CN101375489B

CN101375489B - 开关电源装置以及电源控制用半导体集成电路

Info

Publication number: CN101375489B
Application number: CN2007800038952A
Authority: CN
Inventors: 小松雅树; 山中佑司
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2027-01-29
Also published as: WO2007088577A1; CN101375489A; US20090021968A1; DE112007000220T5; US8130516B2; WO2007088803A1

Abstract

在具备电压变压用变压器的开关电源装置中，可以在二次侧的整流用二极管中流过的电流成为0前不久的定时对辅助线圈的端子电压进行采样，由此可以进行高精度的输出电压控制。一种开关电源装置，其具备：在一次侧具有辅助线圈的电压变换用变压器(T1)；与上述变压器的一次侧线圈连接的开关晶体管(Tr0)；接收上述辅助线圈的端子电压，输出对上述开关晶体管进行开/关控制的信号的开关控制电路(12)；与上述变压器的二次侧线圈连接的整流用二极管(D1)；以及设置在上述变压器的二次侧的输出平滑用电容器(C2)，上述开关控制电路具有：检测上述辅助线圈的端子电压的下降的检测电路(12A)；根据上述检测电路的检测定时，并根据上述整流用二极管中流过的电流成为0前不久的上述辅助线圈的端子电压，控制上述开关晶体管。

Description

开关电源装置以及电源控制用半导体集成电路

技术领域

本发明涉及一种具备电压变换用变压器的开关电源装置的输出电压稳定化技术，例如涉及一种在用于AC适配器这样的电源变换装置的DC-DC变换器中使用的有效的技术。

背景技术

AC适配器由对交流电源进行整流的二极管电桥电路；以及对通过该电路整流后的直流电压进行降压而变换为希望的电位的直流电压的DC-DC变换器等构成。作为该DC-DC变换器，例如使用通过对电压变换用变压器的一次线圈中流过的电流进行开关控制，来控制在二次线圈中感应出的电压的开关电源装置。

AC适配器不断小型化以及低成本化，为此重要的是削减部件的数量。因此，开发出了对在一次线圈中流过电流的开关晶体管进行控制的控制用IC。现有的开关控制用IC，由于用于对控制用IC反馈二次线圈的输出电压的光耦合器或电容器、电阻等外部附加元件比较多，所以进行将这些外部附加元件放入IC内部，或者减少外部附加元件的数量的电路设计。

作为与不需要光耦合器或二次侧控制IC的调整器有关的发明，例如在国际公开WO2004-082119号公报(专利文献1)中进行了公开。在图5中表示了在专利文献1中公开的开关调整器的整体结构，在图6中表示了检测一次侧辅助线圈的端子电压来给予采样定时的触发控制电路的结构例子，而且在图7中表示了调整器内部的信号和电压的波形。此外，图6的触发控制电路被设置在图5的控制IC100内。

在专利文献1公开的开关调整器中，如图6所示，通过比较仪(comparator)CP1、CP2检测辅助线圈Nb的端子之间电压(以下称为辅助线圈电压)Vb的变化来生成Vb、Vd，根据该信号，生成用于控制开关S1～S4的信号，该开关S1～S4通过由触发器(flip-flop)FF1、FF2和逻辑门LG1、LG2构成的逻辑电路进行电容器C1和C2的充电和放电，检测电容器C1和C2的电位相等的定时，并在该定时产生采样保持(hold)信号S&H。产生该采样保持信号S&H的定时如图7所示，是辅助线圈电压Vb的电压持续期间Th的大约2/3的点Ps，是二次侧二极管Dr即二次侧线圈中流过的电流Id成为0的点附近的定时，所以可以进行精度比较好的控制。

发明内容

但是，如图8所示，从二次线圈Ns流到整流用二极管Dr的电流Id在辅助线圈电压Vb的电压持续期间Th中，逐渐地减小。因此，辅助线圈电压Vb的电压持续期间Th的大约2/3的点Ps虽然接近二极管中流过的电流成为0的点，但不是完全成为0的点。而且，二极管的元件间的特性波动比较大。

因此，当在二极管中流过的电流不是0的点对电压进行采样时，难以得到正确的电压，并且所采样的电压容易受到二极管的特性波动的影响，检测精度变差。具体地说，当把二次线圈和一次侧辅助线圈的线圈比设为Ns/Nb，将二次侧的整流用二极管Dr的正向电压设为VF时，图5的开关调整器中的输出电压Vout由以下的式(1)表示。

Vout＝Vb(Ns/Nb)-VF …(1)

根据式(1)可知当二极管的正向电压VF波动时，输出电压Vout偏移。此外，根据式(1)可知，如果在VF成为0，即二极管中流过的电流成为0的定时对辅助线圈电压Vb进行采样，则所采样的电压不会受到二极管的特性波动的影响。

而且，在专利文献1公开的开关调整器中，因为以如下的方式进行采样，即，辅助线圈电压Vb的电压持续期间Th的大约2/3的点由于负载等条件而偏移，并且在根据上一个循环(cycle)的检测结果决定的采样点进行下一个循环的采样，因此在由于负载的变动，输出电压发生变动时，存在相对的点偏移，从而产生误差、难以进行正确的电压检测的问题。

本发明的目的在于提供一种开关电源装置，其是具备电压变换用变压器的开关电源装置，其可以在与二次侧的整流用二极管中流过的电流成为0的点极其接近的定时对辅助线圈的端子电压进行采样，由此可以进行高精度的输出电压控制。

本发明的另一目的在于提供一种即使在输出电压变动时也可以误差较少地进行正确的采样，由此可以进行高精度的输出电压控制的开关电源装置。

本发明为了达成上述目的，在具备：在一次侧具有辅助线圈的电压变换用变压器；与所述变压器的一次侧线圈连接的开关晶体管；接受所述辅助线圈的端子电压，输出对所述开关晶体管进行开/关控制的信号的开关控制电路；与所述变压器的二次侧线圈连接的整流用二极管；以及在所述变压器的二次侧设置的输出平滑用电容器的开关电源控制中，所述开关控制电路具备检测所述辅助线圈的端子电压的下降的检测电路，根据所述检测电路的检测定时，并根据在所述整流用二极管中流过的电流变为0前不久的所述辅助线圈的端子电压，控制所述开关晶体管。

在此，所述检测电路具备微分电路，由该微分电路检测辅助线圈的端子电压的下降。此外，设置保持所述辅助线圈的下降前不久的端子电压的保持单元；以及根据所述检测电路的检测输出，进行由所述保持单元保持的电压的采样的采样保持电路，该采样保持电路具有：根据预定频率的振荡信号，进行与所述辅助线圈的端子电压相对应的电压的采样的第一采样保持电路；以及根据所述检测电路的检测输出，进行所述第一采样保持电路中保持的电压的采样的第二采样保持电路。

而且，所述第二采样保持电路具备：进行所述第一采样保持电路的保持电压的采样的第一采样保持单元；以及进行所述第一采样保持电路的保持电压的采样的第二采样保持单元，所述第一采样保持单元和第二采样保持单元根据所述检测电路的检测输出，在每个周期交互地进行所述第一采样保持电路中保持的电压的采样。

根据这样的结构，可以在二次侧的整流用二极管中流过的电流成为0前不久的定时，对辅助线圈的端子电压进行采样。此外，即使在输出电压发生变动时，也可以进行误差较少、正确的采样。由此，不会受到二次侧二极管的正向电压或元件的特性波动的影响，可以检测正确的电压。

根据本发明，在具备电压变换用变压器的开关电源装置中，可以在与二次侧的整流用二极管中流过的电流成为0的点极其接近的定时，对辅助线圈的端子电压进行采样，由此可以进行高精度的输出电压控制，并且用于反馈输出电压的光耦合器等外部附加部件只需较少的数量即可，所以可以实现电源装置的低成本化。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的开关电源装置的结构的电路图。

图2是表示图1的电路内部的信号、电压的变化的时序图，是放大表示图3的时序图中的一部分期间的时序图。

图3是表示图1的电路内部的信号、电压的变化的时序图。

图4是表示本发明第二实施方式的开关电源装置的电路图。

图5是表示专利文献1中公开的开关调整器的整体结构的电路图。

图6是表示在图5的电路中检测一次侧辅助线圈的端子电压来给予采样定时的触发控制电路的结构例的电路图。

图7是表示图5的调整器内部的信号、电压的变化的时序图。

图8是表示图5的调整器中的辅助线圈电压的变化以及二次侧二极管的电流的变化的时序图。

图9是表示第三实施方式的开关电源装置的结构的电路图。

图10是表示振荡信号的上升检测电路和下降检测电路的具体电路例子的电路结构图。

图11是表示辅助线圈电压Vb、下降检测部的检测信号、振荡器的输出信号以及采样信号S&H1、S&H2的变化的时序图。

图12(A)是表示第二实施方式的开关电源装置中的各单元的信号、电压的变化的一例的时序图，图12(B)是表示第三实施方式的开关电源装置中的各单元的信号、电压的变化的一例的时序图。

符号说明

10开关电源装置、11二极管电桥电路、12开关控制电路、12A下降检测部、12B第一级采样保持部、112C第二级采样保持部、12D信号切换部、12E误差放大电路、12F驱动脉冲生成部

具体实施方式

以下根据附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

该实施方式的开关电源装置10具有：对交流电压(AC)进行整流，从而转换为直流电压的二极管电桥电路11以及平滑用电容器C1；具有一次线圈Np以及辅助线圈Nb和二次线圈Ns的变压器T1；与该变压器T1的一次线圈Np串联连接的开关晶体管Tr0；对辅助线圈Nb的端子间电压进行分压的电阻R1、R2；以及根据由电阻R1、R2分压的反馈电压VFB驱动所述开关晶体管Tr0的开关控制电路12。虽然没有特别的限定，但开关控制电路12在单晶硅基板这样的一个半导体芯片上作为半导体集成电路形成。

在上述变压器T1的二次侧设置与二次线圈Ns串联连接的整流用二极管D1、以及在该二极管D1的负极(cathode)端子和二次线圈Ns的另一个端子之间连接的平滑用电容器C2，对通过在一次线圈Np中间歇地流过电流由此在二次线圈Ns中感应的交流电流进行整流并使其平滑，由此输出与一次线圈Np和二次线圈Ns的线圈比对应的直流电压Vout。

开关控制电路12具备：监视反馈电压VFB来检测辅助线圈电压Vb的下降的下降检测部12A；按照规定的周期对反馈电压VFB进行采样的第一级采样保持部12B；具有在每个周期交互地对所采样的电压进行采样的两个采样电路的第二级采样保持部12C；选择上述两个采样电路中处于保持状态的采样电路的电压，作为误差信号进行输出的信号切换部12D；对误差信号和规定的参照电压Verf2的电位差进行放大的误差放大电路12E；以及根据该误差放大电路12E的输出，生成使上述开关晶体管Tr0开、关的开关脉冲的驱动脉冲生成部12F。

驱动脉冲生成部12F具有：生成规定频率的三角波的振荡器OSC2；比较该振荡器OSC2的输出和上述误差放大电路12E的输出的比较仪CMP2；具有逆变器(inverter)G1、由电阻R3以及电容器C3构成的CR时间常数电路、和与门G2，检测比较仪CMP1的输出的变化，来生成脉冲的单触发(one-shot)脉冲生成电路；由生成的脉冲进行设置的触发器FF3；以及比较上述开关晶体管Tr0的发射极电压和规定的参照电压Vref3的比较仪CMP3。比较仪CMP3的输出被输入给上述触发器FF3的复位端子。

由此，当通过与门G2的输出设置触发器FF3时，开关晶体管Tr0成为导通(on)状态，在一次线圈Np中流过电流，当通过比较仪CMP3的输出对触发器FF3进行复位时，开关晶体管Tr0成为截止(off)状态，切断一次线圈Np的电流。通过反复进行这样的操作，在一次线圈Np中流过间歇的电流。此时，为了当上述反馈电压VFB较低时，将开关晶体管Tr0从截止转移为导通的定时提前以延长导通的时间；当反馈电压VFB变高时，延迟开关晶体管Tr0从截止转移为导通的定时以缩短导通的时间，通过控制晶体管Tr0的驱动脉冲，在变压器T1的二次侧生成规定电平的输出电压Vout。驱动脉冲生成部12F的结构和动作与现有的驱动脉冲生成部相同，所以省略详细的说明。

下降检测部12A具备：由检测反馈电压VFB的下降即辅助线圈电压Vb的下降的微分电路构成的下降检测电路DIF；比较该检测信号和规定的参照电压Vref1的比较仪CMP1；根据比较仪CMP1的输出使输出反转的T型触发器(toggle flip-flop)FF1；以及在比较仪CMP1的输出端子和接地点之间逆向连接的齐纳二极管Dz。二极管Dz用于消除由于微分电路检测波形的上升部分而产生的负的脉冲。齐纳二极管Dz还可以设置在下降检测电路DIF和比较仪CMP1之间。

第一级采样保持部12B由振荡器OSC1；根据该振荡信号进行开、关的开关元件SW1、以及取得该开关元件SW1闭合期间的反馈电压VFB的采样电容器Cs1构成。虽然没有特别的限定，但在该实施方式中，振荡器OSC1的振荡频率为上述驱动脉冲生成部12F的振荡器OSC2的振荡频率(例如100kHz)的10倍左右的频率(例如1MHz)。希望使振荡器OSC1的振荡频率为振荡器OSC2的振荡频率的5倍以上，更好的为10倍以上，进一步好的为20倍以上，由此，容易在与图8所示的辅助线圈电压Vb的电压持续期间Th的2/3的点相比，与二极管中流过的电流变为0的点更加接近的点，对电压进行采样。

第二级采样保持部12C由与上述第一级采样保持部12B的输出节点N1连接的开关元件SW2、SW3；取得开关元件SW2闭合期间的第一级采样保持部12B的输出电位的采样电容器Cs2；以及取得开关元件SW3闭合期间的第一级采样保持部12B的输出电位的采样电容器Cs3构成。对开关元件SW2、SW3进行控制，以便根据下降检测部12A的触发器FF1的输出Q和/Q，在每次检测波形的下降时交互地闭合开关元件SW2和SW3，交互地向采样电容器Cs2和Cs3中引入开关元件SW2、SW3闭合期间的第一级采样保持部12B的保持电位。/Q为Q的逆相信号。

信号切换部12D由在上述采样电容器Cs2、Cs3和输出节点N4之间连接的开关元件SW4、SW5构成。其中，开关元件SW5根据下降检测部12A的触发器FF1的输出Q，此外，SW4根据其反转信号分别进行开/关动作。即，SW4与SW2互补地，此外SW5与SW3互补地进行开/关。由此，信号切换部12D在采样电容器Cs2结束了第一级采样保持部12B的输出电位的引入之后，以及在采样电容器Cs3结束了第一级采样保持部12B的输出电位的引入之后，交互地输出成为了保持状态时的电压。

然后，使用图2以及图3对上述下降检测部12A～信号切换部12D的动作进行说明。图2以及图3是表示图1的电路内部的信号、电压的变化的时序图，图2是放大表示图3的时序图中的一部分期间的时序图。

在图2中，(A)为反馈电压VFB即辅助线圈电压Vb，(B)为第一级采样保持部12B内的振荡器OSC1的输出，(C)为二次侧二极管D1中流过的电流Id，(D)为从第一级采样保持部12B向第二级采样保持部12C提供的采样保持信号VS&H0。

此外，在图3中，(A)为反馈电压VFB即辅助线圈电压Vb，(B)为二次侧二极管D1中流过的电流Id，(C)为从下降检测部12A向第二级采样保持部12C作为采样/保持控制信号SHC提供的触发器FF1的输出Q，(D)以及(E)为从第二级采样保持部12C向信号切换部12D提供的采样保持信号VS&H1、VS&H2。此外，在图2以及图3中，简化地表示了辅助线圈电压Vb。

在图1的实施方式的开关控制电路12中，如图2所示，在振荡器OSC1的输出的下降定时t1，第一级采样保持部12B内的开关元件SW1断开，保持前面的采样电容器Cs1的电压。并且，该定时t1，是辅助线圈电压Vb下降，并且二次侧二极管D1中流过的电流Id成为0的定时t2前不久的定时。为了避免传递的电压的降低，在作为构成开关控制电路12的晶体管使用MOSFET的情况下，即作为CMOS集成电路形成的情况下，希望由串联连接P通道MOSFET和N通道MOSFET的传动门(transmission gate)构成开关元件SW1。

在下降检测部12A的触发器FF1的输出Q即采样/保持控制信号SHC变化的定时t21、t22……(参照图3)，交互地闭合或断开第二级采样保持部12C的开关元件SW2、SW3，由此在采样电容器Cs2、Cs3中交互地采样&保持该Cs1的保持电压，在保持状态的期间，由信号切换电路12D向误差放大电路12E提供该电压。

理想的应该为对辅助线圈电压Vb的下降时刻的电压Vb进行采样，然后提供给误差放大电路12E，但在通过微分电路检测辅助线圈电压Vb的下降作为采样定时时，由于电路的延迟，采样动作延迟，无法在二次侧二极管D1中流过的电流Id成为0的定时进行采样。然而，在该实施方式的开关调整器中，通过振荡器OSC1的输出由第一级采样保持部12B对辅助线圈电压Vb进行采样由此产生了延迟，在检测到辅助线圈电压Vb下降的时刻由第二级采样保持部12C对其进行采样，所以即使采样信号SHC延迟，也可以进行实际上没有时间延迟的采样。

(第二实施方式)

图4是表示本发明第二实施方式的开关电源装置的结构的电路图。

该实施方式的开关电源装置10省略了二极管电桥电路11，而直接将直流电压作为输入，并且将第一级采样保持部12B、第二级采样保持部12C以及信号切换部12D设置了两个系统。

在图1的实施方式中，在反馈电压VFB的电压变动的情况下，开关元件SW1的导通率变化。由此，能够想到由于OSC1使反馈电压VFB延迟，即无法保持VFB下降前不久的辅助线圈电压值。即，存在保持辅助线圈电压下降的过程中或下降后的电压值的可能。因此，设置两个系统的第一级采样保持部12B、第二级采样保持部12C以及信号切换部12D，通过OSC1的正相的信号使其中一方动作，通过OSC1的逆相的信号使另一方动作。由此，即使第二级采样保持部12C的一方的采样保持电路(SW2a、Cs2a、SW3a、Cs3a)无法保持希望的电压值，第二级采样保持部12C的另一方的采样保持电路(SW2b、Cs2b、SW3b、Cs3b)可以保持希望的电压值。

而且，在信号切换部12D中设置有：对由这些两个系统保持的电压进行选择的开关元件SW4a、SW5a以及SW4b、SW5b；比较两个系统的保持电压的比较仪CMP5；根据其输出信号选择将哪个系统采样的电压作为后级的误差放大电路12E的输入信号的开关元件SW6、SW7。因为可以保持辅助线圈电压下降前不久的电压值的一方电压值高，所以成为通过比较仪CMP5判定该状况，由此来切换开关元件SW6、SW7的结构。由此，可以保持辅助线圈电压下降(二次侧二极管电流)成为0之前不久的值，并根据该值进行反馈控制，由此可以进行正确的恒压控制。

此外，在上述的实施方式中，在采样保持部12C的前级设置了通过规定的振荡信号对反馈电压(辅助线圈电压)进行采样的采样保持部12B，但并不限于此，如果是可以保持辅助线圈的下降前不久的电压波形的单元，例如可以由连接了多级缓冲放大器的保持电路等形式的电路构成。此外，在上述的实施方式中，把对辅助线圈电压Vb进行了电阻分压后的电压作为反馈电压，但也可以将辅助线圈电压Vb直接作为反馈电压。

此外，在第一实施方式中，在第一级采样保持部12B和驱动脉冲生成部12F中分别设置了振荡器OSC1、OSC2，但也可以取代振荡器OSC2设置分频器，使用对振荡器OSC1生成的信号进行分频后的信号。而且，在第一以及第二实施方式中，将开关晶体管Tr0作为外部附加元件而构成，但也可以使用在形成开关控制电路12的半导体芯片上形成的单片机元件。

(第三实施方式)

然后，对本发明开关电源装置的第三实施方式进行说明。在所述第二实施方式的开关电源装置中，将振荡器OSC1的输出和其反转信号(并且占空比为50％)用作为对第一级采样保持部12B的采样用开关元件SW1a、SW1b进行开/关控制的信号，来交互地进行采样保持动作。

此时，采样保持控制信号的脉冲宽度比较宽，所以在辅助线圈端子电压Vb开始下降后到生成下降检测部12A的检测信号的期间，在由于控制信号的降低引起的保持定时到来时，就会保持下降过程中的变化大的电压，难以进行稳定的输出电压控制。第三实施方式避免这样的不良情况，可以进行更加稳定的输出电压控制。以下，使用图9对第三实施方式进行说明。

图9是表示第三实施方式的开关电源装置的结构的电路图。本实施方式的开关电源装置具有和图4的第二实施方式的开关电源装置大体相同的结构。与图4的第二实施方式的开关电源装置的不同点在于，在生成对第一级采样保持部12B的采样用开关元件SW1a、SW1b进行开/关控制的采样信号S&H1、S&H2的电路中，不使用振荡器OSC1的输出，而是使用对OSC1的输出的上升进行检测的上升检测电路13a和对OSC1的输出的下降进行检测的下降检测电路13b。采样信号生成电路如果生成满足以下说明的条件的信号，则并不限于上升检测电路13a和下降检测电路13b。

在图10中表示上升检测电路13a和下降检测电路13b的具体的电路例子。

在该实施例中，由延迟电路DLY1和与门电路G1构成了上升检测电路13a，延迟电路DLY1以串联的方式连接奇数个的逆变器和RC时间常数电路，对振荡器OSC1的输出进行延迟；与门电路G1将振动器OSC1的输出信号和通过延迟电路DLY1而延迟的信号作为输入。此外，由对振荡器OSC1的输出信号进行反转的初级的逆变器；以串联的方式连接了奇数个的逆变器和RC时间常数电路的延迟电路DLY2；以及将初级的逆变器的输出信号和通过延迟电路DLY2而延迟的信号作为输入的与门电路G2构成了下降检测电路13b。

上述的上升检测电路13a和下降检测电路13b是单触发脉冲生成电路，其中，上升检测电路13a与振荡器OSC1的输出信号的上升同步地生成具有与延迟电路DLY1的延迟时间td1相当的脉冲宽度的上升检测信号，来作为采样信号S&H1。下降检测电路13b与振荡器OSC1的输出信号的下降同步地生成具有与延迟电路DLY2的延迟时间td2相当的脉冲宽度的下降检测信号，来作为采样信号S&H2。上述上升检测电路13a和下降检测电路13b在构成它们的延迟电路DLY1和延迟电路DLY2的电阻、电容器中使用外部附加元件，或者可变地构成电阻值、电容量值，由此可以成为能够调整延迟时间的电路。

在图11中，表示了辅助线圈电压Vb、下降检测部12A的检测信号(图9的FF1的输入信号)FD、振荡器OSC1的输出信号、上述采样信号S&H1、S&H2的变化的定时。在图11中，符号t0是在二极管D1中流过的电流成为“0”的定时。因为振荡器OSC1与振荡器OSC2非同步地进行动作，所以振荡器OSC1的输出波形的相位相对于辅助线圈电压Vb的波形逐渐偏移。图11表示了其中采样信号S&H2的下降定时与二极管D1中流过的电流成为“0”的定时t0一致的状态。

本发明的发明者进行仿真等来进行了详细的研究，通过研究可知，当把从二极管D1中流过的电流成为“0”的定时t0到下降检测部12A的检测信号FD上升的定时t1为止的时间设为T1，把从采样信号S&H1的下降到S&H2的上升为止的时间设为T2时，希望设定T2以使T2＞T1。这是因为，当与其相反T2＜T1地设定了T2时，就会对定时t0～t1之间的，二极管D1的电流成为“0”之后的辅助线圈电压Vb的值进行了采样，无法对二极管D1的电流成为“0”之前不久的辅助线圈电压Vb进行采样。此外，二极管D1的电流成为“0”之后的辅助线圈电压值急剧地下降，所以当对该值进行采样时，就会采样相对于所希望的值大大降低的值。因此，在该实施例中，设定为T2＞T1。

此外，设定上述T1，以使下降检测部12A不检测辅助线圈端子电压Vb中包含的噪音。可以通过适当地选择振荡器OSC1的频率和所述延迟电路DLY1的延迟时间td1来设定上述T2。具体地说，通过改变构成延迟电路DLY1的RC时间常数电路的电阻和电容器的值，可以将延迟时间dt1设定为希望的值。

然后，说明与在第一级采样保持部12B的采样信号中使用振荡器OSC1的输出的第二实施方式相比，具有上述结构的第三实施方式更理想的理由。

图12(A)表示第二实施方式的开关电源装置中的各单元的信号、电压的变化的一例，此外，图12(B)表示第三实施方式的开关电源装置中的各单元的信号、电压的变化的一例。在图12中，(h)为根据(g)的采样信号S&H1在电容器Cs1a中采样保持的电压VS&H1，(1)为根据(k)的采样信号S&H2在电容器Cs1b中采样保持的电压VS&H2，在S&H1、S&H2的高电平的期间，将输入电压Vb引入电容器Cs1a、Cs1b中，在S&H1、S&H2的低电平的期间保持前不久的电压。

而且，根据(d)、(e)的信号S&H3、S&H4对电压VS&H1采样，成为(i)、(j)的电压VS&H3、VS&H4，根据(d)、(e)的信号S&H5、S&H6对电压VS&H2采样，成为(m)、(n)的电压VS&H5、VS&H6。并且，对于电压VS&H3、VS&H4，通过信号切换部12D的开关SW4a、SW5a选择(提取)保持部分，此外，对于电压VS&H5、VS&H6，通过开关SW4b、SW5b选择(提取)保持部分，然后提供给比较仪CMP5。

在图12的例子中，向CMP5提供(j)的电压VS&H4的T3的部分、(i)的电压VS&H3的T4的部分、(n)的电压VS&H6的T3的部分、以及(m)的电压VS&H5的T4的部分。由此，可知对比较仪CMP5提供不急剧地变化而大体恒定的电压，可以进行稳定的判断。然后，由比较仪CMP5相互比较VS&H3和VS&H5、VS&H4和VS&H6，由开关SW6、SW7选择大的一方，然后提供给后级的误差放大电路12E。

在此，采样信号S&H1、S&H2在图12(A)中如(g)、(k)所示，是与振荡器OSC1的输出相同的占空比50％的同相信号和逆相信号，在图12(B)中，是与振荡器OSC1的输出以及其逆相信号同步的、脉冲宽度小的信号。

在图12(A)中成为问题的是：在根据(d)、(e)的信号S&H5、S&H6对根据(k)的信号S&H2采样保持的电压VS&H2进行采样保持时，当这些定时重叠时，如(m)、(n)那样，有可能保持(1)的电压VS&H2正在减小的过程中的电压值。

另一方面，在图12(B)中，因为使(g)、(k)的信号S&H1、S&H2为脉冲宽度窄的脉冲，并且如上所述地设计电路以使T2＞T1，所以可以极力地使信号S&H2和S&H5、S&H6的定时不重叠，由此，可以避免保持电压VS&H2正在减少的过程中的电压值。

在图12的情况下，通过比较仪CMP5比较(h)、(1)的圆圈标记内的电压值，选择(h)的电压。在图12(A)中，在从辅助线圈电压Vb观察时，成为了保持下降过程中的电压值。在图12(B)中可以保持下降之前不久的电压值。因此，如图12的(o)所示，在成为误差放大器的输入的信号切换部的输出中，在第二实施方式和第三实施方式中产生ΔV的电位差。

在第三实施方式中，能够区分可以对辅助线圈电压Vb下降前不久的电压值进行采样而得的信号和对下降过程中或下降后的电压值进行采样而得的信号，把对下降前的电压值进行采样得到的信号作为反馈信号来采用。结果，第三实施方式可以通过高于第二实施方式的精度，检测二极管的电流成为“0”、辅助线圈电压开始下降之前的电压。

此外，在该第三实施方式中，在第一级采样保持部12B和驱动脉冲生成部12F中分别设置了振荡器OSC1、OSC2，但也可以取代振荡器OSC2设置分频器，例如，对上述上升检测电路13a和下降检测电路13b输入对从外部提供的振荡信号进行分频后的信号，来生成采样信号S&H1、S&H2。

以上对本发明的实施方式进行了说明，而在第一～第三实施方式中具体表示的结构在不超出本发明的主旨的范围内可以进行适当的变更。

而且，本发明并不限于他励式开关电源装置，也可以用于自励式开关电源装置。

Claims

1.一种开关电源装置，其具备：在一次侧具有辅助线圈的电压变换用变压器、以及开关控制电路，其特征在于，

所述开关控制电路具备检测所述辅助线圈的端子电压的下降的检测电路，

根据所述检测电路的检测定时，并根据在所述开关电源装置的二次侧整流用二极管中流过的电流变为0前不久的所述辅助线圈的端子电压，控制与所述变压器的一次侧线圈连接的开关晶体管。

2.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，

所述检测电路具备微分电路，由该微分电路检测所述辅助线圈的端子电压的下降。

3.根据权利要求1或2所述的开关电源装置，其特征在于，

具备：保持单元，保持所述辅助线圈的端子电压的下降前不久的电压；以及采样保持电路，根据所述检测电路的检测输出，进行所述保持单元中保持的电压的采样。

4.根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于，

所述开关控制电路具备内部振荡器，根据所述内部振荡器的频率对所述开关电源装置的所述辅助线圈的端子电压进行采样保持，根据在所述端子电压的下降时的定时的一个时钟脉冲之前采样保持的电压值，控制所述开关电源装置。

5.根据权利要求4所述的开关电源装置，其特征在于，

所述内部振荡器的振荡频率是开关电源装置的开关频率的5倍以上。

6.根据权利要求5所述的开关电源装置，其特征在于，

所述采样保持电路具备：第一采样保持单元，进行所述保持单元中保持的电压的采样；以及第二采样保持单元，进行所述保持单元中保持的电压的采样；所述第一采样保持单元和第二采样保持单元根据所述检测电路的检测输出，在每个周期交互地进行所述保持单元中保持的电压的采样。

7.根据权利要求5或6所述的开关电源装置，其特征在于，

所述保持单元，是根据预定频率的振荡信号，进行与所述辅助线圈的端子电压相对应的电压的采样的前级采样保持电路。

8.根据权利要求5所述的开关电源装置，其特征在于，

所述开关控制电路还具备：误差放大电路，比较由所述采样保持电路采样的电压和预定的电压，并输出与电位差相对应的电压；以及信号切换电路，交互地向所述误差放大电路传输由所述第一采样保持单元和第二采样保持单元采样并保持的电压。

9.根据权利要求8所述的开关电源装置，其特征在于，

所述开关控制电路还具备生成与从所述误差放大电路输出的电压相对应的开关控制信号的信号生成电路，根据由所述信号生成电路生成的开关控制信号，使所述开关晶体管进行开/关动作，从而使电流流过所述变压器的一次侧线圈。

10.根据权利要求2所述的开关电源装置，其特征在于，

所述检测电路具备：电压比较电路，比较所述微分电路的输出和预定的电压；以及触发电路，该触发电路的输出根据该电压比较电路的输出而反转。

11.根据权利要求10所述的开关电源装置，其特征在于，

具备：第一采样保持电路，根据预定频率的振荡信号，进行与所述辅助线圈的端子电压相对应的电压的采样；以及第二采样保持电路，根据所述检测电路的检测输出，进行所述第一采样保持电路中保持的电压的采样，

所述第二采样保持电路具备：第一采样保持单元，进行所述第一采样保持电路的保持电压的采样；以及第二采样保持单元，进行所述第一采样保持电路的保持电压的采样，

所述第一采样保持单元和第二采样保持单元根据所述触发电路的正相和逆相输出，在每个周期交互地进行所述第一采样保持电路中保持的电压的采样。

12.根据权利要求11所述的开关电源装置，其特征在于，

所述开关控制电路还具备：误差放大电路，比较由所述第二采样保持电路采样的电压和预定的电压，并输出与电位差相对应的电压；以及信号切换电路，交互地向所述误差放大电路传输由所述第一采样保持单元和第二采样保持单元采样并保持的电压。

13.根据权利要求12所述的开关电源装置，其特征在于，

14.根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于，

所述保持单元，是根据预定频率的振荡信号，进行与所述辅助线圈的端子电压相对应的电压的采样的前级采样保持电路，

所述前级采样保持电路具备：第一采样保持单元，根据预定频率的振荡信号，进行与所述辅助线圈的端子电压相对应的电压的采样；以及第二采样保持单元，根据所述振荡信号的逆相信号，进行与所述辅助线圈的端子电压相对应的电压的采样，

所述采样保持电路具备：第三以及第四采样保持单元，根据所述检测电路的检测输出，进行所述第一采样保持单元中保持的电压的采样；以及第五以及第六采样保持单元，根据所述检测电路的检测输出，进行所述第二采样保持单元中保持的电压的采样，

所述第三和第四采样保持单元在每个周期交互地进行采样动作，所述第五和第六采样保持单元在每个周期交互地进行采样动作，比较所述第三或第四采样保持单元中保持的电压和所述第五或第六采样保持单元中保持的电压，选择高的电压来作为采样保持电路的输出。

15.一种电源控制用半导体集成电路，其构成了开关电源装置，该开关电源装置对在一次侧具有辅助线圈的电压变换用变压器的一次侧线圈中流过的电流进行开关控制，以通过整流用二极管对所述变压器的二次侧线圈中流过的电流进行整流，并且通过平滑用电容器进行平滑，然后作为二次侧电压进行输出，该电源控制用半导体集成电路的特征在于，

具备检测所述辅助线圈的端子电压的下降的检测电路，

根据所述检测电路的检测定时，并根据在所述整流用二极管中流过的电流变为0前不久的所述辅助线圈的端子电压，控制与所述变压器的一次侧线圈连接的开关晶体管。

16.根据权利要求15所述的电源控制用半导体集成电路，其特征在于，

17.根据权利要求15或16所述的电源控制用半导体集成电路，其特征在于，

18.根据权利要求17所述的电源控制用半导体集成电路，其特征在于，

所述保持单元，是根据预定频率的脉冲信号，进行与所述辅助线圈的端子电压相对应的电压的采样的前级采样保持电路，

所述前级采样保持电路具备：第一采样保持单元，根据预定频率的第一脉冲信号，进行与所述辅助线圈的端子电压相对应的电压的采样；以及第二采样保持单元，根据与所述第一脉冲信号相同频率、相位不同的第二脉冲信号，进行与所述辅助线圈的端子电压相对应的电压的采样，

所述采样保持电路具备：第三采样保持单元，根据所述检测电路的检测输出，进行所述第一采样保持单元中保持的电压的采样；以及第四采样保持单元，根据所述检测电路的检测输出，进行所述第二采样保持单元中保持的电压的采样，

选择所述第三采样保持单元中保持的电压和所述第四采样保持单元中保持的电压中的高的电压，来作为所述采样保持电路的输出，

在把从所述第一脉冲信号的下降到所述检测电路的输出脉冲的上升为止的时间设为T1，把从所述第二脉冲信号的下降到所述第一脉冲的上升为止的时间设为T2时，设定为T1＜T2。

19.根据权利要求18所述的电源控制用半导体集成电路，其特征在于，

所述采样保持电路具备：第三以及第五采样保持单元，根据所述检测电路的检测输出，进行所述第一采样保持单元中保持的第一电压的采样；以及第四以及第六采样保持单元，根据所述检测电路的检测输出，进行所述第二采样保持单元中保持的第二电压的采样，

所述第三采样保持单元在每个周期交互地反复进行所述第一电压的采样动作和保持动作，

所述第五采样保持单元在所述第三采样保持单元的保持过程中进行所述第一电压的采样动作，此外在第三采样保持单元的采样过程中进行保持动作，

所述第四采样保持单元与所述第三采样保持单元并行地、交互进行所述第二电压的采样动作和保持动作，

所述第六采样保持单元与所述第五采样保持单元并行地、交互进行所述第二电压的采样动作和保持动作，

作为所述采样保持电路的输出，在每个周期交互地选择所述第三和第四采样保持单元中采样并保持的过程的电压中的高的电压，以及所述第五和第六采样保持单元中采样并保持的过程的电压中的高的电压。

20.根据权利要求18或19所述的电源控制用半导体集成电路，其特征在于，

具备：生成预定频率的振荡信号的振荡电路或对预定频率的信号进行分频的分频电路；上升检测电路，检测所述振荡电路或分频电路的输出信号的上升；以及下降检测电路，检测所述振荡电路或分频电路的输出信号的下降；所述第一脉冲信号是所述上升检测电路的输出信号，所述第二脉冲信号是所述下降检测电路的输出信号。

21.一种开关电源装置，其具备：在一次侧具有辅助线圈的电压变换用变压器、以及开关控制电路，其特征在于，

所述开关控制电路具备：检测电路，检测所述辅助线圈的端子电压的下降，并输出脉冲；保持单元，保持所述辅助线圈的端子电压的下降前不久的电压；以及采样保持电路，根据所述检测电路的检测输出，进行所述保持单元中保持的电压的采样，

根据所述检测电路的输出脉冲的定时，并根据在所述开关电源装置的二次侧整流用二极管中流过的电流变为0前不久的所述辅助线圈的端子电压，控制与所述变压器的一次侧线圈连接的开关晶体管，

22.根据权利要求21所述的开关电源装置，其特征在于，

23.根据权利要求22所述的开关电源装置，其特征在于，

所述开关控制电路还具备：误差放大电路，比较由所述采样保持电路采样的电压和预定的电压，并输出与电位差相对应的电压；以及信号切换电路，比较所述第三或第五采样保持单元中保持的电压和所述第四或第六采样保持单元中保持的电压，将高的电压向所述误差放大电路传输。

24.根据权利要求23所述的开关电源装置，其特征在于，

25.根据权利要求21至24的任意一项所述的开关电源装置，其特征在于，

26.根据权利要求25所述的开关电源装置，其特征在于，

所述上升检测电路和所述下降检测电路分别具备信号延迟单元；以及将通过了该信号延迟单元的信号和通过之前的信号作为输入信号的“与”门电路。