CN101582636B - 电压检测电路以及开关电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使在附加电位差大的电压的检测点进行电压检测的情况下,也无需使检测元件为高耐压元件,而且能够进行高精度的电压检测的电压检测电路,以及使用该电压检测电路的开关电源装置。在检测节点(A)和基准电位之间连接第三电阻(R3)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第一开关(SW11),将检测电路(21)的输入端子连接到连接点(C)。另外,在连接点(B)和检测电路(21)的输入端子之间设置第二开关(SW22)。并且,在根据检测节点(A)附加高电压的期间内,使第一开关(SW11)接通,使第二开关(SW12)断开,在对检测节点A附加低电压的期间内,第一开关(SW11)断开,第二开关(SW12)接通。

Description

电压检测电路以及开关电源装置
技术领域
本发明涉及从检测节点导出电压进行电压检测的电压检测电路,以及根据该电压检测电路的电压输出来进行开关元件的控制动作的开关电源装置。
背景技术
例如,在回扫式开关电源装置(flyback Switching Power Supply)中,如图6所示,存在采用了如下结构的开关电源装置:检测出由功率MOSFET等构成的同步整流元件SW52的漏极·源极间电压Vds52,根据该电压来进行同步整流元件SW52的接通·断开控制。
在这种开关电源装置中,如图7的时间图所示,在同步整流元件SW52为断开状态时(栅极电压Vgs52为低电平时),同步整流元件SW52的漏极端子的电压Vds52是将输出电压Vo、与相应于输入电压Vin的绕线比的量的电压Vin/N相加而得的高电压。
一般在进行附加了上述那样的高电压的检测点的电压检测时,采用使检测电路51由高耐压的元件构成的方法,或者如图6所示,采用将使用分压电路R51、R52或下拉(pull down)电阻而下降了的电压输入到检测电路51中来进行检测的方法。
在专利文献1中,为了检测输出电压,展示了这样的电路:通过分压电路使输出电压下降,将该降压后的电压输入到分路调节器(shunt regulator)中来生成基准电压。
专利文献1:特开2004-129364号公报
发明内容
但是,如果经由如图6所示那样的分压电路R51、R52将检测节点的电压Vds52导向检测电路51,则如图7(a)、(b)所示,将在电压Vds52的从高范围到低范围内一律进行了分压后的检测电压Vdet50输入到检测电路51中。因此,在检测节点的电压Vds52为低电压、而且电压变化变小的期间T50中,将通过分压而进一步使得电压变化减小了的检测电压Vdet50被输入到检测电路51中。
这里,检测电路51检测在期间T50中检测电压Vdet50达到预定的阈值电压(例如比电压零略低的电压)Vth的时刻。在该情况下,通过分压电路R51、R52,检测电压Vdet50的电压变化进一步减小,因此产生了上述时刻的检测精度降低的问题。
另外,在检测电路51的输入端子会产生例如MOSFET的栅极电容等寄生电容Ca。因此,当存在图6那样的分压电路R51、R52时,存在这样的问题:通过该电阻R51和寄生电容Ca形成了时间常数电路,由于该检测节点的电压Vds52通过该时间常数电路,因此检测电压Vdet50产生波形钝化。另外,当分压电路R51、R52导致增大电压下降量时,需要使检测节点侧的电阻R51为电阻值大的电阻,因此即使是寄生电容Ca在某种程度上较小,时间常数电路的时间常数也是很大的值。并且,若检测电压Vdet50产生了波形钝化,则存在电压的检测时刻会产生延迟的问题。
本发明的目的在于提供一种即使是在输出例如电位差大的电压的检测点进行电压检测的情况下,也无需使检测元件高耐压、且不会使检测精度降低的电压检测电路。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述的电压检测电路实现精度高的电源动作、能够实现高效率的电压输出的开关电源装置。
为了达到上述目的,本发明第一方面的发明为一种电压检测电路,其从检测节点导出电压进行电压检测,其特征在于,具备:在从所述检测节点到基准电位之间依次串联连接的第一电阻、第二电阻以及第一开关元件;和检测电路,其从所述第一电阻和所述第二电阻的连接点输入电压来进行电压的检测动作,根据所述检测节点的电压生成的控制电压被提供给所述第一开关元件的控制端子,在所述检测节点的电压大的时候所述第一开关元件接通,在所述检测节点的电压小的时候,所述第一开关元件断开。
第二方面所述的发明在第一方面所述的电压检测电路中,其特征在于,向所述第一开关元件的控制端子输入所述第一电阻和所述第二电阻的连接点的电压。
第三方面所述的发明在第一或第二发明所述的电压检测电路中,其特征在于,所述电压检测电路还具有:连接在所述检测节点与所述第一电阻之间的第三电阻;和连接在所述第一电阻和所述第三电阻的连接点、与所述检测电路的输入端子之间的第二开关元件,所述第一开关元件接通时所述第二开关元件断开,另一方面,所述第一开关元件断开时所述第二开关元件接通。
第四方面所述的发明的特征在于,所述电压检测电路具有依次串联连接在动作电压和基准电位之间的上拉电阻和第三开关元件,所述第三开关元件的控制端子连接在所述第一电阻和所述第三电阻的连接点,所述第二开关元件的控制端子连接在所述上拉电阻和所述第三开关元件的连接点。
第五方面所述的发明为一种开关电源装置,其为回扫式开关电源装置,其具备:具有一次绕组和二次绕组的变压器;以及与所述二次绕组连接的同步整流元件,所述开关电源装置通过对所述一次绕组断续地附加电压来向所述二次绕组侧输出电压,该开关电源装置的特征在于,其具有对所述二次绕组与所述同步整流元件的连接节点进行电压检测的、第一至第四方面中的任意一项所述的电压检测电路,根据所述电压检测电路的检测输出来进行所述同步整流元件的动作控制。
第六方面所述的发明为一种开关电源装置,其具备:蓄积电力的电抗器;对该电抗器断续地附加输入电压的开关元件;以及在所述开关元件断开时向所述电抗器供给电流的同步整流元件,所述开关电源装置的特征在于,其具有对所述同步整流元件与所述电抗器的连接节点进行电压检测的、第一至第四方面中的任意一项所述的电压检测电路,根根据所述电压检测电路的检测输出来进行所述同步整流元件的动作控制。
根据本发明,在检测节点的电压大的时候,第一电阻和第二电阻作为分压电路发挥作用,检测节点的电压在降低后输入到检测电路中。另一方面,在检测节点的电压低的时候,第一开关元件断开,检测节点的电压直接输入到检测电路中。因此,与始终将检测节点的电压直接输入到检测电路中的结构相比,能够使检测电路的元件由中耐压或低耐压元件形成。
另外,在检测节点的电压低的时候,将检测节点的电压直接输入到检测电路中,因此,即使电压的检测点处在低的电压范围内的时候,也能够高精度地进行该电压的检测处理。
另外,通过具有上述第三电阻和第二开关元件的结构,在第一开关元件切断、直接检测检测节点的电压的情况下,检测电压通过第三电阻和检测电路的寄生电容相结合所成的时间常数电路,而不是通过第一电阻和检测电路的寄生电容相结合所成的时间常数电路,因此,能够减小因该时间常数电路引起的检测电压的波形钝化,由此能够减小电压的检测时刻的延迟量,实现检测精度的提高。
即,在对检测节点的电压进行分压的时候,通过将第一电阻和第二电阻的电阻值选定为适当的值,能够获得必要的电压降,因此可以使第三电阻的电阻值形成得小。因此,第三电阻和寄生电容相结合而成的时间常数电路与第一电阻和寄生电容相结合来构成时间常数电路的情况相比,其时间常数变为较小的值,检测电压的波形钝化变小。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的开关电源装置的结构图。
图2是表示图1的电路的各连接点的电压变化的波形图。
图3是本发明的第二实施方式的开关电源装置的结构图。
图4是表示图3的电路的各连接点的电压变化的波形图。
图5是本发明的第三实施方式的开关电源装置的结构图。
图6是表示应用了现有的检测电路的开关电源装置的一例结构图。
图7是表示图6的电路的各连接点的电压变化的波形图。
符号说明
1、1B、1C:开关电源装置;T11:变压器;SW1:开关元件;SW2:同步整流元件;13、13B:电压检测电路;21:检测电路;R1:第一电阻;R2:第二电阻;R3:第三电阻;R4:上拉电阻;SW11:第一开关;SW12:第二开关;SW13:第三开关;Ca:寄生电容;A:检测节点;30、30B:控制用IC。
具体实施方式
下面根据附图对本发明的实施方式进行说明。
【第一实施方式】
图1是本发明的第一实施方式的开关电源装置的结构图。
第一实施方式的开关电源装置1是回扫式的电源装置,具备:变压器T11,其具有一次绕组N1以及极性与该一次绕组N1相反的二次绕组N2;开关元件(例如N沟道功率MOSFET)SW1,其对一次绕组N1断续地附加输入电压Vin;一次侧控制电路11,其进行该开关元件SW1的接通·断开控制;平滑电容器C1,其使输入电压Vin平滑;同步整流元件(例如N沟道功率MOSFET)SW2,其对流过二次绕组N2的电流进行整流;平滑电容器C2,其使输出电压Vo平滑;电压检测电路13,其导出同步整流元件SW2的漏极电压(漏极·源极间电压)Vds2,并对其已成为预定电压的情况进行检测;控制电路14,其根据电压检测电路13的检测输出来进行同步整流元件SW2的接通·断开控制;以及使输出电压Vo平滑的平滑电容器C2等。其中,电压检测电路13(除了外挂电阻R3之外)和控制电路14集成在一个控制用IC30中。
一次侧控制电路11虽省略了图示,但是其在例如通过光电耦合器(photocoupler)来检测输出电压Vo、或者在变压器11上设置辅助绕组根据辅助绕组的电压来检测输出电压Vo的同时,对开关元件SW1进行接通·断开控制以使输出电压Vo稳定。一次侧的控制方式并不特别限定,例如可以是他激式的脉冲宽度调制方式或者脉冲频率调制方式的控制,也可以是自激式的控制。
同步整流元件SW2是将流过二次绕组N2的电流限制成一个方向的元件,例如,在一次侧的开关元件SW1接通、在变压器T11的铁芯中蓄积能量的期间,该同步整流元件SW2断开,使二次绕组N2的电流停止。另外,在一次侧的开关元件SW1断开的期间,该同步整流元件SW2接通,或者经由体二极管(body diode)使得电流向整流方向流动。通过使得在整流时接通,能够减少整流元件的电力损失,实现开关电源装置1进行电压变换的高效率化。
二次侧的控制电路14根据同步整流元件SW2的漏极电压Vds2来判别一次侧的开关元件SW1的接通时刻或该开关元件SW1已经断开的状态,根据该判别来使同步整流元件SW2的栅极电压Vgs2为高电平来进行接通驱动,或者返回低电平而切断。在该实施方式中,例如,在上述的漏极电压Vds2超过了设定成比“0V”稍低的阈值电压Vth的情况下,使同步整流元件SW2断开,在上述的漏极电压Vds2低于该阈值电压Vth的情况下,使同步整流元件SW2接通。另外,使同步整流元件接通·断开的阈值Vth并不限于上述示例。另外,也可以不是根据漏极电压Vds2的检测进行同步整流元件SW2的接通控制和断开控制两者,而是根据漏极电压Vds2的检测仅执行同步整流元件SW2的接通控制,根据其他的信号检测进行断开控制。
电压检测电路13具备:依次串联连接在检测节点A与基准电位(例如接地电位)之间的第一电阻R1、第二电阻R2和第一开关(例如N沟道MOSFET)SW11,检测节点A与同步整流元件SW2的漏极端子连接;和以检测电压Vdet为输入进行电压的检测动作的检测电路21。检测电路21的输入端子与第一电阻R1和第二电阻R2的连接点C连接。
另外,在该电压检测电路13中具备:串联连接在第一电阻R1和检测节点A之间的第三电阻R3;串联连接在第一电阻R1和第三电阻R3的连接点B、与检测电路21的输入端子之间的第二开关(例如N沟道MOSFET)SW12;用于进行该第二开关SW12的接通·断开控制的串联连接在例如输出电压Vo与接地电位之间的上拉(pull up)电阻R4和第三开关(流入N沟道MOSFET)SW13。第二开关SW12的控制端子与上拉电阻R4和第三开关SW13的连接点连接,第三开关SW13的控制端子与第三电阻R3和第一电阻R1的连接点B连接。
检测电路21例如是对检测电压Vdet和阈值电压Vth进行比较的模拟比较器等。此外,例如也可以应用将检测电压Vdet变换为数字数据的AD比较器等,对检测电压Vdet进行各种检测动作的电路,另外,也可以在其输入段设置电压缓冲器等。此外,在检测电路21的输入端子上,由于例如构成检测电路21的输入段的电路的MOSFET的栅极电容等而产生了寄生电容Ca。
另外,上述的电压检测电路13的构成元件中,第二开关SW12由中耐压元件构成,检测电路21由低耐压元件构成。例如,如果开关电源装置1的输出为30V,则第二开关SW12的耐压程度可以为大约30V,而检测电路21可以构成为耐压程度为大约6V。
此外,构成电压检测电路13的第一电阻R1~R13的各电阻值可以考虑附加到检测节点A上的电压Vds2的最大值、或第二开关SW12和检测电路21的耐压而选定为适当的值。这里,由于第二开关SW12是中耐压元件,因此,第三电阻R3与第一电阻R1和第二电阻R2相比可以选定为较小的电阻值。另外,第一电阻R1和第二电阻R2可以选定为适当的电阻值,以使在电压Vds2为高电压的期间内,检测电压Vdet不会超过检测电路21的耐压。
接下来,对如上述构成的开关电源装置1的动作进行说明。
图2是表示图1的电路的各连接点的电压波形的时间图。
一次侧检测电路11根据输出电压Vo的检测等将开关元件SW1的控制电压Vgs1驱动为高电平,或者驱动为低电平,使开关元件SW1进行接通·断开动作。通过这样的开关元件SW1的接通·断开动作,在变压器T11的一次绕组N1中流过电流、或者电流停止,因此,伴随这种一次侧的动作、以及该一次侧动作所相伴的同步整流元件SW2的控制动作,在检测节点A上附加如图2所示的大幅度变化的电压Vds2。
即,在一次侧的开关元件SW1断开的期间T1内,检测节点A的电压Vds2成为经过整流的二次侧的电流通过同步整流元件SW2时的电压下降的量的电压,因此,电压电平低,而且电压变化减小。此时的最小电压Vds2min以接地电位为基准电位差并不那么大。
另一方面,在开关元件SW1接通的期间T2内,对检测节点A施加输出电压Vo以及相当于输入电压Vin的绕组比1/N的电压,因此,检测节点A的电压Vds2为高电压。此时的最大电压Vds2peak以接地电位为基准电位差非常大。
在电压检测电路13中,随着上述的检测节点A的电压Vds2的变化,第一~第三开关SW11~SW13的接通·断开进行切换,变化成两个状态。即,在第一状态下,第一开关SW11接通,第二开关SW12断开(第三开关SW13接通),通过检测节点A的电压Vds2经过第三电阻R3、第一电阻R1、第二电阻R2和第一开关SW11流过微小电流,从而成为将由此而分压过的电压从连接点C作为检测电压Vdet导出后输入到检测电路21中的状态。
这样的第一状态,如图2所示,是由于检测节点A的电压Vds2上升到一定以上的高电压而产生的。即,当检测节点A的电压Vds2上升时,连接点B的电压也上升,因此,将该电压输入到栅极端子的第一开关SW11和第三开关SW13接通。进而,由于第三开关SW13接通,第二开关SW12的栅极端子的电压变成低电平,第二开关SW12切断。由此,电压检测电路13成为上述第一状态,检测节点A的电压Vds2被分压而成为检测电压Vdet并被输入到检测电路21中,
如图2(a)、(b)所示可知,在检测节点A的电压Vds2为高电压Vds2peak的期间T2内,输入到检测电路21中的检测电压Vdet下降到通过第一~第三电阻R1~R3分压后的电压“Vds2peak×R2/(R1+R2+R3)”(这里,R1~R3表示第一电阻R1~第三电阻R3的电阻值)。
第二状态是这样的状态:第一开关SW11断开,第二开关SW12接通(第三开关SW13断开),检测节点A的电压Vds2经由第三电阻和第二开关SW12直接变成检测电压Vdet,并输入到检测电路21中。
这样的第二状态如图2所示,是因检测节点A的电压Vds2降低到接地电位程度而产生的。即,检测节点A的电压Vds2降低到接地电位程度时,连接点C、B的电压也降低,将这些电压输入到栅极端子的第一开关SW11和第三开关SW13被切断。另外,由于第三开关SW13断开,第二开关SW12的栅极端子的电压变成高电平,第二开关SW12接通。由此,电压检测电路13成为第二状态,检测节点A的低电压直接成为检测电压Vdet,并经由第三电阻R3和第二开关SW12输入到检测电路21。
如图2(a)、(b)所示可知,在检测节点A的电压Vds2成为低电压的期间T1内,输入到检测电路21中的检测电压Vdet没有被分压,而是成为与电压Vds2同等的电压。
另外,在检测节点A的电压Vds2成为低电压的期间T1内,通过检测电路21进行例如检测电压Vdet和阈值电压Vth的比较,通过未被分压地产生了某种程度的电压变化的检测电压Vdet来较高精度地检测检测电压Vdet超过阈值电压Vth的时刻,根据该检测输出通过控制电路14执行使同步整流元件SW2切断的控制。另外,同样地,通过电压检测电路13检测检测节点A的电压Vds2低于阈值电压Vth的时刻,或者根据来自别的检测电路的检测输出通过控制电路14执行使同步整流元件SW2接通的控制。通过这种控制,由开关电源装置1进行与一次侧同步的整流动作,执行高效率的电压输出。
如上所述,根据该实施方式的开关电源装置1以及电压检测电路13,即使在对检测节点A附加在大范围内变化的电压Vds2的情况下,在高电压的期间能够通过电阻分割使电压下降然后导向检测电路21,而在低电压的期间,直接将该电压导向检测电路21,因此能够使检测电路21的构成元件为低耐压元件,并且在低电压范围时检测电压Vdet的电压变化不会收缩,由此能够进行高精度的电压检测。
另外,在检测节点A的电压Vds2直接输入到检测电路21中时,在检测节点A和检测电路21的输入端子之间,产生了第三电阻R3和寄生电容Ca相结合而成的时间常数电路。但是,由于该第三电阻R3能够选定成某种程度的较小的电阻值,因此能够使该时间常数电路的时间常数小到可以忽略的程度。由此,检测电压Vdet的波形钝化变小,能够使预定的电压点的检测时刻的延迟减小。通过使第二开关SW12由中耐压元件构成,使第三电阻R3能够为较小的电阻值。
另外,电压检测电路13的第一~第三开关SW11~SW13构成为根据检测节点A的电压Vds2的变化而自动接通·断开,因此,不会产生因错误控制而导致高电压直接输入到检测电路21中的错误动作。另外,与为了控制第一~第三开关SW11~SW13而具有别的控制用电路的结构相比较,能够实现部件个数的削减和电路结构的简单化。
【第二实施方式】
图3表示本发明第二实施方式的开关电源装置的结构图,图4表示图3中的电路的各连接点的电压变化的时间图。
第二实施方式的开关电源装置1B与第一实施方式相比使电压检测电路13B的结构更加简化。即,第二实施方式的电压检测电路13B具有:串联连接在检测节点A和接地电位之间的第一电阻R1、第二电阻R2、第一开关SW11;和检测电路21,该检测电路21以输出到第一电阻R1和第二电阻R2的连接点C的检测电压Vdet为输入来进行检测动作。另外,这其中,将第一电阻R1作为控制用IC30B的外挂电阻进行连接。
在这样的结构中,如图4所示,由于检测节点A的电压Vds2下降到接地电位程度,连接点C的电压降低,使得第一开关SW11断开,另一方面,由于检测节点A的电压Vds2变成一定以上的电压,连接点C的电压升高,使得第一开关SW11接通。并且,在检测节点A的电压Vds2处于低范围的期间T1内,第一开关SW11断开,由此,该电压Vds2不被分压而直接成为检测电压Vdet,然后输入到检测电路21中,另一方面,在检测节点A的电压Vds2为高电压的期间T2内,第一开关SW11接通,由此,该电压Vds2被电阻R1、R2分压后输入到检测电路21中。
因此,根据该实施方式的开关电源装置1B和其电压检测电路13B,即使在对检测节点A附加变化成高电压和低电压的电压Vds2的情况下,也能够使检测电路21的构成元件为低耐压元件,并且在低电压范围内输入到检测电路21中的检测电压Vdet的电压变化不会收缩,可获得能够进行高精度的电压检测的效果。
另外,如第一实施方式的电压检测电路13B那样,由于不具有第三电阻R3和第二开关SW12,因此在检测节点A的电压Vds2直接导出到检测电路21中时,通过具有比较大的电阻值的第一电阻R1后检测电压Vdet输入到检测电路21中。因此,当在检测电路21的输入端子存在寄生电容时,形成了与第一实施方式相比具有略大的时间常数的时间常数电路,从而导致检测电压Vdet产生波形钝化。但是,由于能够使检测电路21的构成元件为低耐压元件,因此通过使检测电路21的构成元件形成得很小型来减少寄生电容,能够减小时间常数从而减小波形钝化的程度。
【第三实施方式】
图5表示本发明的第三实施方式的开关电源装置的结构图。
第三实施方式的开关电源装置1C为这样的结构:在非绝缘降压型的开关电源装置1C中,为了进行其同步整流元件SW22的控制,而采用了与第一实施方式相同的电压检测电路13。
该开关电源装置1C包括以下等部件:电抗器(reactor)L20,其被断续地附加输入电压Vin,并且蓄积能量;第一开关元件SW21,其接通·断开,从而对电抗器20断续地附加输入电压Vin;第一控制电路31,其进行第一开关元件SW21的接通·断开控制,以使输出电压VO稳定;平滑电容器C21,其使输入电压Vin平滑;同步整流元件SW22,其在第一开关元件SW21断开时从接地供给电流;平滑电容器C22,其使来自电抗器20的输出电压平滑;电压检测电路13,其将同步整流元件SW22的漏极端子作为检测节点A导出其漏极电压Vds22,并进行电压检测;以及第二控制电路32,其根据电压检测电路13的输出等进行同步整流元件SW22的接通·断开控制。
在这样的非绝缘降压型的开关电源装置1C中,对于同步整流元件SW22的漏极端子,产生了附加比较大的输入电压Vin的期间(第一开关元件SW21的接通期间)、和附加电压变化小的低电压的期间(第一开关元件SW21的断开期间),在其中的附加低电压的期间,检测预定的电压点进行同步整流元件SW22的接通·断开控制。因此,通过为了检测该漏极电压Vds2达到预定的电压的时刻而采用电压检测电路13,与在第一实施方式中说明过的一样,能够获得以下效果:通过对检测节点A的电压进行分压能够使检测电路21由低耐压元件构成;在向检测节点A输出电压变化小的低电压的期间,将该电压直接输入到检测电路21中,或者减小其间的时间常数电路的时间常数来减小波形钝化,从而能够进行高精度的电压检测。
另外,本发明并不限定于上述第一~第三实施方式,可以进行各种变更。例如,在上述第一~第三实施方式中,展示了将电压检测电路13的第一开关SW11的控制端子连接到第一电阻R1和第二电阻R2的连接点C的示例,但是例如也可以是将第一开关SW11的控制端子连接到连接点B,或者设置别的同样的电阻分压电路来对检测节点A的电压进行分压,将该分压电压提供给第一开关SW11的控制端子。
另外,还例示了这样的结构:为了使第二开关SW12与第一开关SW11交替地接通·断开,将输出电压Vo导出到上拉电阻R4和第三开关SW13,通过第三开关SW13的接通·断开动作来生成第二开关SW12的控制电压,但是,例如也可以使第二开关SW12由P沟道MOSFET构成,将连接点B和C的电压输入到其栅极端子,使该第二开关SW12与第一开关SW11交替地接通·断开。除此之外,也可以通过各种结构来构成为使第一开关SW11和第二开关SW12交替地接通·断开。
另外,如果检测节点A的电压不是那么高的高电压,则还可以使第三电阻R3为非常小的值,或者可以仅为布线电阻。另外在第一实施方式中,例示了对于控制用IC30外挂第三电阻R3的例子,但是例如也可以将电阻值大的第二电阻R2作为外挂,而将第三电阻R3形成为内置电阻,也可以将其他电阻作为外挂的元件。
此外,在第一~第三实施方式中,例示了向检测节点A附加正的高压电的结构,但是即使是对检测节点附加极性相反的大电压的结构,也能够同样地应用本发明的电压检测电路。在该情况下,配合极性反转通过将第一~第三开关SW11~SW13从N沟道MOSFET变更为P沟道MOSFET等、适当改变电压检测电路13的构成元件,就能够应对。
另外,在上述实施方式中,示出了这样的示例:作为控制回扫式和非绝缘·降压型的开关电源装置的同步整流元件的目的,为了检测该同步整流元件的漏极电压,而应用了本发明涉及的电压检测电路,但是,只要是向检测节点输出大范围的电压电平的电压、并且需要在该一部分电压电平的范围内进行高精度的电压检测的结构,就能够有效地应用本发明的电压检测电路。
此外,在实施方式中具体表示过的电路结构和控制方式等在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行适当的变更。

Claims (5)

1.一种电压检测电路,其从检测节点导出电压进行电压检测,其特征在于,具备:
在从所述检测节点到基准电位之间依次串联连接的第一电阻、第二电阻以及第一开关元件;和
检测电路,其从所述第一电阻和所述第二电阻的连接点输入电压来进行电压的检测动作,
将根据所述检测节点的电压生成的控制电压提供给所述第一开关元件的控制端子,在所述检测节点的电压大的时候所述第一开关元件接通,在所述检测节点的电压小的时候,所述第一开关元件断开,
所述控制电压是所述第一电阻和所述第二电阻的连接点的电压。
2.根据权利要求1所述的电压检测电路,其特征在于,
所述电压检测电路具有:
连接在所述检测节点与所述第一电阻之间的第三电阻;和
连接在所述第一电阻和所述第三电阻的连接点、与所述第一电阻和所述第二电阻的连接点之间的第二开关元件,
所述第一开关元件接通时所述第二开关元件断开,另一方面,所述第一开关元件断开时所述第二开关元件接通。
3.根据权利要求2所述的电压检测电路,其特征在于,
所述电压检测电路具有依次串联连接在动作电压和基准电位之间的上拉电阻和第三开关元件,
所述第三开关元件的控制端子连接在所述第一电阻和所述第三电阻的连接点,
所述第二开关元件的控制端子连接在所述上拉电阻和所述第三开关元件的连接点。
4.一种开关电源装置,其为回扫式开关电源装置,其具备:具有一次绕组和二次绕组的变压器;以及与所述二次绕组连接的同步整流元件,所述开关电源装置通过对所述一次绕组断续地附加电压来向所述二次绕组侧输出电压,所述开关电源装置的特征在于,
其具有对所述二次绕组与所述同步整流元件的连接节点进行电压检测的、权利要求1至3中的任意一项所述的电压检测电路,
所述开关电源装置根据所述电压检测电路的检测输出来进行所述同步整流元件的动作控制。
5.一种开关电源装置,其具备:蓄积电力的电抗器;对该电抗器断续地附加输入电压的开关元件;以及在所述开关元件断开时向所述电抗器供给电流的同步整流元件,所述开关电源装置的特征在于,
其具有对所述同步整流元件与所述电抗器的连接节点进行电压检测的、权利要求1至3中的任意一项所述的电压检测电路,
所述开关电源装置根据所述电压检测电路的检测输出来进行所述同步整流元件的动作控制。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5115317B2 (ja) * 2008-05-12 2013-01-09 ミツミ電機株式会社 スイッチング電源装置
CN102135556B (zh) * 2010-11-09 2013-04-17 华为技术有限公司 检测电路以及同步整流电路
US9660535B2 (en) 2011-11-11 2017-05-23 Microchip Technology Incorporated Method and system to dynamically position a switch mode power supply output voltage
US8653881B2 (en) * 2012-01-31 2014-02-18 Infineon Technologies Austria Ag Half bridge flyback and forward
US9882497B2 (en) 2012-09-28 2018-01-30 Microchip Technology Incorporated Soft switching synchronous quasi resonant converter
CN102879627B (zh) * 2012-10-19 2015-11-18 联合汽车电子有限公司 Dc/dc变换电路的输出电压检测电路
CN102944723B (zh) * 2012-12-04 2015-02-18 成都芯源系统有限公司 一种电压检测电路以及电压检测方法
US9166575B2 (en) 2013-03-08 2015-10-20 Power Integrations, Inc. Low threshold voltage comparator
CN106796255B (zh) * 2014-08-01 2019-08-06 日立汽车系统株式会社 电压检测装置
TWI543518B (zh) * 2014-12-31 2016-07-21 力林科技股份有限公司 具省電與高轉換效率機制的電源轉換裝置
CN108351723B (zh) * 2015-11-11 2020-12-22 阿尔卑斯阿尔派株式会社 输入装置及输入装置的驱动方法
US9935559B2 (en) * 2016-08-25 2018-04-03 Dialog Semiconductors Inc. Efficient power supply voltage regulation for synchronous rectifier controller
US10804890B2 (en) * 2017-11-02 2020-10-13 Infineon Technologies Austria Ag Control of a pass switch by a current source
CN107085138B (zh) * 2017-04-25 2019-05-21 电子科技大学 一种高分辨率负电平检测电路
JP7108173B2 (ja) 2018-01-22 2022-07-28 ミツミ電機株式会社 スイッチング電源装置および直流電源装置
WO2020024111A1 (en) * 2018-07-31 2020-02-06 Astec International Limited Voltage supply for synchronous rectifier controller during low voltage output conditions
CN114221554B (zh) * 2022-02-21 2022-05-10 深圳市创芯微微电子有限公司 一种直流开关电源及其电压采样控制电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2244787Y (zh) * 1995-06-14 1997-01-08 常熟市高专电气设备厂 有档输出的直流-直流交换器
CN1286520A (zh) * 1999-09-01 2001-03-07 英特赛尔公司 具有改善的电流传感的同步整流型直流-直流变换器
US6456106B1 (en) * 1997-12-08 2002-09-24 Srmos, Inc. Method and circuit for detection of primary switches status in isolated DC/DC converters
CN101113991A (zh) * 2006-07-24 2008-01-30 艾勒博科技股份有限公司 使用电池的设备和检测其电池的更换/再充电时间的方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2913683B2 (ja) * 1989-08-28 1999-06-28 神鋼電機株式会社 周波数同調回路
US6049471A (en) * 1998-02-11 2000-04-11 Powerdsine Ltd. Controller for pulse width modulation circuit using AC sine wave from DC input signal
JP3225509B2 (ja) * 1998-12-01 2001-11-05 株式会社アイシン 停電検出回路
JP2000305641A (ja) * 1999-04-20 2000-11-02 Canon Inc スイッチング電源回路
US6831847B2 (en) * 2000-11-20 2004-12-14 Artesyn Technologies, Inc. Synchronous rectifier drive circuit and power supply including same
JP2004129364A (ja) * 2002-10-01 2004-04-22 Nec Electronics Corp 電圧検出回路及びスイッチング電源装置
JP4687958B2 (ja) * 2005-03-30 2011-05-25 サンケン電気株式会社 Dc−dcコンバータ
TWM305504U (en) * 2006-08-28 2007-01-21 Hipro Electronics Taiwan Co Lt Voltage stabilization circuit for forward-type transformer
US7751213B2 (en) * 2008-05-20 2010-07-06 Harris Corporation Self-driven synchronous rectifier

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2244787Y (zh) * 1995-06-14 1997-01-08 常熟市高专电气设备厂 有档输出的直流-直流交换器
US6456106B1 (en) * 1997-12-08 2002-09-24 Srmos, Inc. Method and circuit for detection of primary switches status in isolated DC/DC converters
CN1286520A (zh) * 1999-09-01 2001-03-07 英特赛尔公司 具有改善的电流传感的同步整流型直流-直流变换器
CN101113991A (zh) * 2006-07-24 2008-01-30 艾勒博科技股份有限公司 使用电池的设备和检测其电池的更换/再充电时间的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2000-162250A 2000.06.16

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Publication number Publication date
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US20090284995A1 (en) 2009-11-19
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US8023291B2 (en) 2011-09-20

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