CN103718446B - 开关电源装置 - Google Patents

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Abstract

通过高侧开关元件（Q2）的关断而将在驱动绕组（nb1）中所感应的反电动势的电压输入至开关控制用IC（84）的ZT端子，从而开关控制用IC（84）的输出端子变为高电平。由此，低侧开关元件（Q1）导通。恒流电路（CC1）根据输出端子的电压来对电容器（Cb1）进行恒流充电。开关控制用IC（84）内的比较器，在IS端子的电压超过了FB端子的电压时，将输出端子的电压反转成低电平。因此，按照输入至FB端子的电压来控制低侧开关元件（Q1）的接通时间，输出电压Vo被恒压化。这样一来，可将一种控制IC灵活应用于多种开关电源装置的电力转换电路，且简单地构成整个电路。

Description

开关电源装置
技术领域
本发明涉及具备开关元件以及开关控制电路的开关电源装置，尤其是可以将通用的电流模式IC适用于高性能的电力转换电路的发明。
背景技术
图1是专利文献1所示的开关电源装置的电路图。在图1中，开关电源装置1应用了回扫（flyback）转换器电路，主开关元件Q1交替地反复进行接通和断开，于接通时在变压器T中蓄积能量，于断开时向负载供应电力。此外，开关电源装置1采用了对施加给主开关元件Q1的浪涌电压进行箝位的所谓电压箝位方式，可实现主开关元件Q1以及副开关元件Q2的零电压开关动作。
具体而言，开关电源装置1将作为主开关元件的FETQ1、变压器T的初级绕组N1以及直流电源E串联连接，将作为副开关元件的FETQ2以及电容器C1的串联电路连接在变压器T的初级绕组N1的两端间。
在此，FETQ1的栅极经由开关控制用IC2而与第1驱动绕组N3的一端连接。此外，FETQ2的源极与FETQ1的漏极连接，栅极经由副开关元件控制电路（副控制电路）3而与变压器T的第2驱动绕组N4的一端连接。
此外，FETQ2的栅极以及源极经由副控制电路3而连接在第2驱动绕组N4的两端间。副控制电路3具备晶体管Q3、电容器C2、电阻R1、电容器C3、电阻R2以及电感器4。其中，电容器C2以及电阻R1构成了时间常数电路。
此外，开关电源装置1在变压器T的次级侧具备整流二极管Do以及平滑电容器C4。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001－37220号公报
发明内容
发明要解决的课题
若假设按各种电力转换电路的每个应用程序来准备图1所示那样的开关控制用IC2，并根据规格或用途来区分使用IC，则伴随着应用程序的增加而需要多种IC。对于各种IC的开发、制造，需要庞大的工艺、费用。若种类增加，则IC的物流、库存的管理也复杂化，其结果产生IC的成本单价增大这一问题。
尤其是，在使用了两个开关元件的半桥构成的电流谐振型电力转换电路或具有功率因数改善功能的绝缘型电力转换电路（PFC转换器）中，在开关元件导通的接通期间内，由于流经电力转换电路的电流波形未必一定成为电流值与时间成比例地单调增加的波形，因此存在无法利用通用的电流模式IC这一课题。
本发明的目的在于提供一种不用按开关电源装置的每个电路构成来设置单独的开关控制用IC，且能够简单地构成整个电路的开关电源装置。
用于解决课题的手段
（1）本发明的开关电源装置，其特征在于，具备：
电源电压输入部，其被输入输入电源电压；
直流电压输出部，其输出直流电压；
变压器（T），其具备初级绕组（np）以及次级绕组（ns）；
低侧开关元件（Q1），其与所述初级绕组（np）串联连接，且通过该低侧开关元件的接通而向所述初级绕组（np）施加所述电源电压输入部的电压；
开关控制电路，其对所述低侧开关元件（Q1）进行控制；
整流平滑电路，其对所述次级绕组（ns）输出的电压进行整流平滑，并将输出电压（Vo）输出给所述直流电压输出部；和
反馈电压信号产生电路，其产生基于所述输出电压（Vo）的反馈电压信号，
所述开关控制电路具备：
驱动电压信号输出单元，其在检测出所述变压器（T）的电压极性的反转时，输出使所述低侧开关元件（Q1）导通的驱动电压信号；
基准电压产生电路，其产生电压随着自输出了所述驱动电压信号起的时间经过而发生变化的基准电压（三角波电压信号）；和
关断控制单元，其通过所述基准电压达到所述反馈电压信号，由此将所述驱动电压信号切换成使所述低侧开关元件（Q1）关断的电压。
（2）优选构成为，所述变压器（T）具备低侧驱动绕组（nb1），
驱动电压信号输出单元基于所述低侧驱动绕组（nb1）的电压来检测所述变压器（T）的电压极性的反转。
（3）优选，所述基准电压产生电路由电容器和恒流电路构成，该恒流电路依据所述驱动电压信号而以大致一定电流对所述电容器进行充电，
具备根据使低侧开关元件（Q1）关断的所述驱动电压信号的电压来将所述电容器的电荷进行放电的电路。
（4）例如在构成PFC转换器的情况下，具备输入商用交流电源电压来进行全波整流的全波整流电路并将该全波整流电路的输出电压输入至电源电压输入部。
（5）优选，所述变压器具备高侧驱动绕组（nb2），
具备：高侧开关元件控制电路，其控制成使所述低侧开关元件（Q1）和所述高侧开关元件（Q2）夹着两个开关元件均成为断开的微小死区时间来交替地接通、断开。
（6）在构成具备高侧开关元件和低侧开关元件的转换器的情况下，优选，
所述高侧开关元件控制电路具备：
导通信号传递电路，其在所述低侧开关元件（Q1）断开时将在所述高侧驱动绕组（nb2）所产生的电压供应给所述高侧开关元件（Q2）的控制端子，使高侧开关元件（Q2）导通；
双向恒流充放电电路，其与所述高侧驱动绕组（nb2）连接，且使在该高侧驱动绕组（nb2）生成的电压进行恒流化并对电容器进行充放电；和
开关元件（Q3），其通过由在所述低侧开关元件（Q1）的断开期间且在所述高侧驱动绕组（nb2）所感应的电压而被充电的所述电容器的电压超过阈值，由此转变状态，关断所述高侧开关元件（Q2）。
（7）优选，在低侧驱动绕组（nb1）具备整流平滑电路，该整流平滑电路对在该低侧驱动绕组（nb1）所生成的电压进行整流平滑并产生针对所述开关控制电路的直流电源电压。
发明效果
根据本发明，不用按开关电源装置的电力转换电路的每个构成来设置单独的开关控制用IC，能够将一种控制IC灵活应用于多种开关电源装置的电力转换电路，且能简单地构成整个电路。
附图说明
图1是专利文献1所示的开关电源装置的电路图。
图2是本发明的第1实施方式所涉及的开关电源装置101的电路图。
图3是表示低侧开关元件Q1的栅极·源极间电压Vgs1、高侧开关元件Q2的栅极·源极间电压Vgs2、低侧开关元件Q1的漏极·源极间电压Vds1、以及电容器Cb2的电压Vcb2的关系的波形图。
图4是表示高侧驱动绕组nb2的电压Vnb2与电容器Cb2的电压Vcb2的关系的波形图。
图5是第2实施方式所涉及的开关电源装置102的电路图。
图6是第3实施方式所涉及的开关电源装置103的电路图。
图7是第4实施方式所涉及的开关电源装置104的电路图。
图8是第5实施方式所涉及的开关电源装置105的电路图。
图9是第6实施方式所涉及的开关电源装置106的电路图。
图10是第7实施方式所涉及的开关电源装置107的电路图。
图11是第8实施方式所涉及的开关电源装置108的电路图。
图12是第9实施方式所涉及的开关电源装置109的电路图。
图13是第10实施方式所涉及的开关电源装置110的电路图。
图14是第11实施方式所涉及的开关电源装置111的电路图。
具体实施方式
《第1实施方式》
参照图2～图4来说明第1实施方式所涉及的开关电源装置。
图2是第1实施方式所涉及的开关电源装置101的电路图。在该开关电源装置101的输入端子PI（＋）－PI（－）间输入了直流输入电源Vi的电压。而且，向连接在开关电源装置101的输出端子PO（＋）－PO（－）间的负载Ro输出了规定的直流电压。
在输入端子PI（＋）－PI（－）间构成了电容器Cr、电感器Lr、变压器T的初级绕组np以及低侧开关元件Q1被串联连接而成的第1串联电路。低侧开关元件Q1由FET构成，漏极端子与变压器T的初级绕组np连接。
在变压器T的初级绕组np的两端构成了高侧开关元件Q2、电容器Cr以及电感器Lr被串联连接而成的第2串联电路。
在变压器T的次级绕组ns1、ns2构成了由二极管Ds、Df以及电容器Co构成的第1整流平滑电路。该第1整流平滑电路对于从次级绕组ns1、ns2输出的交流电压进行全波整流、平滑，并输出给输出端子PO（＋）－PO（－）。
变压器T不仅具有初级绕组np、次级绕组ns1、ns2，还具有低侧驱动绕组nb1以及高侧驱动绕组nb2。
在变压器T的低侧驱动绕组nb1连接有由二极管Db以及电容器Cb构成的整流平滑电路。由该整流平滑电路所获得的直流电压作为电源电压而供应给开关控制用IC84的VCC端子。
所述开关控制用IC84是以具备IS端子（电流检测端子）的电流模式进行动作的一般的通用IC。
在输出端子PO（＋）、PO（－）与开关控制用IC84之间设有反馈电路。在图2中，简便地仅用一根线（Feed back）来表示反馈的路径，但是具体而言则是通过输出端子PO（＋）－PO（－）间的输出电压Vo的分压值与基准电压的比较来产生反馈信号，并以绝缘状态向开关控制用IC84的FB端子输入反馈电压的。输出电压Vo越低，则向该FB端子输入的反馈电压越高。
在开关控制用IC84的输出端子连接有恒流电路CC1以及电容器Cb1的串联电路，且连接成为电容器Cb1的充电电压被输入至IS端子（电流检测端子）。
通过高侧开关元件Q2的关断而将在低侧驱动绕组nb1所感应的反电动势的电压输入至ZT端子（零电压定时检测端子），从而开关控制用IC84将输出端子设为高电平。由此，低侧开关元件Q1导通。开关控制用IC84的输出端子经由电阻R12而与低侧开关元件Q1的控制端子连接。
恒流电路CC1根据开关控制用IC84的输出端子的电压而以恒流对电容器Cb1进行充电。开关控制用IC84内的比较器，对电容器Cb1的电压和FB端子的电压进行比较，在IS端子的电压超过了FB端子的电压时，将输出端子的电压从高电平变为低电平。因此，FB端子的电压越低，则电容器Cb1的充电时间越短。即，低侧开关元件Q1的接通时间变短，输出电压Vo被恒压化。
另外，二极管D9构成电容器Cb1的电荷的放电路径。即，在开关控制用IC84的输出电压变为低电平时（Q1关断时），电容器Cb1的电荷经由二极管D9被放电。
由此一来，由作为电流模式IC的开关控制用IC84、恒流电路CC1以及电容器Cb1构成的电路将作为电压－时间转换电路来发挥作用。而且，对输出电压Vo进行检测，通过与基准电压（目标电压）的比较而产生的反馈信号的电压在所述电压－时间转换电路中被转换，低侧开关元件Q1仅接通该时间。
在变压器T的高侧驱动绕组nb2与高侧开关元件Q2之间设有第2开关控制电路61。该第2开关控制电路61相当于权利要求书所记载的“高侧开关元件控制电路”。具体而言，变压器T的高侧驱动绕组nb2的第1端连接在低侧开关元件Q1与高侧开关元件Q2之间的连接点（高侧开关元件Q2的源极端子），第2开关控制电路61连接在高侧驱动绕组nb2的第2端与高侧开关元件Q2的栅极端子之间。
如接下来叙述的那样，第2开关控制电路61在高侧开关元件Q2导通之后，当经过了与低侧开关元件Q1的接通时间相同的时间之时，强制性地使高侧开关元件Q2关断。
所述第2开关控制电路61是由二极管桥式整流电路和恒流电路CC2构成的双向恒流电路，该二极管桥式整流电路由4个二极管D1、D2、D3、D4构成，该恒流电路CC2连接在二极管D1、D3的连接点与二极管D2、D4的连接点之间、即连接在该二极管桥式整流电路的输出端间。
当低侧开关元件Q1导通时，以在高侧驱动绕组nb2所感应的负电压，在电容器Cb2→二极管D3→恒流电路CC2→二极管D2→高侧驱动绕组nb2的路径上，通过恒流的方式在负方向上使电容器Cb2放电。
然后，当低侧开关元件Q1关断时，以在高侧驱动绕组nb2所感应的正电压，经由电阻R5而向高侧开关元件Q2施加正电压，从而高侧开关元件Q2导通。此外，在高侧驱动绕组nb2→二极管D1→恒流电路CC2→二极管D4→电容器Cb2的路径上，通过恒流的方式在正方向上对电容器Cb2充电。在电容器Cb2的电压超过了晶体管的阈值电压即约0.6V的时间点，晶体管（权利要求书所记载的“开关元件”）Q3导通，由此高侧开关元件Q2关断。
通过以上的动作，使得所述电容器Cb2的放电时间即低侧开关元件Q1的接通时间、和电容器Cb2的充电时间即高侧开关元件Q2的接通时间相等。
图3是表示低侧开关元件Q1的栅极·源极间电压Vgs1、高侧开关元件Q2的栅极·源极间电压Vgs2、低侧开关元件Q1的漏极·源极间电压Vds1、以及电容器Cb2的电压Vcb2的关系的波形图。
当低侧开关元件Q1接通时，在高侧驱动绕组nb2感应出负电压，电容器Cb2的充电电压Vcb2自阈值电压的约0.6V起下降。然后，当低侧开关元件Q1关断时，在高侧驱动绕组nb2感应出正电压，电容器Cb2的充电电压Vcb2上升。当该电容器Cb2的充电电压Vcb2超过阈值电压的约0.6V时，晶体管Q3导通。由此，高侧开关元件Q2的栅极电位变为0V，高侧开关元件Q2关断。因为电容器Cb2以相同的电流值的恒流被充放电，所以充电电压Vcb2的倾斜度相等。即，充放电电流比率Di为1：1。因而，高侧开关元件Q2的接通时间与低侧开关元件Q1的接通时间相等。
在图3中，TQ1ON（1）和TQ2ON（1）通过上述的动作而变得相等。在此，当低侧开关元件Q1的接通时间变长而成为TQ1ON（2）时，Vds1以及Vcb2成为用点线所示的波形图。此时，TQ1ON（2）和TQ2ON（2）通过上述的动作也变得相等。
图4是表示所述高侧驱动绕组nb2的电压Vnb2与所述电容器Cb2的电压Vcb2的关系的波形图。
这样，如果低侧开关元件Q1的接通时间发生变化，则追随于此，高侧开关元件Q2的接通时间也发生变化。
另外，虽然通过电容器Cb2的电荷被放电，从而反向偏置电压施加给晶体管Q3的基极·发射极，但是在一般的晶体管中通常具有直到－5V程度的耐压，考虑设计裕度，也能在直到－4V～0.6V的宽范围内进行充放电。若增大相对于电容器Cb2的电压的变动幅度，则对干扰噪声的耐性变大，且相对于温度变化、部件的电气特性的偏差等而言误差也变小，从而可以稳定地动作。
根据第1实施方式，只是使用所谓的电流模式IC将依据低侧开关元件Q1的驱动电压信号而以大致一定电流对电容器进行充电的恒流电路设置在外部，便能构成电压－时间转换电路，能根据反馈电压来控制低侧开关元件Q1的接通时间，所以能简单地构成整个电路。
除此之外，还起到如下效果。
（a）能够使低侧开关元件Q1和高侧开关元件Q2以大体相同的接通时间且以对称波形地交替进行接通·断开动作。
（b）能够使低侧开关元件Q1的接通时间的检测和高侧开关元件Q2的导通以及关断的电路一体化，能以最小的部件数的分立部件来构成第2开关控制电路。
（c）虽然高侧开关元件Q2的与变压器T的初级绕组相连接的接地端子电位通过低侧开关元件Q1的开关而发生变动，但是由于第2开关控制电路61是使用在高侧驱动绕组nb2所产生的交流电压来进行动作的电路，因此与接地端子电位的变动无关，不易发生误动作。
（d）将在变压器绕组所产生的电压变化用作触发，来使低侧开关元件Q1以及高侧开关元件Q2导通，且夹着最小的死区时间而交替地进行接通·断开动作。即，两个开关元件不用同时接通，能确保较高的可靠性。此外，因为死区时间成为能实现ZVS（零电压开关）动作的最小值，所以可获得较高的电力转换效率。
《第2实施方式》
图5是第2实施方式所涉及的开关电源装置102的电路图。
与图2所示的开关电源装置101不同之处在于：第2开关控制电路62的构成。在该图5的示例中，更为具体地表现恒流电路。即，第1晶体管Q11的基极与第2晶体管Q12的集电极连接，第1晶体管Q11的发射极与第2晶体管Q12的基极连接，在第1晶体管Q11的集电极与基极间连接有电阻R12，在第2晶体管Q12的发射极与基极间连接有电阻R11，由此构成了一个恒流电路。
根据该构成，能以最小的部件数的分立部件来构成第2开关控制电路。
另外，在图5所示的示例中，电阻R6和二极管D6的串联电路相对于电阻R5被并联连接。因而，能够以在高侧驱动绕组nb2所产生的电压来改变对高侧开关元件Q2的输入电容充电电荷来导通高侧开关元件Q2时的充电路径、和从高侧开关元件Q2的输入电容放电电荷时的放电路径，从而使阻抗具有差异。因而，可设计成：能调整从在高侧驱动绕组nb2产生了电压变化的时间点起的延迟时间，能以最佳的定时来导通高侧开关元件Q2。
《第3实施方式》
图6是第3实施方式所涉及的开关电源装置103的电路图。
与图2所示的开关电源装置101不同之处在于：低侧的开关控制电路的构成以及第2开关控制电路63的构成。
在该实施方式的低侧的开关控制电路中，在开关控制用IC84的输出端子构成了由电阻R13以及齐纳二极管Dz4组成的恒压电路。在该齐纳二极管Dz4连接有由电阻R14以及电容器Cb1构成的时间常数电路。在电容器Cb1的两端连接有由电阻R15、R16构成的电阻分割电路。而且，构成为：该电阻分割电路的输出电压被输入至开关控制用IC84的IS端子。
这样，也可以恒压对时间常数电路进行充电。此外，也可对时间常数设定用的电容器Cb1的电压进行电阻分压后输入至开关控制用IC的IS端子。
在该实施方式的第2开关控制电路63中，在二极管D1、D2、D3、D4分别并联连接有电容器C1、C2、C3、C4。
这样，通过在对恒流电路CC2的输入输出电流进行整流的二极管并联连接电容器，从而在向整流二极管施加反方向电压的期间内，能在电容器C1、C2、C3、C4中蓄积电荷，在高侧驱动绕组nb2的电压发生变化的死区时间内，能将在电容器C1、C2、C3、C4中蓄积的电荷进行放电，其结果，能以比二极管更超前的相位来流动电流。由此，可以调整对电容器Cb2充放电的电流量，能以电容器C1、C2、C3、C4来修正死区时间、尤其是修正对电容器Cb2充放电的电流方向发生变化时的充放电电流的失真。另外，电容器无需一定要与二极管D1～D4的所有二极管并联连接，只要与至少一个二极管并联连接便能修正充放电电流的失真。
《第4实施方式》
图7是第4实施方式所涉及的开关电源装置104的电路图。
与图2所示的开关电源装置101不同之处在于：第2开关控制电路65的构成。在该示例中，在二极管D1、D2分别并联连接电容器C1、C2。此外，在二极管D3、D4分别并联连接电阻R3、R4。
能够通过使该电阻R3、R4的电阻值不同而使针对电容器Cb2的充电路径和放电路径的阻抗（时间常数）不同。因而，能够修正低侧开关元件Q1与高侧开关元件Q2的接通时间的少许差分。此外，通过使用电阻R3、R4来调整电阻值，从而能够在输入电压或输出电压发生了变化时修正成为必要的接通时间的少许差分。即，利用高侧驱动绕组nb2的电压发生变化的情形，使用电阻R3、R4来调整电阻值。在由恒流电路所决定的电流上相加由高侧驱动绕组nb2的电压和电阻R3或电阻R4所决定的电流来进行叠加，作为针对电容器Cb2的充电或放电的电流，从而能够在输入输出电压发生了变化时进行修正。鉴于此，能够更高精度地使低侧开关元件Q1和高侧开关元件Q2的接通时间相等。另外，电阻只要与二极管D1～D4中的至少一个二极管并联连接即可。另外，也可在未并联连接电阻之处，取代并联连接二极管而连接电容器。
《第5实施方式》
图8是第5实施方式所涉及的开关电源装置105的电路图。
与在第1实施方式中图2所示的开关电源装置不同之处在于：变压器T的次级侧的构成。
在第5实施方式中，在变压器T的次级绕组ns连接有由二极管D21、D22、D23、D24构成的二极管桥式电路以及电容器Co。
这样，也能以二极管桥式电路来进行全波整流。
《第6实施方式》
图9是第6实施方式所涉及的开关电源装置106的电路图。
与在第1实施方式中图2所示的开关电源装置不同之处在于：变压器T的次级侧的构成。
在第6实施方式中，在变压器T的次级绕组ns1、ns2的两端连接有二极管Ds、Df以及电容器Co1、Co2，且电容器Co1、Co2的连接点与次级绕组ns1、ns2的连接点相连接。而且，在输出端子PO（＋）－PO（－）间连接有电容器Co3。
这样，也可作为倍电压整流电路。
《第7实施方式》
图10是第7实施方式所涉及的开关电源装置107的电路图。
与在第1实施方式中图2所示的开关电源装置不同之处在于：电容器Cr的位置。
因为谐振电容器Cr只要可插入在低侧开关元件Q1断开时而在电感器Lr中流动电流的、该电流的路径上即可，所以电容器Cr也可如图10所示那样连接在初级绕组np的一端与高侧开关元件Q2的源极之间。
《第8实施方式》
图11是第8实施方式所涉及的开关电源装置108的电路图。
与在第1实施方式中图2所示的开关电源装置不同之处在于：电容器Cr的位置。
谐振电容器Cr只要可插入在低侧开关元件Q1断开时而在电感器Lr中流动电流的、该电流的路径上即可。因而，电容器Cr也可如图11所示那样连接在高侧开关元件Q2的漏极与输入端子PI（＋）之间。
《第9实施方式》
图12是第9实施方式所涉及的开关电源装置109的电路图。
与在第1实施方式中图2所示的开关电源装置不同之处，不仅在于在开关元件Q2的漏极与变压器T的初级绕组np的一端之间设置电容器Cr1和电感器Lr的串联电路，还在于在电容器Cr1与电感器Lr的连接点、和接地线之间设置电容器Cr2。
如电感器Lr、初级绕组np、高侧开关元件Q2、电容器Cr1构成闭环那样设有电容器Cr1。此外，相对于高侧开关元件Q2以及电容器Cr1而串联连接有电容器Cr2。
这样，通过连接电容器Cr2，从而自电源电压Vi供应的电流在低侧开关元件Q1的接通时间和高侧开关元件Q2的接通时间的两个期间内流动，与只在低侧开关元件Q1的接通时间内流动的电路构成相比，自电源电压Vi供应的电流的有效电流被减少。由此，能够减少因自电源电压Vi供应的电流所带来的导通损耗。
《第10实施方式》
图13是第10实施方式所涉及的开关电源装置110的电路图。
与在第1实施方式中图2所示的开关电源装置不同之处在于：高侧开关元件Q2以及电容器Cr的位置。
因为谐振电容器Cr只要可插入在低侧开关元件Q1断开时在电感器Lr中流动电流的、该电流的路径上即可，所以电容器Cr也可如图13所示那样连接在高侧开关元件Q2的漏极与输入端子PI（－）之间。
《第11实施方式》
图14是第11实施方式所涉及的开关电源装置111的电路图。该开关电源装置111作为功率因数改善转换器（PFC转换器）发挥作用。
该开关电源装置111具备输入商用交流电源ＡC的交流电压来进行全波整流的二极管桥式电路DB。此外，具备作为低通滤波器的电容器Ci。低侧开关元件Q1由FET构成，且漏极端子与变压器T的初级绕组np连接。在变压器T的次级绕组ns1构成了由二极管Ds以及电容器Co组成的整流平滑电路。该整流平滑电路对从次级绕组ns1输出的交流电压进行整流、平滑，并输出给输出端子PO（＋）－PO（－）。
在变压器T的低侧驱动绕组nb1连接有由二极管Db以及电容器Cb构成的整流平滑电路。由该整流平滑电路所获得的直流电压作为电源电压而供应给开关控制用IC84的VCC端子。
在输出端子PO（＋）、PO（－）与开关控制用IC84之间设有反馈电路。在图14中，简单地仅用一根线（Feed back）来表示反馈的路径。
在开关控制用IC84的输出端子连接有恒流电路CC1以及电容器Cb1的串联电路，且连接成电容器Cb1的充电电压被输入至IS端子（电流检测端子）。
与低侧开关元件Q1的栅极相连接的开关控制电路和在第1实施方式中示出的情形相同。
如果当前电容器Cb1的充电电压低于向FB端子输入的输入电压，则输出端子变为高电平，开关元件Q1导通。此外，该输出端子的高电平的电压施加于恒流电路CC1，电容器Cb1以恒流被充电。如果电容器Cb1的电位超过FB端子的电位，则输出端子反转为低电平。由此，开关元件Q1关断。此外，电容器Cb1的电荷经由二极管D9被放电。
然后，若通过电容器Cb1的电荷放电而使得IS端子的电位较之于FB端子的电位有所下降，则输出端子变为高电平，开关元件Q1再次导通。
通过以上动作的重复，开关元件Q1间歇性地运作，其接通时间根据反馈电压而变化。在商用交流电源的频率量级（order）下，因为开关元件Q1的接通时间为恒定，所以电力转换电路中流动的电流的峰值随着商用交流电源的输入电压的变动而变化，峰值的包络线成为正弦波状。此时，经由低通滤波器所流入的输入电流的外形成为正弦波状，在输入电流中几乎包含所有的高次谐波分量，转换器作为较大程度地抑制输入电流的高次谐波电流分量的功率因数改善（PFC）转换器来动作。
另外，在以上所示的各实施方式中，虽然在变压器T的次级侧的电路构成了由二极管组成的整流电路，但是也可取代该二极管而设置整流用的FET进行同步整流。由此，能够减少次级侧的电路的损耗。
符号说明
Cb1、Cb2…电容器
CC1、CC2…恒流电路
D1～D4、D6、D9…二极管
Db…二极管
DB…二极管桥式电路
Ds、Df…二极管
Dz4…齐纳二极管
Lr…电感器
nb1…低侧驱动绕组
nb2…高侧驱动绕组
np…初级绕组
ns1、ns2…次级绕组
Q1…低侧开关元件
Q2…高侧开关元件
T…变压器
Vi…直流输入电源
Vo…输出电压
61～63…第2开关控制电路
65…第2开关控制电路
101～111…开关电源装置

Claims (8)

1.一种开关电源装置，具备：
电源电压输入部，其被输入输入电源电压；
直流电压输出部，其输出直流电压；
变压器，其具备初级绕组以及次级绕组；
低侧开关元件，其与所述初级绕组串联连接，且通过该低侧开关元件的接通而向所述初级绕组施加所述电源电压输入部的电压；
开关控制电路，其对所述低侧开关元件进行控制；和
整流平滑电路，其对从所述次级绕组输出的电压进行整流平滑，并将输出电压输出给所述直流电压输出部，
所述开关控制电路具有电流模式控制用开关控制IC，该电流模式控制用开关控制IC包括电流检测端子、反馈端子、零电压定时检测端子、开关元件控制信号输出端子，其中所述电流检测端子使本来在电力变换电路中的开关元件的接通期间内所述电力变换电路内流动的电流被检测为电压信号并被输入，所述电流模式控制用开关控制IC还包括通过使施加给所述电流检测端子的电压达到施加给所述反馈端子的电压而将对所述低侧开关元件关断的驱动信号从所述开关元件控制信号输出端子输出的单元，
所述开关控制电路具备：
反馈电压信号产生电路，其产生基于所述输出电压的反馈电压信号后向所述反馈端子施加；
驱动电压信号输出单元，其在检测出所述变压器的电压极性的反转时，接受被输入到所述零电压定时检测端子的信号后输出使所述低侧开关元件导通的驱动电压信号；和
基准电压产生电路，其产生电压随着自输出了所述驱动电压信号起的时间经过而发生变化的基准电压，将所述基准电压向所述电流检测端子输入，由此作为电压-时间变换电路起作用，所述开关电源装置在所述低侧开关元件的接通期间内流经所述低侧开关元件的电流未随着时间经过而单调增加的电力变换动作中，为了驱动所述低侧开关元件而利用了所述电流模式控制用开关控制IC。
2.根据权利要求1所述的开关电源装置，其中，
所述变压器具备低侧驱动绕组，
驱动电压信号输出单元基于所述低侧驱动绕组的电压来检测所述变压器的电压极性的反转。
3.根据权利要求1所述的开关电源装置，其中，
所述基准电压产生电路由电容器和恒流电路构成，该恒流电路依据所述驱动电压信号而以大致一定电流对所述电容器进行充电，
具备根据使所述低侧开关元件关断的所述驱动电压信号的电压来使所述电容器的电荷进行放电的电路。
4.根据权利要求2所述的开关电源装置，其中，
所述基准电压产生电路由电容器和恒流电路构成，该恒流电路依据所述驱动电压信号而以大致一定电流对所述电容器进行充电，
具备根据使所述低侧开关元件关断的所述驱动电压信号的电压来使所述电容器的电荷进行放电的电路。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的开关电源装置，其中，
具备输入商用交流电源电压来进行全波整流并输入至所述电源电压输入部的全波整流电路。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的开关电源装置，其中，
所述变压器具备高侧驱动绕组，
所述开关电源装置具备：高侧开关元件控制电路，其控制成使所述低侧开关元件和所述高侧开关元件夹着两个开关元件均成为断开的微小死区时间来交替地接通、断开。
7.根据权利要求6所述的开关电源装置，其中，
所述高侧开关元件控制电路具备：
导通信号传递电路，其在所述低侧开关元件断开时将在所述高侧驱动绕组所产生的电压供应给所述高侧开关元件的控制端子，使高侧开关元件导通；
双向恒流充放电电路，其与所述高侧驱动绕组连接，且使在该高侧驱动绕组生成的电压进行恒流化并对电容器进行充放电；和
开关元件，其通过由在所述低侧开关元件的断开期间且在所述高侧驱动绕组所感应的电压而被充电的所述电容器的电压超过阈值，由此转变状态，关断所述高侧开关元件。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的开关电源装置，其中，
在所述低侧驱动绕组具备整流平滑电路，该整流平滑电路对在该低侧驱动绕组生成的电压进行整流平滑并产生针对所述开关控制电路的直流电源电压。
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