專利名稱：電壓檢測電路以及開關(guān)電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從檢測節(jié)點(diǎn)導(dǎo)出電壓進(jìn)行電壓檢測的電壓檢測電路，以及根據(jù) 該電壓檢測電路的電壓輸出來進(jìn)行開關(guān)元件的控制動(dòng)作的開關(guān)電源裝置。
背景技術(shù)：
例如，在回掃式開關(guān)電源裝置(flyback Switching Power Supply)中，如 圖6所示，存在采用了如下結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源裝置檢測出由功率MOSFET等 構(gòu)成的同步整流元件SW52的漏極 源極間電壓Vds52，根據(jù)該電壓來進(jìn)行同 步整流元件SW52的接通 斷開控制。
在這種開關(guān)電源裝置中，如圖7的時(shí)間圖所示，在同步整流元件SW52 為斷開狀態(tài)時(shí)(柵極電壓Vgs52為低電平時(shí))，同步整流元件SW52的漏極端 子的電壓Vds52是將輸出電壓Vo、與相應(yīng)于輸入電壓Vin的繞線比的量的電 壓Vin/N相加而得的高電壓。
一般在進(jìn)行附加了上述那樣的高電壓的檢測點(diǎn)的電壓檢測時(shí)，釆用使檢測 電路51由高耐壓的元件構(gòu)成的方法，或者如圖6所示，采用將使用分壓電路 R51、 R52或下拉(pull down)電阻而下降了的電壓輸入到檢測電路51中來 進(jìn)行檢測的方法。
在專利文獻(xiàn)l中，為了檢測輸出電壓，展示了這樣的電路通過分壓電路 使輸出電壓下降，將該降壓后的電壓輸入到分路調(diào)節(jié)器(shuntregulator)中來 生成基準(zhǔn)電壓。
專利文獻(xiàn)1:特開2004 — 129364號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，如果經(jīng)由如圖6所示那樣的分壓電路R51、 R52將檢測節(jié)點(diǎn)的電壓 Vds52導(dǎo)向檢測電路51,則如圖7(a)、 (b)所示，將在電壓Vds52的從高范 圍到低范圍內(nèi)一律進(jìn)行了分壓后的檢測電壓Vdet50輸入到檢測電路51中。因 此，在檢測節(jié)點(diǎn)的電壓Vds52為低電壓、而且電壓變化變小的期間T50中，將通過分壓而進(jìn)一步使得電壓變化減小了的檢測電壓Vdet50被輸入到檢測電 路51中。
這里，沖企測電路51沖企測在期間T50中檢測電壓Vdet50達(dá)到預(yù)定的閾值電 壓(例如比電壓零略低的電壓)Vth的時(shí)刻。在該情況下，通過分壓電路R51、 R52，檢測電壓Vdet50的電壓變化進(jìn)一步減小，因此產(chǎn)生了上述時(shí)刻的檢測 精度降低的問題。
另夕卜，在檢測電路51的輸入端子會(huì)產(chǎn)生例如MOSFET的柵極電容等寄生 電容Ca。因此，當(dāng)存在圖6那樣的分壓電路R51、 R52時(shí)，存在這樣的問題 通過該電阻R51和寄生電容Ca形成了時(shí)間常數(shù)電路，由于該;險(xiǎn)測節(jié)點(diǎn)的電壓 Vds52通過該時(shí)間常數(shù)電路，因此檢測電壓Vdet50產(chǎn)生波形鈍化。另外，當(dāng) 分壓電路R51、 R52導(dǎo)致增大電壓下降量時(shí)，需要使檢測節(jié)點(diǎn)側(cè)的電阻R51 為電阻值大的電阻，因此即使是寄生電容Ca在某種程度上較小，時(shí)間常數(shù)電 路的時(shí)間常數(shù)也是很大的值。并且，若檢測電壓Vdet50產(chǎn)生了波形鈍化，則 存在電壓的檢測時(shí)刻會(huì)產(chǎn)生延遲的問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種即使是在輸出例如電位差大的電壓的檢測點(diǎn) 進(jìn)行電壓檢測的情況下，也無需使檢測元件高耐壓、且不會(huì)使檢測精度降低的 電壓4全測電i 各。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過上述的電壓檢測電路實(shí)現(xiàn)精度高的 電源動(dòng)作、能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的電壓輸出的開關(guān)電源裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一方面的發(fā)明為一種電壓^r測電if各，其從沖企 測節(jié)點(diǎn)導(dǎo)出電壓進(jìn)行電壓檢測，其特征在于，具備在從所述檢測節(jié)點(diǎn)到基準(zhǔn) 電位之間依次串聯(lián)連接的第 一 電阻、第二電阻以及第 一開關(guān)元件；和檢測電路， 其從所述第一電阻和所述第二電阻的連接點(diǎn)輸入電壓來進(jìn)行電壓的檢測動(dòng)作， 根據(jù)所述檢測節(jié)點(diǎn)的電壓生成的控制電壓被提供給所述第一開關(guān)元件的控制 端子，在所述;f企測節(jié)點(diǎn)的電壓大的時(shí)候所述第一開關(guān)元件接通，在所述檢測節(jié) 點(diǎn)的電壓小的時(shí)候，所述第一開關(guān)元件斷開。
第二方面所述的發(fā)明在第一方面所述的電壓檢測電路中，其特征在于，向
所述第一開關(guān)元件的控制端子輸入所述第一電阻和所述第二電阻的連接點(diǎn)的 電壓。第三方面所述的發(fā)明在第一或第二發(fā)明所述的電壓檢測電路中，其特征在
于，所述電壓檢測電路還具有連接在所述檢測節(jié)點(diǎn)與所述第一電阻之間的第 三電阻；和連4^在所述第一電阻和所述第三電阻的連"l妻點(diǎn)、與所述4企測電路的 輸入端子之間的第二開關(guān)元件，所述第一開關(guān)元件接通時(shí)所述第二開關(guān)元件斷 開，另一方面，所述第一開關(guān)元件斷開時(shí)所述第二開關(guān)元件接通。
第四方面所述的發(fā)明的特征在于，所述電壓檢測電路具有依次串聯(lián)連接在 動(dòng)作電壓和基準(zhǔn)電位之間的上拉電阻和第三開關(guān)元件，所述第三開關(guān)元件的控 制端子連接在所述第一電阻和所述第三電阻的連接點(diǎn)，所述第二開關(guān)元件的控 制端子連接在所述上4立電阻和所述第三開關(guān)元件的連接點(diǎn)。
第五方面所述的發(fā)明為一種開關(guān)電源裝置，其為回掃式開關(guān)電源裝置，其 具備具有一次繞組和二次繞組的變壓器；以及與所述二次繞組連接的同步整 流元件，所述開關(guān)電源裝置通過對(duì)所述一次繞組斷續(xù)地附加電壓來向所述二次 繞組側(cè)輸出電壓，該開關(guān)電源裝置的特征在于，其具有對(duì)所述二次繞組與所述 同步整流元件的連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電壓檢測的、第一至第四方面中的任意一項(xiàng)所述 的電壓檢測電路，根據(jù)所述電壓檢測電路的檢測輸出來進(jìn)行所述同步整流元件 的動(dòng)作控制。
第六方面所述的發(fā)明為一種開關(guān)電源裝置，其具備蓄積電力的電抗器； 對(duì)該電抗器斷續(xù)地附加輸入電壓的開關(guān)元件；以及在所述開關(guān)元件斷開時(shí)向所 述電抗器供給電流的同步整流元件，所述開關(guān)電源裝置的特征在于，其具有對(duì) 所述同步整流元件與所述電抗器的連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電壓^r測的、第一至第四方面 中的任意一項(xiàng)所述的電壓檢測電路，根根據(jù)所述電壓檢測電路的檢測輸出來進(jìn) 行所述同步整流元件的動(dòng)作控制。
根據(jù)本發(fā)明，在檢測節(jié)點(diǎn)的電壓大的時(shí)候，第一電阻和第二電阻作為分壓 電路發(fā)揮作用，檢測節(jié)點(diǎn)的電壓在降低后輸入到檢測電路中。另一方面，在檢 測節(jié)點(diǎn)的電壓低的時(shí)候，第一開關(guān)元件斷開，檢測節(jié)點(diǎn)的電壓直接輸入到檢測 電路中。因此，與始終將檢測節(jié)點(diǎn)的電壓直接輸入到檢測電路中的結(jié)構(gòu)相比， 能夠使檢測電路的元件由中耐壓或低耐壓元件形成。
另外，在檢測節(jié)點(diǎn)的電壓低的時(shí)候，將檢測節(jié)點(diǎn)的電壓直接輸入到檢測電 路中，因此，即使電壓的檢測點(diǎn)處在低的電壓范圍內(nèi)的時(shí)候，也能夠高精度地進(jìn)行該電壓的檢測處理。
另外，通過具有上述第三電阻和第二開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)，在第一開關(guān)元件切 斷、直接檢測檢測節(jié)點(diǎn)的電壓的情況下，檢測電壓通過第三電阻和檢測電路的 寄生電容相結(jié)合所成的時(shí)間常數(shù)電路，而不是通過第 一電阻和檢測電路的寄生 電容相結(jié)合所成的時(shí)間常數(shù)電路，因此，能夠減小因該時(shí)間常數(shù)電路引起的檢 測電壓的波形鈍化，由此能夠減小電壓的檢測時(shí)刻的延遲量，實(shí)現(xiàn)檢測精度的 提高。
即，在對(duì)檢測節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行分壓的時(shí)候，通過將第一電阻和第二電阻的 電阻值選定為適當(dāng)?shù)闹?，能夠獲得必要的電壓降，因此可以使第三電阻的電阻 值形成得小。因此，第三電阻和寄生電容相結(jié)合而成的時(shí)間常數(shù)電路與第一電 阻和寄生電容相結(jié)合來構(gòu)成時(shí)間常數(shù)電路的情況相比，其時(shí)間常數(shù)變?yōu)檩^小的 值，檢測電壓的波形鈍化變小。


圖l是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示圖1的電路的各連接點(diǎn)的電壓變化的波形圖。
圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是表示圖3的電路的各連接點(diǎn)的電壓變化的波形圖。
圖5是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示應(yīng)用了現(xiàn)有的檢測電路的開關(guān)電源裝置的一例結(jié)構(gòu)圖。
圖7是表示圖6的電路的各連接點(diǎn)的電壓變化的波形圖。
符號(hào)說明
1、 1B、 1C:開關(guān)電源裝置；Tll:變壓器；SW1:開關(guān)元件；SW2:同 步整流元件；13、 13B:電壓檢測電路；21:檢測電路；Rl:第一電阻；R2: 第二電阻；R3:第三電阻；R4:上拉電阻；SW11:第一開關(guān)；SW12:第二 開關(guān)；SW13:第三開關(guān)；Ca:寄生電容；A:檢測節(jié)點(diǎn)；30、 30B:控制用IC。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。第一實(shí)施方式圖l是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)圖。
第一實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置l是回掃式的電源裝置，具備變壓器Tll， 其具有一次繞組N1以及4 L性與該一次繞組N1相反的二次繞組N2;開關(guān)元件
(例如N溝道功率MOSFET) SW1，其對(duì)一次繞組Nl斷續(xù)地附加輸入電壓 Vin; —次側(cè)控制電路11，其進(jìn)行該開關(guān)元件SW1的接通 斷開控制；平滑 電容器Cl ，其使輸入電壓Vin平滑；同步整流元件(例如N溝道功率MOSFET) SW2，其對(duì)流過二次繞組N2的電流進(jìn)行整流；平滑電容器C2，其使輸出電 壓Vo平滑；電壓檢測電路13，其導(dǎo)出同步整流元件SW2的漏極電壓(漏極-源 極間電壓)Vds2，并對(duì)其已成為預(yù)定電壓的情況進(jìn)行檢測；控制電路14，其 根據(jù)電壓檢測電路13的檢測輸出來進(jìn)行同步整流元件SW2的接通嘶開控制； 以及使輸出電壓Vo平滑的平滑電容器C2等。其中，電壓檢測電路13(除了 外掛電阻R3之外)和控制電路14集成在一個(gè)控制用IC30中。
一次側(cè)控制電路11雖省略了圖示，但是其在例如通過光電耦合器
(photocoupler)來檢測輸出電壓Vo、或者在變壓器11上設(shè)置輔助繞組根據(jù)輔 助繞組的電壓來^r測輸出電壓Vo的同時(shí)，對(duì)開關(guān)元件SW1進(jìn)行接通'斷開控 制以使輸出電壓Vo穩(wěn)定。 一次側(cè)的控制方式并不特別限定，例如可以是他激 式的脈沖寬度調(diào)制方式或者脈沖頻率調(diào)制方式的控制，也可以是自激式的控 制。
同步整流元件SW2是將流過二次繞組N2的電流限制成一個(gè)方向的元件， 例如，在一次側(cè)的開關(guān)元件SW1接通、在變壓器Tll的鐵芯中蓄積能量的期 間，該同步整流元件SW2斷開，使二次繞組N2的電流停止。另外，在一次 側(cè)的開關(guān)元件SW1斷開的期間，該同步整流元件SW2接通，或者經(jīng)由體二^L 管(body diode)使得電流向整流方向流動(dòng)。通過使得在整流時(shí)接通，能夠減 少整流元件的電力損失，實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源裝置1進(jìn)行電壓變換的高效率化。
二次側(cè)的控制電路14根據(jù)同步整流元件SW2的漏極電壓Vds2來判別一 次側(cè)的開關(guān)元件SW1的"l妻通時(shí)刻或該開關(guān)元件SW1已經(jīng)斷開的狀態(tài)，#4居該 判別來使同步整流元件SW2的柵極電壓Vgs2為高電平來進(jìn)行接通驅(qū)動(dòng)，或 者返回低電平而切斷。在該實(shí)施方式中，例如，在上述的漏極電壓Vds2超過 了設(shè)定成比"0V"稍低的閾值電壓Vth的情況下，使同步整流元件SW2斷開，在上述的漏極電壓Vds2低于該閾值電壓Vth的情況下，使同步整流元件SW2 接通。另外，使同步整流元件接通.斷開的閾值Vth并不限于上述示例。另夕卜， 也可以不是根據(jù)漏極電壓Vds2的檢測進(jìn)行同步整流元件SW2的接通控制和 斷開控制兩者，而是根據(jù)漏極電壓Vds2的檢測僅執(zhí)行同步整流元件SW2的 接通控制，根據(jù)其他的信號(hào)4全測進(jìn)行斷開控制。
電壓檢測電路13具備依次串聯(lián)連接在檢測節(jié)點(diǎn)A與基準(zhǔn)電位(例如接 地電位)之間的第一電阻Rl 、第二電阻R2和第一開關(guān)(例如N溝道MOSFET) SWll，檢測節(jié)點(diǎn)A與同步整流元件SW2的漏極端子連接；和以;險(xiǎn)測電壓Vdet 為輸入進(jìn)行電壓的檢測動(dòng)作的4企測電路21。檢測電路21的輸入端子與第一電 阻Rl和第二電阻R2的連接點(diǎn)C連接。
另外，在該電壓檢測電路13中具備串聯(lián)連接在第一電阻Rl和檢測節(jié) 點(diǎn)A之間的第三電阻R3;串聯(lián)連接在第一電阻R1和第三電阻R3的連接點(diǎn)B、 與才企測電路21的輸入端子之間的第二開關(guān)(例如N溝道MOSFET) SW12; 用于進(jìn)行該第二開關(guān)SW12的接通 斷開控制的串聯(lián)連接在例如輸出電壓Vo 與接地電位之間的上拉(pull up )電阻R4和第三開關(guān)(流入N溝道MOSFET) SW13。第二開關(guān)SW12的控制端子與上拉電阻R4和第三開關(guān)SW13的連接 點(diǎn)連接，第三開關(guān)SW13的控制端子與第三電阻R3和第一電阻R1的連接點(diǎn) B連接。
;險(xiǎn)測電路21例如是對(duì);險(xiǎn)測電壓Vdet和閾值電壓Vth進(jìn)4亍比較的模擬比較 器等。此外，例如也可以應(yīng)用將檢測電壓Vdet變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的AD比較器 等，對(duì)檢測電壓Vdet進(jìn)行各種檢測動(dòng)作的電路，另外，也可以在其輸入段設(shè) 置電壓緩沖器等。此外，在^^測電路21的輸入端子上，由于例如構(gòu)成檢測電 路21的輸入段的電路的MOSFET的柵極電容等而產(chǎn)生了寄生電容Ca。
另外，上述的電壓檢測電路13的構(gòu)成元件中，第二開關(guān)SW12由中耐壓 元件構(gòu)成，檢測電路21由^f氐耐壓元件構(gòu)成。例如，如果開關(guān)電源裝置l的輸 出為30V,則第二開關(guān)SW12的耐壓程度可以為大約30V，而檢測電路21可 以構(gòu)成為耐壓程度為大約6V。
此外，構(gòu)成電壓檢測電路13的第一電阻R1 ~R13的各電阻值可以考慮附 加到檢測節(jié)點(diǎn)A上的電壓Vds2的最大值、或第二開關(guān)SW12和檢測電路"的耐壓而選定為適當(dāng)?shù)闹怠＿@里，由于第二開關(guān)SW12是中耐壓元件，因此， 第三電阻R3與第一電阻R1和第二電阻R2相比可以選定為較小的電阻值。另 外，第一電阻R1和第二電阻R2可以選定為適當(dāng)?shù)碾娮柚?，以使在電壓Vds2 為高電壓的期間內(nèi)，檢測電壓Vdet不會(huì)超過檢測電路21的耐壓。 接下來，對(duì)如上述構(gòu)成的開關(guān)電源裝置1的動(dòng)作進(jìn)行說明。 圖2是表示圖1的電路的各連接點(diǎn)的電壓波形的時(shí)間圖。 一次側(cè)檢測電路11根據(jù)輸出電壓Vo的檢測等將開關(guān)元件SW1的控制電 壓Vgsl驅(qū)動(dòng)為高電平，或者驅(qū)動(dòng)為低電平，使開關(guān)元件SW1進(jìn)行接通 斷 開動(dòng)作。通過這樣的開關(guān)元件SW1的接通 斷開動(dòng)作，在變壓器Tll的一次 繞組N1中流過電流、或者電流停止，因此，伴隨這種一次側(cè)的動(dòng)作、以及該 一次側(cè)動(dòng)作所相伴的同步整流元件SW2的控制動(dòng)作，在檢測節(jié)點(diǎn)A上附加如 圖2所示的大幅度變化的電壓Vds2。
即，在一次側(cè)的開關(guān)元件SW1斷開的期間Tl內(nèi)，才企測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2 成為經(jīng)過整流的二次側(cè)的電流通過同步整流元件SW2時(shí)的電壓下降的量的電 壓，因此，電壓電平低，而且電壓變化減小。此時(shí)的最小電壓Vds2min以接 地電位為基準(zhǔn)電位差并不那么大。
另一方面，在開關(guān)元件SW1接通的期間T2內(nèi)，對(duì)4企測節(jié)點(diǎn)A施加輸出 電壓Vo以及相當(dāng)于輸入電壓Vin的繞組比1/N的電壓，因此，檢測節(jié)點(diǎn)A的 電壓Vds2為高電壓。此時(shí)的最大電壓Vds2peak以接地電位為基準(zhǔn)電位差非常 大。
在電壓檢測電路13中，隨著上述的檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2的變化，第 一 第三開關(guān)SW11 ~SW13的接通 斷開進(jìn)行切換，變化成兩個(gè)狀態(tài)。即， 在第一狀態(tài)下，第一開關(guān)SW11接通，第二開關(guān)SW12斷開(第三開關(guān)SW13 接通)，通過4企測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2經(jīng)過第三電阻R3、第一電阻R1、第二 電阻R2和第一開關(guān)SW11流過微小電流，從而成為將由此而分壓過的電壓從 連接點(diǎn)C作為檢測電壓Vdet導(dǎo)出后輸入到檢測電路21中的狀態(tài)。
這樣的第一狀態(tài)，如圖2所示，是由于檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2上升到一 定以上的高電壓而產(chǎn)生的。即，當(dāng)檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2上升時(shí)，連接點(diǎn)B 的電壓也上升，因此，將該電壓輸入到柵極端子的第一開關(guān)SW11和第三開關(guān)SW13接通。進(jìn)而，由于第三開關(guān)SW13接通，第二開關(guān)SW12的柵極端子的 電壓變成低電平，第二開關(guān)SW12切斷。由此，電壓檢測電路13成為上述第 一狀態(tài)，檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2被分壓而成為檢測電壓Vdet并被輸入到檢 測電路21中，
如圖2( a )、 ( b )所示可知，在^r測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2為高電壓Vds2peak 的期間T2內(nèi)，輸入到檢測電路21中的檢測電壓Vdet下降到通過第一 第三 電阻Rl ~ R3分壓后的電壓"Vds2peak x R2/ ( Rl+R2+R3 )"(這里，Rl ~ R3 表示第一電阻R1 第三電阻R3的電阻值)。
第二狀態(tài)是這樣的狀態(tài)第一開關(guān)SW11斷開，第二開關(guān)SW12接通(第 三開關(guān)SW13斷開)，;險(xiǎn)測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2經(jīng)由第三電阻和第二開關(guān)SW12 直接變成檢測電壓Vdet,并輸入到檢測電路21中。
這樣的第二狀態(tài)如圖2所示，是因檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2降低到接地電 位程度而產(chǎn)生的。即，檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2降低到接地電位程度時(shí)，連接 點(diǎn)C、 B的電壓也降低，將這些電壓輸入到柵極端子的第一開關(guān)SW11和第三 開關(guān)SW13被切斷。另外，由于第三開關(guān)SW13斷開，第二開關(guān)SW12的柵極 端子的電壓變成高電平，第二開關(guān)SW12接通。由此，電壓檢測電路13成為 第二狀態(tài)，檢測節(jié)點(diǎn)A的低電壓直接成為檢測電壓Vdet，并經(jīng)由第三電阻R3 和第二開關(guān)SW12輸入到4企測電路21。
如圖2(a)、 (b)所示可知，在檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2成為低電壓的期 間Tl內(nèi)，輸入到檢測電路21中的檢測電壓Vdet沒有被分壓，而是成為與電 壓Vds2同等的電壓。
另外，在檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2成為低電壓的期間Tl內(nèi)，通過檢測電 路21進(jìn)行例如檢測電壓Vdet和閾值電壓Vth的比較，通過未被分壓地產(chǎn)生了 某種程度的電壓變化的檢測電壓Vdet來較高精度地檢測檢測電壓Vdet超過閾 值電壓Vth的時(shí)刻，根據(jù)該檢測輸出通過控制電路14執(zhí)行使同步整流元件 SW2切斷的控制。另夕卜，同樣地，通過電壓4全測電路134企測;險(xiǎn)測節(jié)點(diǎn)A的電 壓Vds2低于閾值電壓Vth的時(shí)刻，或者根據(jù)來自別的檢測電路的檢測輸出通 過控制電路14執(zhí)行使同步整流元件SW2接通的控制。通過這種控制，由開關(guān) 電源裝置1進(jìn)行與一次側(cè)同步的整流動(dòng)作，執(zhí)行高效率的電壓輸出。如上所述，根據(jù)該實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置1以及電壓檢測電路13,即 使在對(duì)檢測節(jié)點(diǎn)A附加在大范圍內(nèi)變化的電壓Vds2的情況下，在高電壓的期 間能夠通過電阻分割使電壓下降然后導(dǎo)向檢測電路21，而在低電壓的期間， 直接將該電壓導(dǎo)向檢測電路21，因此能夠使檢測電路21的構(gòu)成元件為低耐壓 元件，并且在低電壓范圍時(shí)檢測電壓Vdet的電壓變化不會(huì)收縮，由此能夠進(jìn) 行高精度的電壓檢測。
另外，在檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2直接輸入到檢測電路21中時(shí)，在檢測 節(jié)點(diǎn)A和檢測電路21的輸入端子之間，產(chǎn)生了第三電阻R3和寄生電容Ca 相結(jié)合而成的時(shí)間常數(shù)電路。但是，由于該第三電阻R3能夠選定成某種程度 的較小的電阻值，因此能夠使該時(shí)間常數(shù)電路的時(shí)間常數(shù)小到可以忽略的程 度。由此，檢測電壓Vdet的波形鈍化變小，能夠使預(yù)定的電壓點(diǎn)的檢測時(shí)刻 的延遲減小。通過使第二開關(guān)SW12由中耐壓元件構(gòu)成，使第三電阻R3能夠 為較小的電阻值。
另夕卜，電壓檢測電路13的第一 ~第三開關(guān)SW11 ~ SW13構(gòu)成為根據(jù)檢測 節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2的變化而自動(dòng)接通 斷開，因此，不會(huì)產(chǎn)生因錯(cuò)誤控制而 導(dǎo)致高電壓直接輸入到檢測電路21中的錯(cuò)誤動(dòng)作。另外，與為了控制第一 第三開關(guān)SW11 ~ SW13而具有別的控制用電路的結(jié)構(gòu)相比較，能夠?qū)崿F(xiàn)部件 個(gè)數(shù)的削減和電路結(jié)構(gòu)的簡單化。第二實(shí)施方式
圖3表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖4表示圖3 中的電路的各連接點(diǎn)的電壓變化的時(shí)間圖。
第二實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置1B與第一實(shí)施方式相比使電壓檢測電路 13B的結(jié)構(gòu)更加簡化。即，第二實(shí)施方式的電壓檢測電路13B具有串聯(lián)連接 在檢測節(jié)點(diǎn)A和接地電位之間的第一電阻R1、第二電阻R2、第一開關(guān)S Wl I; 和檢測電路21 ，該檢測電路21以輸出到第 一 電阻Rl和第二電阻R2的連接點(diǎn) C的檢測電壓Vdet為輸入來進(jìn)行檢測動(dòng)作。另外，這其中，將第一電阻Rl 作為控制用IC30B的外掛電阻進(jìn)行連接。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，如圖4所示，由于檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2下降到接地 電位程度，連接點(diǎn)C的電壓降低，使得第一開關(guān)SW11斷開，另一方面，由于檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2變成一定以上的電壓，連接點(diǎn)C的電壓升高，使得 第一開關(guān)SW11接通。并且，在檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2處于低范圍的期間 Tl內(nèi)，第一開關(guān)SW11斷開，由此，該電壓Vds2不被分壓而直接成為檢測電 壓Vdet，然后輸入到檢測電路21中，另一方面，在檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2 為高電壓的期間T2內(nèi)，第一開關(guān)SW11接通，由此，該電壓Vds2被電阻Rl、 R2分壓后輸入到4企測電路21中。
因此，根據(jù)該實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置1B和其電壓檢測電路13B，即使 在對(duì)檢測節(jié)點(diǎn)A附加變化成高電壓和低電壓的電壓Vds2的情況下，也能夠使 檢測電路21的構(gòu)成元件為低耐壓元件，并且在低電壓范圍內(nèi)輸入到檢測電路 21中的檢測電壓Vdet的電壓變化不會(huì)收縮，可獲得能夠進(jìn)行高精度的電壓檢 測的效果。
另外，如第一實(shí)施方式的電壓檢測電路13B那樣，由于不具有第三電阻 R3和第二開關(guān)SW12,因此在檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓Vds2直接導(dǎo)出到檢測電路 21中時(shí)，通過具有比較大的電阻值的第一電阻R1后檢測電壓Vdet輸入到檢 測電路21中。因此，當(dāng)在檢測電路21的輸入端子存在寄生電容時(shí)，形成了與 第一實(shí)施方式相比具有略大的時(shí)間常數(shù)的時(shí)間常數(shù)電路，從而導(dǎo)致檢測電壓 Vdet產(chǎn)生波形鈍化。但是，由于能夠使檢測電路21的構(gòu)成元件為低耐壓元件， 因此通過使檢測電路21的構(gòu)成元件形成得很小型來減少寄生電容，能夠減小 時(shí)間常數(shù)從而減小波形鈍化的程度。第三實(shí)施方式
圖5表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)圖。 第三實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置1C為這樣的結(jié)構(gòu)在非絕緣降壓型的開關(guān) 電源裝置1C中，為了進(jìn)行其同步整流元件SW22的控制，而采用了與第一實(shí) 施方式相同的電壓檢測電路13。
該開關(guān)電源裝置1C包括以下等部件電抗器(reactor) L20,其一皮斷續(xù)地 附加輸入電壓Vin,并且蓄積能量；第一開關(guān)元件SW21，其接通.斷開，從 而對(duì)電抗器20斷續(xù)地附加輸入電壓Vin;第一控制電路31，其進(jìn)行第一開關(guān) 元件SW21的接通.斷開控制，以使輸出電壓Vo穩(wěn)定；平滑電容器C21,其 使輸入電壓Vin平滑；同步整流元件SW22，其在第一開關(guān)元件SW21斷開時(shí)從接地供給電流；平滑電容器C22,其使來自電抗器20的輸出電壓平滑；電 壓檢測電路13，其將同步整流元件SW22的漏極端子作為檢測節(jié)點(diǎn)A導(dǎo)出其 漏極電壓Vds22，并進(jìn)行電壓檢測；以及第二控制電路32，其根據(jù)電壓檢測 電路13的輸出等進(jìn)行同步整流元件SW22的接通 斷開控制。
在這樣的非絕緣降壓型的開關(guān)電源裝置1C中，對(duì)于同步整流元件SW22 的漏極端子，產(chǎn)生了附加比較大的輸入電壓Vin的期間(第一開關(guān)元件SW21 的接通期間)、和附加電壓變化小的低電壓的期間(第一開關(guān)元件SW21的斷 開期間)，在其中的附加低電壓的期間，檢測預(yù)定的電壓點(diǎn)進(jìn)行同步整流元件 SW22的接通 斷開控制。因此，通過為了檢測該漏極電壓Vds2達(dá)到預(yù)定的 電壓的時(shí)刻而采用電壓檢測電路13,與在第一實(shí)施方式中說明過的一樣，能 夠獲得以下效果通過對(duì)檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓進(jìn)行分壓能夠使檢測電路21由低 耐壓元件構(gòu)成；在向檢測節(jié)點(diǎn)A輸出電壓變化小的低電壓的期間，將該電壓 直接輸入到檢測電路21中，或者減小其間的時(shí)間常數(shù)電路的時(shí)間常數(shù)來減小 波形鈍化，從而能夠進(jìn)行高精度的電壓檢測。
另外，本發(fā)明并不限定于上述第一 第三實(shí)施方式，可以進(jìn)行各種變更。 例如，在上述第一 第三實(shí)施方式中，展示了將電壓檢測電路13的第一開關(guān) SW11的控制端子連接到第一電阻Rl和第二電阻R2的連接點(diǎn)C的示例，但 是例如也可以是將第一開關(guān)SWll的控制端子連接到連接點(diǎn)B,或者設(shè)置別的 同樣的電阻分壓電路來對(duì)檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓進(jìn)行分壓，將該分壓電壓提供給 第一開關(guān)SWll的控制端子。
另外，還例示了這樣的結(jié)構(gòu)為了使第二開關(guān)SW12與第一開關(guān)SW11交 替地接通.斷開，將輸出電壓Vo導(dǎo)出到上拉電阻R4和第三開關(guān)SW13，通過 第三開關(guān)SW13的接通.斷開動(dòng)作來生成第二開關(guān)SW12的控制電壓，但是， 例如也可以l吏第二開關(guān)SW12由P溝道MOSFET構(gòu)成，將連>1妄點(diǎn)B和C的電 壓輸入到其柵極端子，使該第二開關(guān)SW12與第一開關(guān)SW11交替地接通 斷 開。除此之外，也可以通過各種結(jié)構(gòu)來構(gòu)成為使第一開關(guān)SW11和第二開關(guān) SW12交替地接通 斷開。
另外，如果檢測節(jié)點(diǎn)A的電壓不是那么高的高電壓，則還可以使第三電 阻R3為非常小的值，或者可以僅為布線電阻。另外在第一實(shí)施方式中，例示了對(duì)于控制用IC30外掛第三電阻R3的例子，但是例如也可以將電阻值大的 第二電阻R2作為外掛，而將第三電阻R3形成為內(nèi)置電阻，也可以將其他電 阻作為外掛的元件。
此外，在第一 第三實(shí)施方式中，例示了向檢測節(jié)點(diǎn)A附加正的高壓電 的結(jié)構(gòu)，但是即使是對(duì)檢測節(jié)點(diǎn)附加極性相反的大電壓的結(jié)構(gòu)，也能夠同樣地 應(yīng)用本發(fā)明的電壓檢測電路。在該情況下，配合極性反轉(zhuǎn)通過將第一-第三開 關(guān)SW11 SW13從N溝道MOSFET變更為P溝道MOSFET等、適當(dāng)改變電 壓檢測電路13的構(gòu)成元件，就能夠應(yīng)對(duì)。
另外，在上述實(shí)施方式中，示出了這樣的示例作為控制回掃式和非絕 緣.降壓型的開關(guān)電源裝置的同步整流元件的目的，為了4企測該同步整流元件 的漏極電壓，而應(yīng)用了本發(fā)明涉及的電壓檢測電路，但是，只要是向檢測節(jié)點(diǎn) 輸出大范圍的電壓電平的電壓、并且需要在該一部分電壓電平的范圍內(nèi)進(jìn)行高 精度的電壓檢測的結(jié)構(gòu)，就能夠有效地應(yīng)用本發(fā)明的電壓檢測電路。
此外，在實(shí)施方式中具體表示過的電路結(jié)構(gòu)和控制方式等在不脫離本發(fā)明 的主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?br> 權(quán)利要求
1.一種電壓檢測電路，其從檢測節(jié)點(diǎn)導(dǎo)出電壓進(jìn)行電壓檢測，其特征在于，具備在從所述檢測節(jié)點(diǎn)到基準(zhǔn)電位之間依次串聯(lián)連接的第一電阻、第二電阻以及第一開關(guān)元件；和檢測電路，其從所述第一電阻和所述第二電阻的連接點(diǎn)輸入電壓來進(jìn)行電壓的檢測動(dòng)作，將根據(jù)所述檢測節(jié)點(diǎn)的電壓生成的控制電壓提供給所述第一開關(guān)元件的控制端子，在所述檢測節(jié)點(diǎn)的電壓大的時(shí)候所述第一開關(guān)元件接通，在所述檢測節(jié)點(diǎn)的電壓小的時(shí)候，所述第一開關(guān)元件斷開。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓檢測電路，其特征在于， 向所述第一開關(guān)元件的控制端子輸入所述第一電阻和所述第二電阻的連接點(diǎn)的電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電壓檢測電路，其特征在于， 所述電壓檢測電路具有連接在所述^r測節(jié)點(diǎn)與所述第 一電阻之間的第三電阻；和 連接在所述第一電阻和所述第三電阻的連接點(diǎn)、與所述檢測電路的輸入端子之間的第二開關(guān)元件，所述第一開關(guān)元件接通時(shí)所述第二開關(guān)元件斷開，另一方面，所述第一開關(guān)元件斷開時(shí)所述第二開關(guān)元件接通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓檢測電路，其特征在于，電阻和第三開關(guān)元件，所述第三開關(guān)元件的控制端子連接在所述第一電阻和所述第三電阻的連 接點(diǎn)，所述第二開關(guān)元件的控制端子連接在所述上拉電阻和所述第三開關(guān)元件 的連接點(diǎn)。
5. —種開關(guān)電源裝置，其為回掃式開關(guān)電源裝置，其具備具有一次繞組和二次繞組的變壓器；以及與所述二次繞組連接的同步整流元件，所述開關(guān) 電源裝置通過對(duì)所述一次繞組斷續(xù)地附加電壓來向所述二次繞組側(cè)輸出電壓， 所述開關(guān)電源裝置的特征在于，其具有對(duì)所述二次繞組與所述同步整流元件的連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電壓檢測的、權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的電壓檢測電路，所述開關(guān)電源裝置根據(jù)所述電壓檢測電路的檢測輸出來進(jìn)行所述同步整 流元件的動(dòng)作控制。
6. —種開關(guān)電源裝置，其具備蓄積電力的電抗器；對(duì)該電抗器斷續(xù)地 附加輸入電壓的開關(guān)元件；以及在所述開關(guān)元件斷開時(shí)向所述電抗器供給電流 的同步整流元件，所述開關(guān)電源裝置的特征在于，其具有對(duì)所述同步整流元件與所述電抗器的連接節(jié)點(diǎn)進(jìn); 亍電壓4企測的、權(quán) 利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的電壓檢測電路，所述開關(guān)電源裝置根據(jù)所述電壓檢測電路的檢測輸出來進(jìn)行所述同步整 流元件的動(dòng)作控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在附加電位差大的電壓的檢測點(diǎn)進(jìn)行電壓檢測的情況下，也無需使檢測元件為高耐壓元件，而且能夠進(jìn)行高精度的電壓檢測的電壓檢測電路，以及使用該電壓檢測電路的開關(guān)電源裝置。在檢測節(jié)點(diǎn)(A)和基準(zhǔn)電位之間連接第三電阻(R3)、第一電阻(R1)、第二電阻(R2)和第一開關(guān)(SW11)，將檢測電路(21)的輸入端子連接到連接點(diǎn)(C)。另外，在連接點(diǎn)(B)和檢測電路(21)的輸入端子之間設(shè)置第二開關(guān)(SW22)。并且，在根據(jù)檢測節(jié)點(diǎn)(A)附加高電壓的期間內(nèi)，使第一開關(guān)(SW11)接通，使第二開關(guān)(SW12)斷開，在對(duì)檢測節(jié)點(diǎn)A附加低電壓的期間內(nèi)，第一開關(guān)(SW11)斷開，第二開關(guān)(SW12)接通。
文檔編號(hào)H02M3/28GK101582636SQ200910126479
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日
發(fā)明者佐藤武史 申請(qǐng)人:三美電機(jī)株式會(huì)社