CN100463347C - 直流稳压电源装置 - Google Patents

Abstract

直流稳压电源装置是实现作为开关电源装置的AC适配器等，其基准电压校正电路进行校正，它预先设想与负载电流相对应的电压降，对应于负载电流检测电路检测出的所述负载电流，改变来自基准电压源的稳定输出电压用的反馈基准值，使输出电压升高。因此，消除将输出检测布线走线到负载附近处时产生的布线走线的影响，而且没有与负载用的整流电路分开另行设置参考整流电路那样的复杂结构。即，校正随负载电流产生的电源线电压降时，能简单地进行消除布线走线影响的输出电压控制。

Description

直流稳压电源装置

技术领域

本发明涉及适合作为通过电源线对负载端设备进行直流电源电压供给的AC(交流)适配器实施的直流稳定电源装置。

背景技术

图4是示出用作所述AC适配器的典型已有技术的直流稳压电源装置1的电路组成方框图。此直流稳压电源装置1是“开关电源装置”，首先利用整流二极管3和滤波电容器4把来自工频电源2的交流输入电压变换成直流电压。所述滤波电容器4的输出电压为直流电压。即，滤波电容器4的两端为直流电源。该直流电源之间(滤波电容器4的两端之间)连接变压器5的初级线圈5a和开关元件6的串联电路，并由控制电路7对所述开关元件6进行通断控制。由此，在所述变压器5的次级线圈5b感应出电压。感应的电压由二极管8和滤波电容器9进行整流并加以滤波后，通过电源线10供给负载11。

这里，对输出电压要求高精度的开关电源装置中，在开关电源装置(AC适配器)内设置输出电压检测电路12，通过输出检测布线13将实际加在负载端的电压输入到所述输出电压检测电路12。然后，比较电路14将所述输出电压检测电路12中的检测结果与来自基准电压源15的基准电压比较。通过以隔离为目的的光电耦合器(未示出)将该比较结果传到所述控制电路7。该控制电路7使开关元件6的占空比随输出电压的大小变化。由此，对所述负载端的电压进行控制，使其成为期望电压。

所述输出电压检测电路12不是在AC适配器的输出端，而是通过输出检测布线13，检测出实际负载端的电压，因而考虑到所述电源线10的布线长度和布线走线造成的电压降，进行不受所述布线长度和布线走线影响的稳定输出电压控制。

然而，上述那样的已有技术中，形成的所述输出检测布线13一直到负载端附近，因而由于所述电源线10变长的噪声等的影响，存在控制不稳定的问题。在实际使用状态下，有时还将所述输出检测布线13捆成环状等，产生缆线(输出检测布线13)阻抗变化，因而控制更不稳定。

因此，日本国公开专利公报“特开平4—261358号公报”(1992年9月17日公开)中提出能解决此问题的另一已有技术。该已有技术校正缆线(电源线)的电压降，不利用上述输出检测布线13进行远程测量。具体而言，与负载用的直流变换部分开，在开关电源装置的次级端另行设置又一个辅助直流变换部。于是，上述已有技术中，利用该辅助直流变换部不流过负载电流，没有电压降，来校正缆线(电源线)的电压降。即，通过对负载的输出电压与该辅助直流变换部的直流电压之差进行放大，并反馈放大后的电压差，再与控制用的基准电压相加，来对缆线(电源线)的电压降进行校正。

上述的已有技术需要2个直流变换部，存在结构复杂的问题。

发明内容

本发明的目的是：提供能简便地进行不受输出检测布线走线影响的稳定输出电压控制的直流稳压电源装置。

为了达到上述目的，本发明的直流稳压电源装置，通过电源线供给负载稳定为期望电压的直流电压，包含检测出负载电流的检测部、以及校正部，该校正部对所述检测部的检测结果做出响应，进行校正，根据预先设想的与所述负载电流相对应的所述电源线的电压降，使输出电压升高，所述校正部(36)的输出电压校正是依据应供给负载的期望电压、即基本输出电压与等于电源输出端至负载端的阻抗所产生的电压降的校正电压的合计值，校正输出电压。

根据上述结构，作为利用开关电源装置的AC适配器等实现的直流稳压电源装置中，通过电源线供给负载端电路稳定为期望电压的直流电压时，则随负载电流要产生所述电源线的电压降。因此，进行使该下降部分的电压升高的校正时，在将来自输出电压检测部的输出检测布线走线到负载附近处的情况下，产生用该输出检测布线走线造成的影响。与此相反，本发明中，校正部进行的校正预先设想适应负载电流的电压降，并且对应于检测部中检测出的所述负载电流，改变例如稳定输出电压用的反馈基准值等，如上文所述那样，使输出电压升高。

因此，能简便地进行不受输出检测布线走线影响的稳定输出电压控制。

本发明的另一种直流稳压电源装置，通过电源线供给负载稳定为期望电压的直流电压，包含：检测出负载电流的检测部(33)；以及校正部(36)，该校正部对所述检测部的检测结果做出响应，进行校正，根据预先设想的与所述负载电流相对应的所述电源线电压降，使输出电压升高，

所述校正部(36)是依据基本输出电压与校正电压的合计值校正输出电压，

所述基本输出电压是应供给负载的期望电压，

所述校正电压等于电源线阻抗与所述检测部中检测出的负载电流的积。

由以下所示的记载，会充分理解本发明的其它目的、特征和优点。在下面参照附图的说明中会明白本发明的好处。

附图说明

图1是示出一本发明实施方式的直流稳压电源装置的电路组成方框图。

图2是另一本发明实施方式的直流稳压电源装置中的连接器部分的正视图。

图3是所述连接器的截面图。

图4是示出用作AC适配器的典型已有技术的直流稳压电源装置的电路组成方框图。

具体实施方式

实施方式1

根据图1说明一本发明实施方式如下。但是，本实施方式只不过是一实施例，其主要意思不是为了将本发明的范围限定于其中。

图1是示出一本发明实施方式的直流稳压电源装置21的电路组成方框图。此直流稳压电源装置21是用作所述AC适配器的开关电源装置，首先利用整流二极管23和滤波电容器24将来自工频电源22的交流输入变换成直流。所述滤波电容器24的输出电压为直流电压。即，滤波电容器24的两端为直流电源。该直流电源之间(滤波电容器24的两端之间)连接变压器25的初级线圈25a和开关元件26的串联电路，并由控制电路27对开关元件26进行通断控制。由此，在所述变压器25的次级线圈25b感应出电压。感应的电压由二极管28和滤波电容器29进行整流并加以滤波后，通过电源线30供给负载31。以上的构成与前述图4所示的直流稳压电源装置1相同。

此直流稳压电源装置21中，在直流稳压电源装置21内设置输出电压检测电路32，由输出电压检测电路32检测出输出电压，根据该检测结果控制负载端的电压，使其为期望的电压。首先，与上述直流稳压电源装置1相同，用比较电路34将所述输出电压检测电路32中的检测结果与来自基准电压源35的基准电压比较，其比较结果通过以隔离为目的的光电耦合器(未示出)等传到所述控制电路27。该控制电路27使开关元件26的占空比随输出电压的大小(随所传的比较结果)而变化。由此，将所述负载端上的电压控制得成为期望电压(等于基准电压的电压)。

应关注的是：此直流稳压电源装置21中，在直流稳压电源装置21内设置检测出负载电流(负载31中流过的直流电流的电流值)的负载电流检测电路33，利用负载电流检测电路33检测出实际负载端的电流，并根据此检测结果校正输出电压。本发明设置基准电压校正电路36，使其与所述输出电压检测电路32相关联。此基准电压校正电路36将根据所述负载电流检测电路33的检测结果带来的校正电压与来自所述基准电压源35的基准电压相加后，输出到所述比较电路34。所述校正电压大致等于从该直流稳压电源装置21到负载31的所述电源线30的阻抗所产生的电压降。根据所述负载电流预先设想所述校正电压。例如，将所述直流稳压电源装置21至负载31的电源线30的阻抗为0.1Ω时的校正电压设定为每1A为0.1Ω×1A＝0.1V。即，例如假设负载电流检测电路33检测出的负载电流(负载31中流过的直流电流的电流值)为I，连接所述直流稳压电源装置21和负载31的电源线30的阻抗为Z，则将所述校正电压的值设定成等于I×Z。

这样，通过对应于所述负载电流检测电路33检测出的所述负载电流，将预先设想的校正电压与基准电压相加，使基准电压升高大致等于电源线30的阻抗造成的电压降份额的电压值。因此，进行校正，使输出电压升高大致等于电源线30的阻抗造成的电压降份额的电压值。所以，利用输出电压的校正来抵消电源线30的阻抗造成的电压降。由此，能用简单的结构进行稳定输出电压控制，使其不受使用所述输出检测布线13时的布线走线的影响。也能进行负载端的稳压控制。

又，所述直流稳压电源装置21还利用2个滤波电容器29a、29b，使次级端的输出电压滤波。即，次级端的电路包含使变压器25的输出滤波的滤波电容器29a(第1滤波电路)和使滤波电容器29a的输出滤波的滤波电容器29b(第2滤波电路)。所述负载电流检测电路33由串联插入到次级端电源线的电流检测电阻组成，并且设在所述2个滤波电容器29a、29b之间。

然后，将这些滤波电容器29a、29b的电容量设定得不仅抑制输出波纹(输出电压中包含的交流电压分量)，而且后级的滤波电容器29b还在用前级滤波电容器29a进行滤波后，防止对负载电流急剧变化的过冲响应，从而能进行稳定的控制。

又，所述负载电流检测电路33(电流检测电阻)与线圈37串联。因此，该线圈37能与所述滤波电容器29b一起减少输出波纹。

而且，所述直流稳压电源装置21的控制电路27最好具有所述校正电压为预先设定的值以上时限制输出的过电流保护功能。具体而言，基准电压校正电路36内设定负载电流上限值，并且在检测出该设定值以上的负载电流时，控制电路27进行过电流保护动作。即，最好控制电路27在所述校正电压小于预先设定的值时，进行常规动作(控制输出电压使得供给负载的电压成为期望电压的动作)，而所述校正电压为预先设定的值以上时，进行过电流保护动作(使输出电压降低到例如0、以免发生过电流的动作)。

最好该过电流保护动作具有锁存功能，用停止初级端的开关输出(变压器25的初级线圈25a导通，即开关元件26的通断动作的导通)，实现该过电流保护动作，并且用再次接通电源解除保护动作。具体而言，电源接通期间使过电流保护动作继续保持，而从插座拔出AC适配器后，再次将其插入，使电源重新接通时，则重新开始开关输出。通过采用这样的结构，能防止在进行过电流保护动作并保持原样输入通电中由次级端的操作而引起不希望的解除保护的危险。

实施方式2

根据图2、图3和上述的图1说明另一本发明实施方式如下。

图2是另一本发明实施方式的直流稳定电源装置的连接器41部分的正视图，图3所示为从图2的剖切线A-A看的截面和电源缆线42端对应的截面。

应关注的是：本实施方式在用作所述AC适配器的直流稳压电源装置中，电源缆线42可更换。为此，在AC适配器方安装插孔43，在电源缆线42的端部安装插头44。插孔43用于可更换连接不同阻抗的多种电源缆线42的插头44。电源缆线42的插头44具有因电源线30类型而异的形状。详细而言，如图3所示，一种类型的电源缆线42的插头44具有与动作片49a对应的识别片51。另外虽然图中未示出，另一种类型的电源缆线42的插头44具有与动作片50a对应的识别片51。将插头44插入插孔43时，插头44方的端子45、46分别与对应的插孔43方47、48电接触。由此，从直流稳压电源装置对所述负载31供电。

所述连接器41中，在插孔43方设置开关49、50(设定值改变手段)。插孔43中嵌入插头44时，这些动作片49a、50a中的某一个片受到插头44方的识别片51(与图3中的动作片49a对应)按压，使开关49和50中的某一个导通。

另一方面，在与此直流稳压电源装置相对应的情况下，如上述图1中虚线所示，设置所述开关49、50，使其与所述基准电压校正电路36相关联。对应于这些开关49、50的开关状态，切换来自所述基准电压源35的基准电压。具体而言，可使所述基准电压源35输出2个基准电压，并且用开关49、50切换该基准电压，选择其中之一；也可利用从1个基准电压分压等方法，形成2个基准电压。

根据电压缆线42阻抗的不同，设置所述识别片51。因此，即便使用长度和电流容量不同的电源缆线42，也由于连接器形状不同，所以识别出不同的阻抗，并设定适当的校正电压。即，开关49、50根据插孔43中连接的插头44的形状，识别插孔43上连接的电源线30的类型，并根据插孔43上连接的电源线30的类型改变与负载电流相对应的校正电压的设定值。因此，即使如上文所述那样在AC适配器方校正电压降，也能进行正确地校正。

综上所述，本发明的直流稳压电源装置，是通过电源线供给负载(尤其是负载端的电路)稳定为期望电压的直流电压，其中包含检测出负载电流(供给负载的直流电流的电流值)的检测手段、以及校正手段，后者响应所述检测手段的检测结果，进行校正，根据预先设想的与所述负载电流相对应的所述电源线造成的电压降，使输出电压升高。

即，如上所述，本发明的直流稳压电源装置，是实现作为利用开关电源装置的AC适配器等，其中在通过电源线供给负载(尤其是负载端的电路)稳定为期望电压的直流电压，根据负载电流校正电源线中产生的电压降时，校正手段进行预先设想与负载电流相对应的电压降，并且对应于检测手段检测出的所述负载电流，例如改变稳定输出电压用的反馈基准值等，使输出电压升高，通过这样来进行校正。

换句话说，本发明的直流稳压电源装置，在通过电源线(30)供给负载(31)稳定为期望电压的直流电压的直流稳压电源装置(21)中，包含检测出供给负载(31)的直流电流的电流值的检测手段(33)、以及校正手段(36)，后者根据所述检测手段(33)检测出电流值，使输出电压升高，以抵消所述电源线(30)造成的电压降。

因此，能简便地进行不受布线走线影响的稳定输出电压控制。

综上所述，本发明的直流稳压电源装置，其中所述校正手段的输出电压校正是依据基本输出电压+大致等于电源输出端至负载端的阻抗所产生的电压降的校正电压的合计值(基本输出电压与大致等于电源输出端至负载端的阻抗所产生的电压降的校正电压合计的值)，校正输出电压。

即，综上所述，本发明的直流稳压电源装置假设基本输出电压(应供给负载的期望电压)为V0，电源输出端(直流稳压电源装置的电压输出端)至负载端的阻抗(即电源线的阻抗)所产生的电压降为Vd，则所述校正手段将输出电压进行校正，使其大致等于V0+Vd。

因此，还可进行负载端的稳压控制。

又，本发明的直流稳压电源装置由开关电源装置组成，它将工频交流输入(工频交流电压)进行整流滤波后得到直流输入(供给直流电压)，利用开关元件对得到的直流输入进行通断控制，从而形成交流(交流电压)，将所得的交流(交流电压)通过变压器(供给次级端的电路(连接变压器次级线圈的整流电路和滤波电路等电路)，)用次级端的电路变换成直流，再供给负载，本发明的直流稳压电源装置并且是设在负载端设备的外部通过所述电源线连接该负载设备的AC适配器，所述电源线可更换，所述校正手段根据所述电源线的类型改变所述校正电压的设定值(与所述负载电流相对应的校正电压的设定值)。

根据上述结构，由开关电源装置组成的AC适配器中，更换使用状态下的布线时，可进行与该布线的阻抗相对应的控制。

综上所述，本发明的直流稳压电源装置用所述AC适配器与所述电源线的连接器的连接实现该电源线的更换，由于所述电源线的类型因布线阻抗而异，并且该类型的不同又造成连接器形状不同，所以所述校正手段改变所述校正电压的设定值。

根据上述结构，使从AC适配器对负载端设备进行供电的电源线为连接器装卸式，该连接器的形状因布线阻抗不同而异，通过将连接器对AC适配器的插入，从而所述校正手段切换所述校正电压的设定值。

因此，若AC适配器上连接电源线，就能自动进行与布线阻抗相对应的校正电压的设定。

又，综上所述，本发明的直流稳压电源装置在开关电源装置组成的AC适配器中，控制所述开关元件的开关的控制手段具有所述校正电压为预先设定的值以上时限制输出(使输出电压为不发生过电流的电压，例如降低到0)的功能。

因此，因负载异常而输出电流为预先设定的值以上时，能进行过电流保护动作。

又，综上所述，本发明的直流稳压电源装置，其中所述控制手段具有锁存功能，用停止初级端的开关输出实现所述输出限制动作，并且通过再次接通电源，来恢复所述开关输出。

根据上述结构，所述控制手段用停止初级端的开关输出实现过电流保护动作，并且电源接通期间使该过电流保护动作继续保持，而从插座拔出所述AC适配器后，又再次将其插入，电源再次接通，则重新起动所述开关输出。

因此，能防止在进行过电流保护动作并保持原样输入通电中由次级端的操作而引起不希望的解除保护的危险。

又，综上所述，本发明的直流稳压电源装置用2级构成次级端滤波电路，并且在该2级滤波电路的中间配置检测出所述负载电流的检测手段。

因此，用2级滤波电路不仅能抑制输出波纹，而且通过对2个滤波电路设定均衡的电容量，还能用后级的滤波电路防止负载急剧变化造成的过冲响应。

又，综上所述，本发明的直流稳压电源装置的所述检测手段具有串联插入次级端电源线(次级端电路内的电源线)的电流检测电阻，并且将该电流检测电阻与线圈串联。

因此，能减少输出波纹。

发明详细说明部分中形成的具体实施方式和实施例毕竟是澄清本发明技术内容的，不应仅限定于这样的具体实例而狭义地解释。可在本发明的精神和下面记载的权利要求书的范围内作各种变换并进行实施。

Claims (15)

1.一种直流稳压电源装置，通过电源线供给负载稳定为期望电压的直流电压，其特征在于，包含

检测出负载电流的检测部(33)、以及

校正部(36)，该校正部对所述检测部的检测结果做出响应，进行校正，根据预先设想的与所述负载电流相对应的所述电源线电压降，使输出电压升高，

所述校正部(36)的输出电压校正是依据应供给负载的期望电压、即基本输出电压与等于电源输出端至负载端的阻抗所产生的电压降的校正电压的合计值，校正输出电压。

2.如权利要求1中所述的直流稳压电源装置，其特征在于，

由开关电源装置组成，所述开关电源装置将工频交流输入进行整流滤波后得到直流输入，用开关元件(26)对得到的直流输入进入通断控制，从而形成交流，将所得的交流通过变压器(25)用次级端电路变换成直流，再供给负载，并且所述直流稳压电源装置是设在负载端设备的外部通过所述电源线连接该负载设备的AC适配器，

所述电源线可更换，

所述校正部(36)根据所述电源线的类型改变所述校正电压的设定值。

3.如权利要求2中所述的直流稳压电源装置，其特征在于，

用连接所述AC适配器与所述电源线的连接器实现所述电源线的更换，

所述电源线的类型因布线阻抗而异，

所述校正部(36)根据该电源线类型不同带来的连接器形状不同，改变所述校正电压的设定值。

4.如权利要求1中所述的直流稳压电源装置，其特征在于，还具有可更换连接多种类型的电源线用的插孔(43)、以及

根据所述插孔(43)连接的电源线的类型改变与所述负载电流相对应的校正电压设定值的设定值改变部(49、50)，

所述多种电源线的插头具有因电源线阻抗而不同的形状，

所述设定值改变部(49、50)根据所述插孔(43)连接的插头的形状，识别连接所述插孔(43)的电源线的类型。

5.如权利要求2中所述的直流稳压电源装置，其特征在于，

控制所述开关元件(26)开关的控制部(27)具有所述校正电压为预先设足的值以上时、对输出进行限制的功能。

6.如权利要求5中所述的直流稳压电源装置，其特征在于，

所述控制部(27)具有以停止初级端的开关输出实现所述输出的限制动作、以电源再次接通来恢复所述开关输出的锁存功能。

7.如权利要求1中所述的直流稳压电源装置，其特征在于，还具有

所述校正电压小于预先设定的值时对输出电压进行控制使得供给负载的电压成为期望电压、而所述校正电压为预先设定的值以上时使输出电压降低以免发生过电流的控制部(27)。

8.如权利要求2中所述的直流稳压电源装置，其特征在于，

用2级构成次级端滤波电路(29)，并且在该2级次级端滤波电路(29)的中间配置检测出所述负载电流的检测部(33)。

9.如权利要求1中所述的直流稳压电源装置，其特征在于，还具有变压器(25)、

连接该变压器(25)的次级线圈并使变压器(25)的输出滤波的第1滤波电路(29a)、以及

使第1滤波电路(29a)的输出滤波的第2滤波电路(29b)，

在第1滤波电路(29a)和第2滤波电路(29b)之间设置所述检测部(33)。

10.如权利要求2中所述的直流稳压电源装置，其特征在于，

所述检测部(33)具有串联插入次级端电源线的电流检测电阻(33)，

该电流检测电阻(33)与负载之间串联连接线圈(37)。

11.如权利要求1中所述的直流稳压电源装置，其特征在于，

还具有变压器(25)，

所述检测部(33)具有串联插入连接在所述变压器(25)的次级线圈的次级端电源线的电流检测电阻(33)。

12.一种直流稳压电源装置，通过电源线供给负载稳定为期望电压的直流电压，其特征在于，包含

检测出负载电流的检测部(33)、以及

校正部(36)，该校正部对所述检测部的检测结果做出响应，进行校正，根据预先设想的与所述负载电流相对应的所述电源线电压降，使输出电压升高，

所述校正部(36)是依据基本输出电压与校正电压的合计值校正输出电压，所述基本输出电压是应供给负载的期望电压，

所述校正电压等于电源线阻抗与所述检测部中检测出的负载电流的积。

13.如权利要求12中所述的直流稳压电源装置，其特征在于，还具有

所述校正电压小于预先设定的值时对输出电压进行控制使得供给负载的电压成为期望电压、而所述校正电压为预先设定的值以上时使输出电压降低以免发生过电流的控制部(27)。

14.如权利要求12中所述的直流稳压电源装置，其特征在于，还具有变压器(25)、

连接该变压器(25)的次级线圈并使变压器(25)的输出滤波的第1滤波电路(29a)、以及

使第1滤波电路(29a)的输出滤波的第2滤波电路(29b)，

在第1滤波电路(29a)和第2滤波电路(29b)之间设置所述检测部(33)。

15.如权利要求12中所述的直流稳压电源装置，其特征在于，

还具有变压器(25)，

所述检测部(33)具有串联插入连接在所述变压器(25)的次级线圈的次级端电源线的电流检测电阻(33)。

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