由所述溫度檢測元件檢測出的溫度選擇記憶部記憶的任意一個下垂特性。6.一種電源裝置的控制方法，其特征在于: 對額定輸出電流值的第一下垂特性，以及大于所述額定輸出電流值的容許電流值下垂特性的第二下垂特性進行記憶， 根據(jù)輸出電流檢測值與掩蔽條件，選擇所述被記憶的下垂特性從而進行下垂控制。
【文檔編號】H02M3/28GK105850019SQ201380080939
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2013年11月29日
【發(fā)明人】若林浩二, 新田甲之輔
【申請人】新電元工業(yè)株式會社