CN104660020B

CN104660020B - 开关电源电路

Info

Publication number: CN104660020B
Application number: CN201410527509.1A
Authority: CN
Inventors: 菅原敬人
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2018-06-12
Anticipated expiration: 2034-10-09
Also published as: JP2015104170A; US9667140B2; JP6213183B2; CN104660020A; US20150137784A1

Abstract

本发明提供一种即使在将斩波器电路的输入侧和输出侧相连接的旁通二极管短路时，也能防止升压二极管的过热损坏的开关电源电路。包括被进行导通、断开控制以对流过电感的电流进行控制的半导体开关元件；储存从所述电感经由升压二极管输出的电力的输出电容器；使所述电感旁路并将施加于该电感的直流电压提供给所述输出电容器的旁路二极管；以及对所述半导体开关元件进行导通、断开控制的开关控制部，特别是包括动作频率抑制单元，该动作频率抑制单元检测出当所述旁路二极管短路时发生的电压变化并使对于所述半导体开关元件的开关频率降低。

Description

开关电源电路

技术领域

本发明涉及一种开关电源电路，即使在使斩波器电路的输入侧与输出侧之间的电路旁路的旁路二极管短路时，也能防止所述斩波器电路中的升压二极管的过热损坏。

背景技术

作为用作各种电子设备的电源部的直流电源装置，已知有临界模式PFC(功率因数改善)型的开关电源电路。该开关电源电路1例如图4中示出的简要结构那样，构成为包括被施加直流电压Vin的电感L、以及对流过该电感L的电流进行控制的半导体开关元件(以下简写为开关元件)SW的升压型斩波器电路。

此外，所述开关元件SW由开关控制部(电源IC)Scont进行导通、断开控制。另外，施加于所述电感L的所述直流电压Vin一般而言是经由二极管桥电路DB对交流电压Vac进行全波整流之后，利用输入电容器Cin对该整流输出进行平滑化而求出的。而且，从所述电感L经由升压二极管D1输出的直流电压Vout在储存于输出电容器Cout之后，提供给未图示的负载。

此外，图4中，Rv1、Rv2是检测出该开关电源电路1的输出电压(输出电容器Cout的电压)Vout并反馈给所述开关控制部Scont的分压电阻，而Ris是检测出该开关电源电路1的输出电流Is的分流电阻。而且，Rrt是用于对后述的PWM控制用的斜坡波信号的斜率进行调整的电阻。这些各电阻Rv1、Rv2、Ris、Rrt的电阻值根据开关电源电路1的输出电力规格而设定。

所述开关控制部Scont使用与输出到负载的输出电力(输出电压Vout)相对应的频率的脉冲信号P对所述开关元件SW进行导通、断开控制。根据该开关元件SW的导通(on)，流过所述电感L的电流从零增大。另外，当所述开关元件SW断开(off)时，流过所述电感L的电流下降至零。因而，所述开关控制部Scont起到斩波器的作用。

另外，在所述斩波器电路中，在其输入端与输出端之间设置有旁路二极管D2。该旁路二极管D2使该电感L和升压二极管D1旁路，以将施加于所述电感L的直流电压Vin施加到所述输出电容器Cout。所述旁路二极管D2起到防止因所述斩波器电路启动时的所述升压二极管D1的过电流所引起的过热损坏的作用。

即，在所述斩波器电路启动时，所述输出电容器Cout中未积累电荷，所述输出电压Vout为0V。由此，若在没有所述旁路二极管D2的状态下向所述斩波器电路施加交流输入电压，则从所述电感L通过所述升压二极管D1向所述输出电容器Cout流过较大的充电电流。于是，可能会因该充电电流而导致所述升压二极管D1发生过热损坏。然而，若包括上述的旁路二极管D2，则向所述输出电容器Cout的充电电流经由该旁路二极管D2流动。因而，能够保护所述升压二极管D1不会发生因所述充电电流所引起的过热损坏。

此外，作为上述旁路二极管D2，使用额定电流容量比所述升压二极管D1大的二极管以使得不会因上述充电电流而发生损坏。另外，所述旁路二极管D2仅在所述斩波器电路启动时使用，在所述开关元件SW导通、断开控制时不使用。由此，作为所述旁路二极管D2，也可为反向恢复时间较慢的二极管。

即，所述斩波器电路构成为以使得当所述开关元件SW进行导通、断开控制时，反向恢复时间较短的升压二极管D1进行工作，而当所述斩波器电路启动时，额定电流较大的旁路二极管D2进行工作。因而，通过包括所述旁路二极管D2，从而能够构建兼顾可靠性和效率的开关电源电路1。另外，对于这种结构的开关电源电路1，例如在专利文献1、2中有详细介绍。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2006/0033480号说明书

专利文献2：美国专利申请公开第2008/0316779号说明书

发明内容

发明所要解决的技术问题

在所述旁路二极管D2短路的情况下，当所述开关元件SW导通(on)时，如图5(a)所示，电流从所述电感L经由该开关元件SW流动。另外，当所述开关元件SW断开(off)时，如图5(b)所示，储存在所述电感L中的能量经由所述旁路二极管D2流动。

因此，当所述开关元件SW断开(off)时，串联地连接于该开关元件SW的电流检测用的电阻Ris中流过的电流迅速中断。于是，在执行使所述开关元件SW中的损耗减小的控制时经由所述电阻Ris的零电流检测的时刻变早。其结果是，对于所述开关元件SW的开关频率变高。

而且此时，所述输出电容器Cout的输出电压Vout经由短路的所述旁路二极管D2被规定为所述输入电压Vin，被抑制得较低。由此，所述开关控制部Scont为了使提供给所述输出电容器Cout的提供电力增大，执行使所述脉冲信号P的导通(on)宽度进一步扩大的PWM控制。于是，流过所述开关元件SW的电流增加，对于该开关元件SW的过电流检测功能起作用，所述开关元件SW断开(off)。

其结果是，当所述旁路二极管D2短路时，如图6(b)所示，所述开关元件SW以高于图6(a)所示的正常动作时的振荡频率进行连续动作。高于该正常动作时的振荡频率下的连续动作在因检测出过电流而向所述开关元件SW的导通宽度施加限制的最大导通宽度(最大导通宽度)下进行。

此时，随着所述开关元件SW的开关动作而经由所述升压二极管D1输出到所述输出电容器Cout的电流中叠加有经由所述旁路二极管D2流过的直流电流。因此，流过所述升压二极管D1的电流增加，可能会导致该升压二极管D1的异常发热。因此，作为所述升压二极管D1的异常发热措施，例如考虑将多个二极管进行并联连接来使用，或者使用比所需要的电流容量大的额定电流容量的二极管，然而这种措施成为成本上升的主要原因。

本发明是考虑上述情况而完成的，其目的在于，提供如下的简单结构的开关电源电路：在旁路二极管短路时，可防止半导体开关元件以较高的振荡频率进行连续动作，并且可防止升压二极管的异常发热。

解决技术问题所采用的技术方案

为了达到上述目的，本发明所涉及的开关电源电路包括：

电感，电感被施加直流电压；半导体开关元件，该半导体开关元件被进行导通、断开控制以对流过所述电感的电流进行控制；

输出电容器，该输出电容器储存从所述电感经由升压二极管输出的电力以提供给负载；

开关控制部，该开关控制部对所述半导体开关元件进行导通、断开控制，当该半导体开关元件导通时使流过所述电感的电流从零增大，并且当所述半导体开关元件断开时使流过所述电感的电流下降至零；

旁路二极管，当储存在所述输出电容器中的输出电压下降时该旁路二极管使所述电感旁路，将施加于该电感的直流电压提供给所述输出电容器；以及

动作频率抑制单元，该动作频率抑制单元在所述半导体开关元件断开之后根据流过该半导体开关元件的电流来检测所述旁路二极管的短路，在检测出短路时，使对于该半导体开关元件的开关频率降低。

即，本发明所涉及的开关电源电路是具有最大振荡频率限制功能的临界模式PFC(功率因数改善)型的开关电源电路，其特征在于，包括动作频率抑制单元，该动作频率抑制单元设置所述半导体开关元件的动作停止期间，由此使实质性(平均)的所述开关频率降低。

另外，所述开关控制部具有如下的临界模式功率因数改善功能：检测所述输出电容器的输出电压，并且检测流过所述电感的电流以使所述半导体开关元件的开关频率变化。

另外，所述动作频率抑制单元包括：旁路二极管短路检测电路，该旁路二极管短路检测电路根据流过所述半导体开关元件的电流方向来检测所述旁路二极管的短路；以及旁路二极管短路保护电路，该旁路二极管短路保护电路根据该旁路二极管短路检测电路的输出，在一定期间内禁止生成对所述半导体开关元件进行导通、断开控制的脉冲信号。

优选为，所述旁路二极管短路保护电路构建为如下的输出控制单元：在一定期间内停止向该半导体开关元件施加从所述开关控制部输出以对所述半导体开关元件进行导通、断开控制的脉冲信号。

发明效果

根据本发明，根据在半导体开关元件断开之后由流过该半导体元件的电流所产生的电压、特别是与流过所述半导体开关元件的电流方向相对应地产生的电压的极性，检测所述旁路二极管的短路。而且，包括动作频率抑制单元，当检测出所述旁路二极管短路时，该动作频率抑制单元使所述半导体开关元件的开关频率降低。因而，能够减小检测出所述旁路二极管短路时的所述半导体开关元件的实际(平均)的开关频率。其结果是，能够抑制流过升压二极管的平均电流，能够有效地防止其异常发热。

而且，由于能够抑制流过升压二极管的电流本身，因此，不需要如以往那样将多个二极管并联连接来使用，或者使用比所需要的电流容量大的额定电流容量的二极管等异常发热对策。特别是，若在组装入作为电源IC实现的所述开关控制部的控制电路中实现动作频率抑制单元，则几乎无需改变既有的电源IC的电路结构(电路规模)便能够有效地防止所述升压二极管的异常发热。

附图说明

图1是构成本发明的一个实施方式所涉及的开关电源电路的主要部分的开关控制部的简要结构图。

图2是表示图1所示的开关控制部中的旁路二极管短路检测电路和旁路二极管短路保护电路的结构例的图。

图3是用于说明旁路二极管短路时的保护动作的波形图。

图4是临界模式PFC(功率因数改善)型的开关电源电路的简要结构图。

图5是用于说明旁路二极管短路时的电流流动的示意图。

图6是用于说明正常动作时和旁路二极管短路时的IS端子电压的区别的波形图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的一个实施方式所涉及的开关电源电路1。

本发明所涉及的开关电源电路1基本上作为图4所示的具有最大振荡频率限制功能的临界模式PFC(功率因数改善)型的直流-直流转换器来实现。特别是，本发明所涉及的开关电源电路1的特征在于，例如如图1所示构成对半导体开关元件(开关元件)SW进行导通、断开控制以对流过电感L的电流进行控制的开关控制部Scont。该开关控制部Scont具有对脉冲信号进行PWM控制(频率控制)以使输出电压Vout恒定的输出电压控制功能，该脉冲信号对所述开关元件SW进行导通、断开控制。而且所述开关控制部Scont作为具有例如最大振荡频率限制功能以及过电流检测功能等的电源IC10来实现。

此外，关于作为直流-直流转换器实现的开关电源电路1的整体基本结构如上所述，因此省略其重复说明。

对于作为电源IC10实现的所述开关控制部Scont，基本上输入经由所述分压电阻Rv1、Rv2检测出的输出电压Vout以及经由所述分流电阻Ris检测出的输出电流Is，对所述开关元件SW进行导通、断开控制。即，所述电源IC10如图1所示，包括输出电压检测用的放大器11、过电流检测用的第一比较器12、零电流检测用的第二比较器13、以及PWM控制用的第三比较器14。所述第一比较器12实现上述的过电流检测功能。另外，所述第三比较器14对脉冲信号Pout进行脉宽控制，该脉冲信号Pout对所述开关元件SW进行导通、断开控制。

此外，图4所示的所述电阻Ris中作为电压降检测出的与所述输出电流Is相当的电压经由电平移位电路15被取入电源IC10。而且表示该输出电流Is的电流检测电压被提供给所述第一比较器12以供过电流检测，并且经由滤波器电路16进行滤波之后被提供给所述第二比较器13以供零电流检测。

这里，所述放大器11输出经由图4所示的所述分压电阻Rv1、Rv2对所述输出电容器Cout的充电电压(输出电压)Vout进行分压检测的反馈电压与预先设定的基准电压Vref1之间的电压差所对应的电平的电压。特别是，该放大器11是反转型的，与所述基准电压Vref1相比所述反馈电压越高，越是降低其输出电压电平。另外，所述放大器11中，与所述基准电压Vref1相比所述反馈电压越低，越是提高其输出电压电平。

即，所述放大器11在由于负载中的功耗较大因而所述输出电压Vout的下降较大的情况下，即所述输出电压Vout变低的重负载时，提高其输出电压电平。相反地，在所述负载中的功耗较小从而所述输出电压Vout的下降较少的情况下，即输出电压Vout变高的轻负载时，所述放大器11降低其输出电压电平。由此，电平根据输出电压Vout而发生变化的来自所述放大器11的输出电压如图4所示由外置于该电源IC10的电容器Ccomp进行平滑化。同时，来自所述放大器11的输出电压作为对于后述的斜坡波信号的比较基准电压被提供给上述的PWM控制用的所述第三比较器14。

另一方面，产生PWM控制用的斜坡波信号的所述振荡器17根据所述电阻Rrt的设定值来设定上述斜坡波信号的斜率、即电平增加的程度。所述振荡器17接收从所述第二比较器13输出的零电流检测信号、或者后述的重启定时器电路18的输出，将所述斜坡波信号进行归零重置。而且，所述振荡器17将重置解除的时刻作为起点生成所述斜坡波信号。通过该振荡器17的归零重置，所述斜坡波信号被锯齿状地划分，来决定该斜坡波信号的一个周期。另外，所述振荡器17输出与所述斜坡波信号的生成时刻同步的所述脉冲信号P，以用于所述触发器电路19的设置。

上述的PWM控制用的第三比较器14对从所述振荡器17输出的斜坡波信号、和与所述输出电压Vout相对应的作为比较基准电压的所述放大器11的输出电压进行比较。而且，所述第三比较器14在每次斜坡波信号的电平高于所述比较基准电压时，输出对于所述触发器电路19的重置信号。此外，还经由运放电路32向该触发器电路19施加由所述第一比较器12得到的过电流检测信号以作为重置信号。

具体而言，所述第三比较器14在重负载时、所述放大器11输出的所述比较基准电压的电平变高的情况下，在所述斜坡波信号的电平达到该比较基准电压的电平为止的长期间内将该输出保持在L电平之后，使该输出反转成H电平。另外，相反地在轻负载时、所述放大器11输出的所述比较基准电压的电平变低的情况下，所述第三比较器14在所述斜坡波信号的电平达到该比较基准电压的电平为止的短期间内将该输出保持在L电平之后，使该输出反转成H电平。

即，所述第三比较器14在与表示负载轻重的所述输出电压Vout的大小相对应的时刻，将以所述斜坡波信号的生成时刻为基准被设定为L电平的输出反转成H电平。而且，所述第三比较器14在所述振荡器17被重置而重新生成所述斜坡波信号之前，再次将该输出设定为L电平。通过重复该动作使得所述第三比较器14的输出为L电平的期间根据所述输出电压Vout的大小而发生变化。因而，所述第三比较器14根据表示负载轻重的所述输出电压Vout，输出对脉冲宽度进行控制的L电平的信号。

而且，重置优先型的所述触发器电路19基本上根据从所述振荡器17输出的脉冲信号P，与所述斜坡波信号的生成时刻同步地被置位。而且，所述触发器电路19由所述第三比较器14的输出进行重置。因而，所述触发器电路19的输出Q从所述斜坡波信号的生成时刻开始在所述第三比较器14的输出的反转时刻的期间内为H电平。这里，作为所述触发器电路19的输出Q，可得到被PWM控制后的脉冲宽度的脉冲信号Pout。该脉冲信号Pout经由驱动器电路21被施加到所述开关元件SW，对该开关元件SW进行导通、断开控制。

此外，所述触发器电路19稳定地如上述那样进行动作，但在由所述第一比较器12检测出过电流时，由来自该第一比较器12的H电平的过电流检测信号而被强制性地重置。由于因该过电流检测信号而引起的所述触发器电路19的强制性重置，使得该触发器电路19的输出Q反转成L电平。而且，由于该触发器电路19的强制性重置，使得经由所述驱动器电路21的所述开关元件SW的导通(on)驱动被禁止，由此可保护该开关元件SW和负载不受过电流的影响。

所述触发器电路19的输出Q还被用于所述重启定时器电路18的重置。该重启定时器电路18在根据所述触发器电路19的输出Q而被重置的状态下，当所述第二比较器13中检测出零电流时，根据该第二比较器13输出的零电流检测信号而被置位。此外，所述零电流检测信号经由延迟电路20进行延迟控制，并进行时刻调整以施加到所述重启定时器电路18。所述重启定时器电路18在所述第二比较器13发出所述零电流检测信号起一定时间之后输出重启定时器信号。

即，正常的控制中，当所述第二比较器13中检测出零电流时，根据经由所述延迟电路20进行延迟控制后的零电流检测信号，所述振荡器17被重置。之后，来自所述振荡器17的所述脉冲信号P被施加到所述触发器电路19。然而，若在向所述触发器电路19输入所述脉冲信号P的时刻向该触发器电路19输入上述的重置信号，则所述触发器电路19失去该置位时刻。此时，为了对所述触发器电路19进行置位，以使其输出Q反转成H电平，例如需要再次重置所述振荡器17。

关于这一点，所述重启定时器电路18在根据经由所述延迟电路20进行时刻调整后的所述零电流检测信号而被置位之后，如上所述在一定时间之后输出所述重启定时器信号。然后，所述重启定时器电路18将所述重启定时器信号经由运放电路31提供给所述振荡器17，从而重置所述振荡器17。此外，所述延迟电路20中的延迟时间根据所述电阻Rrt的设定值而设定。

以上是所述电源IC10所具有的基本结构及其功能、以及正常动作时的控制动作。

这里，对于上述的旁路二极管D2短路时的所述开关电源电路1的动作，进行稍详细的说明。在所述旁路二极管D2正常工作的正常动作时，如图6(a)所示，若经由所述电阻Ris检测出而输入到所述电源IC10的IS端子的电流检测电压变为0V，则输出到该电源IC10的输出(OUT)端子的信号成为H电平。根据该信号，所述开关元件SW导通，如图6(a)所示，所述电流检测电压成为负值。输入到该IS端子的所述电流检测电压的负值的变化示出取决于所述电感L的电感值以及施加于该电感L的两端的电压的倾斜。而且，若输出到所述输出端子的信号变成L电平，则输入到所述IS端子的所述电流检测电压朝向零(0)上升。

与此相对地，若所述旁路二极管D2短路，则在所述开关元件SW导通的期间中，如图5(a)所示，电流从所述电感L经由所述开关元件SW流动。而且，由于该电流，能量储存在所述电感L中。之后，当所述开关元件SW断开时，向所述开关元件SW的漏极施加在所述输出电压Vout上叠加所述升压二极管D1的正向电压降后的电压。此时，如图5(c)所示，电流通过所述开关元件SW的源极、漏极间的寄生电容Cds而流动。即，尽管所述开关元件SW断开，但由于经由所述寄生电容Cds流动的电流而在所述电阻Ris上产生电位差。然后向所述电源IC10的IS端子施加正的电流检测电压。该正的电流检测电压在所述开关元件SW的断开期间朝向0V下降。

由此，若所述开关元件SW刚断开后的所述IS端子的电压为正值，则判断为所述电源IC10成为零电流检测状态。然后，所述电源IC10经过由所述延迟电路20调整后的时刻，对所述开关元件SW进行导通驱动。然而，此时，由于所述开关元件SW的断开期间较短，因此流过所述电感L的电流不会下降至零(0)。

因此，在所述开关元件SW导通的瞬间流过大电流。于是，由于根据该电流，所述电源IC10中的过电流保护功能进行动作，因此所述开关元件SW立即断开。其结果是，储存在所述电感L中的能量保持不放电的状态，如图6(b)所示，所述开关元件SW继续高速地进行开关动作。然后，若这种动作状态继续，则所述升压二极管D1会发生异常发热，有时会导致过热损坏。

本发明是着眼于这样的所述旁路二极管D2短路时的开关电源电路1的行为而完成的。特别是，本发明所涉及的开关电源电路1着眼于所述开关元件SW的断开期间中的所述IS端子的电压变化，其特征在于构成为：捕捉施加于该IS端子的电压成为正值的现象，来执行对于所述升压二极管D1的保护动作。

具体而言，其特征在于，在所述电源IC10中设置有动作频率抑制单元，该动作频率抑制单元着眼于所述IS端子的电压变化而对所述旁路二极管D2的短路进行检测，当检测出短路时，使对于所述开关元件SW的开关频率降低。该动作频率抑制单元如图1所示，包括着眼于所述IS端子的电压变化而对所述旁路二极管D2的短路进行检测的旁路二极管短路检测电路22、以及接收该旁路二极管短路检测电路22的输出以使所述触发器电路19强制性地重置的旁路二极管短路保护电路23。

所述旁路二极管短路检测电路22例如如图2所示，包括对从所述IS端子经由所述电平移位电路15输入的信号S1和预定的基准电压Va进行比较的比较器24。所述信号S1是表示从所述开关元件SW经由所述电阻Ris流过的电流的所述电流检测电压。所述比较器24在所述电平移位后的信号S1超过所述基准电压Va时，即经由所述IS端子检测出的电压超过旁路二极管短路检测电压时，输出H电平的信号。另外，所述旁路二极管短路检测电路22包括使从所述触发器电路19输出的信号S2反转的逻辑反转电路25。

而且，所述旁路二极管短路检测电路22构成为，在所述信号S2为L电平，所述开关元件SW为断开状态，该状态下所述比较器24的输出为H电平时，经由与电路26输出表示所述旁路二极管D2短路的短路检测信号S3。换言之，所述旁路二极管短路检测电路22构成为，尽管所述开关元件SW为断开状态，但当电流经由该开关元件SW流动时，将其作为所述旁路二极管D2的短路检测出。

另外，所述旁路二极管短路保护电路23包括比较器27，该比较器27对从所述放大器11输出而作为比较基准电压提供给所述第三比较器14的信号S5、和预定的基准电压Vb进行比较。该比较器27在所述信号S5低于所述基准电压Vb时，输出H电平的信号。另外，所述旁路二极管短路保护电路23包括计数器28，该计数器28根据所述比较器27的输出而被重置，对所述旁路二极管短路检测电路22的输出信号S3进行计数。

该计数器28对由所述旁路二极管短路检测电路22检测出所述旁路二极管D2短路的次数进行计数，例如当其计数值成为“3”时，如图3所示，输出用于保护所述升压二极管D1的H电平的信号S4。该计数器28起到防止因所述旁路二极管D2的短路误检测而引起的保护功能误动作的作用。

而且，所述旁路二极管短路保护电路23包括开关29，该开关29由根据从所述计数器28输出的H电平的信号S4而进行导通驱动的n沟道型MOS-FET构成。该开关29在导通时经由恒流源30将从所述放大器11输出的信号S5强制性地降低至0V。

从这样构成的所述旁路二极管短路保护电路23输出的信号S4如图1所示，经由运放电路32提供给所述触发器电路19。然后，根据所述信号S4，所述触发器电路19强制性地被重置。即，所述触发器电路19即使同时被输入置位信号和重置信号，也优先地进行重置动作。因而，在检测出所述旁路二极管D2短路而所述信号S4成为H电平的期间中，即使从所述振荡器17提供置位信号P，所述触发器电路19也不会被置位。因而，也不会从所述输出端子输出对于所述开关元件SW的驱动信号。

其结果是，在检测出所述旁路二极管D2短路时，所述开关元件SW的导通、断开驱动停止。而且，储存在所述电感L中的能量保持不放电的状态下的该开关元件SW的高速开关动作被禁止。因而，可防止伴随着所述开关元件SW的高速开关动作的所述升压二极管D1的温度上升，可防止其过热损坏。

此外，对于如上述那样启动的所述升压二极管D1的保护动作的解除，例如如下述那样来执行。即，在该实施方式中，若从所述计数器28输出的信号S4成为H电平，则由此所述开关29导通。于是，由于所述恒流源30，与所述电源IC10的COMP端子相连接的电容器Ccomp放电，如图3所示，所述信号S5的电压电平降低。

另外，提供给所述比较器27的所述基准电压Vb被设定为低于正常动作时的所述COMP端子的动作电压范围。而且，当所述信号S5的电压电平低于所述基准电压Vb时，所述比较器27的输出成为H电平，所述计数器28被重置。通过重置该计数器28，所述触发器电路19的重置被解除。

更具体而言，例如如图3所示，当与从所述输出端子输出的信号同相的所述信号S2为L电平时，若从所述IS端子提供的所述信号S7超过基准电压Va’，则所述升压二极管短路检测电路22输出的信号S3成为H电平。此外，上述基准电压Va’表示将所述基准电压Va换算成经由所述电平移位电路15之前的信号电平后的电压。

而且，当重复了三次上述动作时，所述计数器28的输出信号S4成为H电平。另外，与从所述输出端子输出的信号同相的所述信号S2成为L电平。同时在所述信号S4变成H电平的时刻，与所述COMP端子相连接的所述电容器Ccomp放电，所述信号S5的电压电平逐渐降低。之后，在所述信号S5的电压电平降低至所述基准电压Vb的时刻，所述计数器28的输出信号S4成为L电平，所述触发器电路19的重置被解除，再次开始所述开关元件SW的开关动作。

这里，在所述触发器电路19的重置被解除时，若所述旁路二极管D2的短路状态被消除，则所述开关电源电路恢复成正常的动作控制状态。然而，在所述旁路二极管D2的短路状态未被消除的情况下，重复上述的短路检测和短路保护动作。此时，在从解除所述保护动作开始到检测出短路为止的期间，所述开关元件SW在所述旁路二极管D2短路的状态下重复进行开关动作。而且，伴随着该开关动作，所述升压二极管D1的温度上升。然而，所述开关元件SW的开关动作期间与上述的保护动作下的开关动作停止期间相比较短。因而，能够抑制所述升压二极管D1的温度上升，且能够防止该升压二极管D1的过热损坏。

根据这样如上述那样构成并进行动作的包括所述电源IC10的开关电源电路1，能够简单且有效地采取对于所述升压二极管D1的异常发热对策。因而，不需要如以往那样将多个二极管并联连接来使用，或者使用比所需要的电流容量大的额定电流容量的二极管。而且，根据经由所述电源IC10所包括的IS端子检测出的信号S1，检测出所述旁路二极管D2的短路，能够使对于所述升压二极管D1的保护动作起作用。因而，不需要改变所述电源IC10自身的输入输出端子数量(引脚数量)。由此，无需改变搭载所述电源IC10的印刷电路基板，便能提高(升级)开关电源电路1的功能。

此外，本发明并不局限于上述的实施方式。例如，也可为，在保护动作时使所述电源IC10的驱动电压降低以对该电源IC10进行初始重置，由此解除保护动作。另外，也可为，使用外置于所述电源IC10的专用的定时器电路在一定时间内禁止所述驱动器电路21的输出，由此使所述开关元件SW的导通、断开驱动停止。

而且，也可为，在检测出所述旁路二极管D2短路时，改变所述电源IC10的动作模式自身，例如延长所述延迟电路20的延迟时间等，由此使所述开关频率降低以防止所述升压二极管D1的异常发热。此外，本发明可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变形来实施。

标号说明

1 开关电源电路(直流-直流转换器)

10 电源IC(开关控制部)

11 放大器(输出电压检测用)

12 第一比较器(过电流检测用)

13 第二比较器(零电流检测用)

14 第三比较器(PWM控制用)

15 电平移位电路

16 滤波器电路

17 振荡器

18 重启定时器电路

19 触发器(FF)电路

20 延迟电路

21 驱动器电路

22 旁路二极管短路检测电路

23 旁路二极管短路保护电路

SW 半导体开关元件(开关元件)

DB 二极管桥电路

L 电感

D1 升压二极管

D2 旁路二极管

Cin 输入电容器

Cout 输出电容器

Scont 开关控制部

Claims

1.一种开关电源电路，包括：

电感，电感被施加直流电压；

半导体开关元件，该半导体开关元件被进行导通、断开控制以对流过所述电感的电流进行控制；

动作频率抑制单元，该动作频率抑制单元在所述半导体开关元件断开之后根据流过该半导体开关元件的电流来检测所述旁路二极管的短路，在检测出短路时，使对于所述半导体开关元件的开关频率降低。

2.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，

所述开关控制部具有如下的临界模式功率因数改善功能：检测来自所述输出电容器的输出电压，并且检测流过所述电感的电流以使所述半导体开关元件的开关频率变化。

3.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，

所述动作频率抑制单元包括：旁路二极管短路检测电路，该旁路二极管短路检测电路根据流过所述半导体开关元件的电流方向来检测所述旁路二极管的短路；以及

旁路二极管短路保护电路，该旁路二极管短路保护电路根据该旁路二极管短路检测电路的输出，在一定期间内禁止生成对所述半导体开关元件进行导通、断开控制的脉冲信号。

4.如权利要求3所述的开关电源电路，其特征在于，

所述旁路二极管短路保护电路是如下的输出控制单元：该输出控制单元在一定期间内停止向该半导体开关元件施加从所述开关控制部输出以对所述半导体开关元件进行导通、断开控制的脉冲信号。