CN107093951A - 开关电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明降低从突发控制的开关停止恢复到开关动作时发生的损耗及噪音。在突发控制的开关停止的期间，包含与开关元件并联连接的寄生电容的LC共振电路进行共振，高位基准电压(VS)振动。VS底部检测电路(28)中，在高位基准电压检测信号(vs_det)每次低于具有该波高值的中心的值的基准电压(Vvs_ref)时，比较器(41)输出H电平的信号。计数器电路(42)对规定数的H电平的信号计数后，延迟电路(43)延迟高位基准电压(VS)的振动周期的1/4的时间，在达到VS底部时输出开关恢复信号(bur_sw_on)。通过在该定时执行开关动作的恢复，可降低损耗及噪音。

Description

开关电源装置
技术领域
本发明涉及开关电源装置，尤其涉及具备电流共振型的DC-DC开关转换器，降低轻负载时的突发控制中开关恢复时的损耗及噪音的开关电源装置。
背景技术
电流共振型的DC-DC开关转换器适于高效率化、薄型化，因此广泛用于电视等的开关电源装置。这样的开关电源装置中，除了为了将输出电压控制为一定之外，为了改善轻负载时的效率，实施自动突发控制。
自动突发控制是指下述控制方式：检测表示负载重或轻的负载状态，若负载轻，则从正常控制(通常控制)切换到暂时休止开关的突发控制，若负载重，则从突发控制返回正常控制。
突发控制中，若使开关停止则输出电压降低，因此，若输出电压成为规定的电压以下则使开关恢复，使得输出电压不会降低到规定的电压以下(例如，参照专利文献1)。
图9是表示现有的开关电源装置的构成例的电路图，图10是表示现有的控制IC的构成例的图，图11是表示现有的负载检测电路的构成例的电路图，图12是现有的负载检测电路的点A处的电压发生时序图，图13是现有的突发控制的时序图。另外，以下的说明中，端子名和该端子处的电压、信号等也有用相同标号说明的情况。
现有的开关电源装置如图9所示，其输入端子10p、10n与输入电容C1连接，接受直流的输入电压Vi。该输入电压Vi可以设为将交流电源的电压整流及平滑后的直流电压，或，通过由功率因数改善电路生成的高压而设为一定的直流电压。
另外，输入端子10p、10n与高位(high side)的开关元件Qa和低位(low side)的开关元件Qb的串联电路连接，构成半桥电路。图示的例中，开关元件Qa、Qb使用N沟道MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)。
开关元件Qa、Qb的共同的连接点与变压器T1的一次绕组P1的一端连接，一次绕组P1的另一端经由共振电容C5接地。这里，由变压器T1的一次绕组P1的励磁电感、处于一次绕组P1和二次绕组S1、S2之间的漏电感(泄漏电感)构成的共振电感和共振电容C5构成共振电路。另外，开关元件Qa、Qb的漏极端子和源极端子分别与电容Ca、Cb连接。这些电容Ca、Cb是包含外接电容、MOSFET的输出电容、变压器T1的正极侧和负极侧的寄生电容等的等效电容。
变压器T1的二次绕组S1的一端与二极管D3的阳极端子连接，二次绕组S2的一端与二极管D4的阳极端子连接。二极管D3、D4的阴极端子与输出电容C6的正极端子及输出端子11p连接。输出电容C6的负极端子与二次绕组S1、S2的共同的连接点及输出端子11n连接。二次绕组S1、S2、二极管D3、D4及输出电容C6构成将在二次绕组S1、S2产生的交流电压整流并平滑从而转换为直流电压的电路，构成开关电源装置的输出电路。输出端子11p、11n与未图示负载连接。
输出端子11p经由电阻R8与光电耦合器PC1的发光二极管的阳极端子连接，发光二极管的阴极端子与分路调节器SR1的阴极端子连接。发光二极管的两端的阳极端子及阴极端子与电阻R6并联。分路调节器SR1的阳极端子与输出端子11n连接。分路调节器SR1具有参考端子，该参考端子与串联连接在输出电容C6的正极端子和负极端子之间的电阻R9、R10的连接点连接。分路调节器SR1的参考端子和阴极端子之间，连接有电阻R7及电容C7的串联电路。该分路调节器SR1使内置的基准电压与将输出电压Vo(输出电容C6的两端电压)分压后的电位的差相应的电流流过发光二极管。光电耦合器PC1的光电晶体管的集电极端子与控制IC(集成电路)(开关控制电路)12的FB端子连接，发射极端子接地，在集电极端子及发射极端子间并联连接有电容C2。该光电耦合器PC1及分路调节器SR1构成将输出电压Vo和基准电压的误差反馈给控制IC12的反馈电路。
控制IC12具有与输入电容C1的正极端子连接的VH端子、接地的GND端子。另外，控制IC12还具有经由电阻R1与高位的开关元件Qa的栅极端子连接的HO端子、经由电阻R2与低位的开关元件Qb的栅极端子连接的LO端子。控制IC12还具有VB端子、VS端子、CA端子、IS端子及VCC端子。在VB端子和VS端子之间，连接有电容C4，VS端子与开关元件Qa、Qb的共同的连接点连接。CA端子与电容Cca的一端连接，电容Cca的另一端接地。IS端子连接到与共振电容C5并联的电容Cs及电阻Rs的串联电路的共同连接点。电容Cs及电阻Rs的串联电路是将共振电流分流的分流电路，由该分流电路分流后的电流通过电流检测用的电阻Rs变换为电压信号，作为表示共振电流的信号输入到控制IC12的IS端子。VCC端子与电容C3的正极端子连接，电容C3的负极端子接地。另外，VCC端子还与二极管D2的阳极端子连接，该二极管D2的阴极端子与VB端子连接。另外，为了简化图面省略了图示，但是VCC端子经由二极管与变压器T1具备的辅助绕组连接。该开关电源装置启动后，利用在该辅助绕组产生的电压对电容C3充电，将电容C3用作控制IC12的电源。
控制IC12如图10所示，具有输入端子与VH端子连接的启动电路21，启动电路21的输出端子与VCC端子及低位驱动电路25连接。FB端子与振荡电路22的输入端子连接，输出导通触发信号on_trg及截止触发信号off_trg的振荡电路22的输出端子与控制电路23连接。输出控制电路23的高位驱动信号hi_pre的输出端子与高位驱动电路24的输入端子连接，输出控制电路23的低位驱动信号lo_pre的输出端子与低位驱动电路25的输入端子连接。高位驱动电路24的输出端子与HO端子连接，低位驱动电路25的输出端子与LO端子连接。另外，高位驱动电路24还与高位的电源用的VB端子及成为高位的基准电压的VS端子连接。另外，高位驱动电路24将检测到VS端子的电压的高位基准电压检测信号vs_det提供给控制电路23。CA端子及IS端子与负载检测电路26连接。该负载检测电路26从控制电路23接受与VS端子的电压对应的信号sw_ctrl，向突发控制电路27提供突发使能信号bur_en。突发控制电路27从振荡电路22接受导通触发信号on_trg，从负载检测电路26接受突发使能信号bur_en，向控制电路23提供开关控制信号sw_stop。
启动电路21开始开关动作前，向VCC端子提供启动电流，确保控制IC12的电源电压VCC。振荡电路22发生开关频率由FB端子的电压来控制的导通触发信号on_trg及截止触发信号off_trg。控制电路23根据开关频率，向高位驱动电路24及低位驱动电路25提供高位驱动信号hi_pre及低位驱动信号lo_pre，使高位和低位交替动作。负载检测电路26在一次侧检测二次侧的负载状态。
负载检测电路26如图11所示，具有串联连接的开关sw1、sw2，开关sw1的一个端子与控制电路23的IS端子连接，开关sw2的一个端子与控制电路23的GND端子连接。IS端子与包含电容Cs及电阻Rs的分流电路30连接，输入将共振电流变换为电压信号后的信号IS。开关sw1、sw2的共同的连接点即点A经由电阻Rf与控制电路23的CA端子连接。CA端子与电容Cca连接，包含电阻Rf及电容Cca的平均化电路31对点A的电压信号A进行平均化。另外，开关sw1的控制端子与从控制电路23接受信号sw_ctrl的sw_ctrl端子连接，开关sw2的控制端子经由倒相电路32与sw_ctrl端子连接。这里，开关sw1、sw2及倒相电路32构成切换电路33，利用信号IS等，在点A生成与输入电流成比例的电压信号A。
负载检测电路26具有自动突发控制信号生成电路34。该自动突发控制信号生成电路34具备比较器35。该比较器35的反相输入端子与CA端子连接，向非反相输入端子提供用于判定轻负载的阈值即基准电压Vref1h/Vref1l。基准电压Vref1h/Vref1l具有2个值，从而，比较器35构成迟滞比较器。
负载检测电路26从控制电路23接受信号sw_ctrl。该信号sw_ctrl如图12所示，与VS端子的高位基准电压VS相当。即，HO端子的电压HO及LO端子的电压LO交替成为H(高)电平，高位基准电压VS为H电平时，信号sw_ctrl成为H电平，高位基准电压VS为L(低)电平时，信号sw_ctrl成为L电平。
从而，开关sw1从高位基准电压VS的上升到下降为止成为导通，向点A施加与高位的电流I_Qa即输入到开关电源装置的输入电流成比例的电压。开关sw2从高位基准电压VS的下降到上升为止成为导通，使点A跌落至接地电位，向点A施加与该期间的高位的电流I_Qa成比例的电压(＝零。这是因为，该期间高位的开关元件Qa截止，因此输入电流成为零。)。从而，向点A施加与高位的电流I_Qa(输入电流)成正比例的电压，该电压由平均化电路31进行平均化，平均化后的电压CA成为表示负载状态的信号。即，负载状态即输出功率在除去变换损耗后等于输入功率，输入功率为输入电流和输入电压Vi的积，因此，若输入电压Vi一定，则输入电流(的平均值)成为表示负载状态的信号。
表示负载状态的电压CA被提供给自动突发控制信号生成电路34，判断负载重或轻。即，重负载时，共振电流大量流过，电压CA比基准电压Vref1h高，因此，比较器35向突发控制电路27提供L电平的突发使能信号bur_en。另一方面，若为轻负载，则电压VCA比基准电压Vref1l低，比较器35向突发控制电路27提供H电平的突发使能信号bur_en。
突发控制电路27若从负载检测电路26接受H电平的突发使能信号bur_en，则开始突发控制，对控制电路23生成周期性进行开关及开关停止的开关控制信号sw_stop。即，突发控制期间，控制电路23如图13所示，将由进行开关的期间Tpb1和停止开关的期间Tpb2组成的周期Tpb作为一个周期，反复进行开关动作及停止。
图示的例中，突发控制电路27通过内置的计数器对振荡电路22输出的导通触发信号on_trg计数，若计数值变为“5”，则将开关控制信号sw_stop设为H电平。从而，下一个导通触发信号on_trg变为无效，高位的HO端子的电压HO保持L电平，开关动作停止。接着，若无效的导通触发信号on_trg的计数值变为“3”，则开关控制信号sw_stop变为L电平。从而，下一个导通触发信号on_trg变为有效，与该导通触发信号on_trg的上升同步地从低位的LO端子输出H电平的电压LO，开关恢复。
这里，在开关动作停止的期间Tpb2，即，开关元件Qa、Qb截止的状态下，由包含电容Ca、Cb的LC电路发生共振现象。此时，在变压器T1的一次绕组P1的一端呈现的电压(VS端子的高位基准电压VS)及流过一次绕组P1的电流ILr如图13所示，以周期Tp1振动。该周期Tp1由下式来表示：
周期Tp1＝2*π√(L*C)
其中，L是变压器T1的共振电感和励磁电感的合成电感。另外，C等效于并联的电容Ca、Cb及与其串联的共振电容C5的合成电容。即，若电容Ca、Cb的电容值设为Ca、Cb，共振电容C5的电容值设为Cr，则C成为
C＝(Ca+Cb)*Cr/(Ca+Cb+Cr)
即，在突发控制的期间中，开关的恢复在LC电路共振的状态下进行。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015-104246号公报
发明内容
突发控制中的开关恢复的定时是从振荡电路22输出的导通触发信号on_trg的上升的定时。此时，由于VS端子的高位基准电压VS总是变动，因此，在高位基准电压VS高的定时，低位的开关元件Qb有可能导通。此时，若开关恢复时的高位基准电压VS设为VS_ON，则电容Ca、Cb的能量损耗Ploss成为
Ploss＝0.5*(Ca+Cb)*VS_ON^2
即，电容Ca、Cb的能量损耗Ploss与开关恢复时的电压VS_ON的二次方成比例，因此，开关恢复时的电压VS_ON越高，电容Ca、Cb的能量损耗Ploss越大。另外，开关恢复时，电容Ca、Cb积蓄的电荷因开关元件Qb而瞬间地放电，因此，存在因流过大电流而产生噪音的问题。
本发明鉴于上述问题点而完成，其目的在于提供降低突发控制中的开关恢复时发生的损耗及噪音的开关电源装置。
解决问题所采用的技术方案
本发明为了解决上述的问题，提供电流共振型的开关电源装置，其具备：串联连接的第1开关元件及第2开关元件；与上述第1开关元件或上述第2开关元件并联连接的共振电感和共振电容的串联电路；与上述第1开关元件及上述第2开关元件并联连接，且在上述第1开关元件及上述第2开关元件停止开关时与上述串联电路一起形成共振电路的第1电容及第2电容；以及交替地对上述第1开关元件及上述第2开关元件进行开关控制的开关控制电路。该开关电源装置的上述开关控制电路具备：接受表示负载状态的信号并检测负载状态的负载检测电路；在上述负载检测电路检测为轻负载的负载状态时将上述开关控制从正常控制切换到反复进行开关动作和开关停止的突发控制的突发控制电路；以及检测上述第1开关元件和上述第2开关元件的连接点处的高位基准电压变为最低的定时的高位基准电压底部检测电路，若上述高位基准电压底部检测电路检测到上述高位基准电压变为最低的定时，则上述突发控制电路从上述开关停止恢复成上述开关动作。
发明效果
上述构成的开关电源装置将突发控制中开关恢复的定时设定成高位基准电压最低的时刻，因此，具有可以显著降低损耗及噪音的产生的优点。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的开关电源装置的控制IC的构成例的图。
图2是表示生成第1实施方式的开关控制信号的关联电路的图。
图3是表示第1实施方式的振荡器的一例的电路图。
图4是表示第1实施方式的开关控制信号的时序图。
图5是表示第1实施方式的突发控制的时序图。
图6是表示第2实施方式所涉及的开关电源装置的构成例的电路图。
图7是表示第2实施方式所涉及的开关电源装置的控制IC的构成例的图。
图8是表示生成第2实施方式的开关控制信号的关联电路的图。
图9是表示现有的开关电源装置的构成例的电路图。
图10是表示现有的控制IC的构成例的图。
图11是表示现有的负载检测电路的构成例的电路图。
图12是表示现有的负载检测电路的点A处的电压发生时序图。
图13是表示现有的突发控制的时序图。
具体实施方式
以下，参照图面详细说明本发明的实施方式。另外，各实施方式可以在不矛盾的范围内通过组合多个实施方式来实施。另外，以下的说明中，有时用相同标号来说明端子名和该端子处的电压、信号等。
<第1实施方式>
图1是表示第1实施方式所涉及的开关电源装置的控制IC的构成例的图。另外，第1实施方式所涉及的开关电源装置的构成与图9所示相同，从而，对于除控制IC以外的构成要素的说明，参照图9进行说明。另外，作为共振电感，除了漏电感(泄漏电感)外，还可以向共振电容串联附加由独立元器件构成的电感。
第1实施方式所涉及的开关电源装置的控制IC12与图10所示的情况比较，追加了VS底部检测电路28。该VS底部检测电路28接受高位驱动电路24输出的VS端子的检测电压即高位基准电压检测信号vs_det，生成开关恢复信号bur_sw_on并提供给突发控制电路27。该突发控制电路27接受来自负载检测电路26的突发使能信号bur_en、来自VS底部检测电路28的开关恢复信号bur_sw_on及来自振荡电路22的截止触发信号off_trg，输出开关控制信号sw_stop。
根据该控制IC12，负载检测电路26若输出突发使能信号bur_en，则突发控制开始。从而，控制电路23对开关元件Qa、Qb进行开关控制，使得以从突发控制电路27接受到的开关控制信号sw_stop的周期进行开关动作及开关停止。这里，开关控制信号sw_stop指示开关停止时，VS底部检测电路28首先对VS端子的高位基准电压VS低于规定的阈值的次数进行计数。接着，若该计数值达到规定数，则对高位基准电压VS从规定的阈值达到最低值(底部)为止的时间经过进行计时后，VS底部检测电路28输出开关恢复信号bur_sw_on。即，VS底部检测电路28在高位基准电压VS达到其底部或底部附近的定时，输出恢复开关动作的开关恢复信号bur_sw_on。接受了该开关恢复信号bur_sw_on的突发控制电路27将开关控制信号sw_stop从开关停止切换为开关动作的指示。接受了该开关控制信号sw_stop的振荡电路22立即生成一个导通触发信号on_trg，控制电路23使低位的开关元件Qb导通，从而使开关动作恢复。然后，控制电路23按照振荡电路22输出的截止触发信号off_trg及导通触发信号on_trg，控制开关元件Qa、Qb的开关动作。
这样，将突发控制中开关动作恢复的定时设为高位基准电压VS达到其底部或底部附近的定时。由于在高位基准电压VS足够低的定时对开关元件Qb进行导通控制，因此，其导致的电容Ca、Cb的能量损耗Ploss得以降低，随之，噪音的产生也降低。
接着，说明用于在高位基准电压VS达到其底部的定时进行突发控制中的开关动作的恢复的控制IC12内的具体电路的构成例。
图2是表示生成第1实施方式的开关控制信号的关联电路的图，图3是表示第1实施方式的振荡器的一例的电路图，图4是第1实施方式的开关控制信号的时序图，图5是第1实施方式的突发控制的时序图。
首先，图2中示出下述结构：监视高位驱动电路24的VS端子的高位基准电压VS，生成将从开关停止恢复到开关动作的定时设为高位基准电压VS的底部或底部附近的开关控制信号sw_stop。
高位驱动电路24中，VS端子与电阻Rvs1的一端连接，电阻Rvs1的另一端与电阻Rvs2的一端连接，电阻Rvs2的另一端接地。从而，在VS端子呈现的高位基准电压VS由电阻Rvs1、Rvs2分压，与高位基准电压VS成比例的高位基准电压检测信号vs_det输出到电阻Rvs1、Rvs2的共同的连接点。
VS底部检测电路28具有比较器41、计数器电路42和延迟电路43。比较器41的反相输入端子与电阻Rvs1、Rvs2的共同的连接点连接，向非反相输入端子提供基准电压Vvs_ref。该基准电压Vvs_ref如图5所示，在开关停止时，具有在上述LC电路共振时呈现的高位基准电压VS(高位基准电压检测信号vs_det)的波高值的中心的电压值。从而，比较器41在高位基准电压检测信号vs_det每次低于基准电压Vvs_ref时输出H电平的信号。
比较器41的输出端子与计数器电路42的输入端子连接，计数器电路42的输出端子与延迟电路43的输入端子连接。延迟电路43的输出端子构成VS底部检测电路28的输出端子，输出开关恢复信号bur_sw_on。
计数器电路42对比较器41输出的H电平的信号计数，若计数值达到规定值，则向延迟电路43发送向上计数信号。延迟电路43使向上计数信号延迟规定时间(延迟时间Td1)，生成开关恢复信号bur_sw_on。
图5所示的例中，在开关动作停止的期间Tpb2中，对将高位基准电压VS分压后的高位基准电压检测信号vs_det低于基准电压Vvs_ref的次数计数。若计数器电路42计数为规定值的“8”，则延迟电路43动作，该定时被延迟规定的延迟时间Td1。该延迟时间Td1是开关动作停止时产生的振动的周期Tp1的1/4，经过该延迟时间Td1的定时成为振动波形达到底部的定时。从而，VS底部检测电路28检测到高位基准电压VS的底部，输出脉冲状的开关恢复信号bur_sw_on，开关动作停止的期间Tpb2结束。
突发控制电路27具有倒相电路44、计数器电路45、RS触发器46及与电路47。倒相电路44的输入端子与从振荡电路22接受截止触发信号off_trg的端子连接，输出端子与计数器电路45的输入端子连接。该计数器电路45的输出端子与RS触发器46的置位端子连接。RS触发器46的复位端子与从VS底部检测电路28接受开关恢复信号bur_sw_on的端子连接，输出端子连接到与电路47的一个输入端子。与电路47的另一个输入端子与从负载检测电路26接受突发使能信号bur_en的端子连接，输出端子构成突发控制电路27的输出端子，输出开关控制信号sw_stop。
该突发控制电路27在接受H电平的突发使能信号bur_en的突发控制中，通过接受从VS底部检测电路28接受的H电平的开关恢复信号bur_sw_on，开始开关动作。即，若接受开关恢复信号bur_sw_on，使RS触发器46复位，则突发控制电路27输出L电平的开关控制信号sw_stop。从而，突发控制从开关停止的期间Tpb2向开关动作的期间Tpb1迁移。该期间Tpb1中，计数器电路45对截止触发信号off_trg的下降的次数计数，在计数次数达到规定次数(图5的例中为“5”)时，对RS触发器46置位。从而，突发控制电路27输出H电平的开关控制信号sw_stop，突发控制从开关动作的期间Tpb1向开关停止的期间Tpb2迁移。
另外，该突发控制电路27在非突发控制的正常控制时，接受L电平的突发使能信号bur_en，因此，开关控制信号sw_stop被固定为L电平。
振荡电路22如图3所示，具备：接受来自突发控制电路27的开关控制信号sw_stop及来自控制IC12的FB端子的电压FB的端子、以及输出截止触发信号off_trg及导通触发信号on_trg的端子。
开关控制信号sw_stop的端子与或电路51的一个输入端子连接，或电路51的输出端子与开关sw3的控制端子连接。开关sw3的一个端子与恒流源It的一个端子连接，恒流源It的另一个端子与内部电源的电源电压VDD的线连接。开关sw3的另一个端子接地。开关sw3和恒流源It的连接点与电容Ct的一个端子和比较器52的非反相输入端子连接。电容Ct的另一个端子接地。比较器52的反相输入端子与接受电压FB的端子连接，比较器52的输出端子分别与单触发电路53及延迟电路54的输入端子连接。单触发电路53的输出端子与输出截止触发信号off_trg的端子连接。延迟电路54的输出端子与或电路55的一个输入端子连接，或电路55的输出端子与单触发电路56的输入端子连接。单触发电路56的输出端子与输出导通触发信号on_trg的端子连接。另外，延迟电路54的输出端子与或电路51的另一个输入端子连接。
另外，开关控制信号sw_stop的端子还与倒相电路57的输入端子连接，倒相电路57的输出端子与RS触发器58的置位端子连接。RS触发器58的复位端子与开关控制信号sw_stop的端子连接，RS触发器58的输出端子与或电路55的另一个输入端子连接。
该振荡电路22中，或电路51、开关sw3、恒流源It、电容Ct、比较器52及延迟电路54构成锯齿波振荡电路。即，如图4所示，开关控制信号sw_stop为L电平时，开关sw3成为截止(切断状态)，因此，电容Ct由恒流源It的电流进行充电，电容Ct的端子电压Vct不断上升。若电容Ct的端子电压Vct超过电压FB，则比较器52的输出信号从L电平切换为H电平的信号。单触发电路53输出与H电平的信号的上升沿同步上升的一定时间宽度的截止触发信号off_trg。
另外，H电平的比较器52的输出信号被输入到延迟电路54，使其延迟规定的延迟时间Td2。该延迟后的信号经由或电路55输入单触发电路56，单触发电路56输出与延迟后的信号的上升沿同步上升的一定时间宽度的导通触发信号on_trg。即，使导通触发信号on_trg从截止触发信号off_trg延迟了延迟时间Td2后再输出。
另外，经过延迟电路54延迟后的信号还输入到或电路51的另一个输入端子。从而，开关sw3成为导通(连接状态)，充电至电容Ct的电荷被急速放电。通过电容Ct的放电，该端子电压Vct降低到接地电平，比较器52的输出信号变为L电平。延迟电路54是仅仅使输入信号的上升沿延迟的延迟导通电路(限时动作瞬时恢复的电路)，从而，若输入信号变为L电平，则立即输出L电平的信号。从而，开关sw3成为截止，电容Ct重新开始恒流充电。
另一方面，振荡电路22在开关控制信号sw_stop成为L电平时，与该下降沿同步输出仅一个导通触发信号on_trg。
即，突发控制的开关停止过程中，开关控制信号sw_stop变为H电平，此时，RS触发器58被复位，RS触发器58的输出端子保持L电平。这里，若开关停止恢复到开关动作，则开关控制信号sw_stop变为L电平。从而，经由倒相电路57逻辑反相后的H电平的信号被输入RS触发器58的置位端子，因此，RS触发器58成为置位状态，输出H电平的信号。该H电平的信号经由或电路55输入到单触发电路56，从单触发电路56输出导通触发信号on_trg。该导通触发信号on_trg在图4中相当于与开关控制信号sw_stop的下降沿同步上升的脉冲，在图5中相当于期间Tpb2刚刚结束后呈现的脉冲。
如上所述，第1实施方式所涉及的开关电源装置中，将从突发控制的开关停止恢复到开关动作时的定时设为高位基准电压VS变低时。在高位基准电压VS变低时，对低位的开关元件Qb进行导通控制，因此，可以降低在突发控制中的开关恢复时发生的损耗及噪音。
<第2实施方式>
图6是表示第2实施方式所涉及的开关电源装置的构成例的电路图，图7是表示第2实施方式所涉及的开关电源装置的控制IC的构成例的图，图8是表示生成第2实施方式的开关控制信号的关联电路的图。图6中，对于与图9所示的构成要素相同或均等的构成要素标注相同标号，图7中，对于与图1所示的构成要素相同或均等的构成要素标注相同标号，图8中，对于与图2所示的构成要素相同或均等的构成要素标注相同标号，并省略它们的详细说明。
第2实施方式所涉及的开关电源装置中，如图6所示，变压器T1具有辅助绕组P2。在辅助绕组P2产生的辅助绕组电压VW的波形与向一次绕组P1施加的高位基准电压VS的波形相似。从而，第2实施方式中，用在变压器T1的辅助绕组P2产生的辅助绕组电压VW来间接地进行高位基准电压VS的底部检测。
该第2实施方式的控制IC12如图7所示，具有VW端子，将输入到该VW端子的辅助绕组电压VW提供给VS底部检测电路28。VS底部检测电路28根据辅助绕组电压VW生成开关信号bur_sw_on，并提供给突发控制电路27。
VS底部检测电路28如图8所示，电源电压VDD的线与电阻Rvw1的一端连接，电阻Rvw1的另一端与电阻Rvw2的一端连接，电阻Rvw2的另一端与VW端子连接。电阻Rvw1、Rvw2的共同的连接点与比较器41的反相输入端子连接。基准电压Vvw_ref被提供给比较器41的非反相输入端子。这里，由于开关元件Qa、Qb截止时的辅助绕组电压VW的振动波形的波高值的中心电压为接地电位，因此，电阻Rvw1、Rvw2成为对其进行电平移位(向上移位)的电阻。电阻Rvw1、Rvw2具有相同电阻值，基准电压Vvw_ref具有电源电压VDD的1/2的电压值。从而，比较器41比较VW检测电压和基准电压Vvw_ref，由此检测VW检测电压低于基准电压Vvw_ref的定时，其中，VW检测电压通过将辅助绕组电压VW的波高值的中心电压电平移位到电源电压VDD的1/2后而得到。
计数器电路42对VW检测电压低于基准电压Vvw_ref的定时的数进行计数，若计数值达到规定值，则向延迟电路43发送H电平的信号。延迟电路43使H电平的信号延迟规定时间(延迟时间Td1)，在辅助绕组电压VW最低的定时，生成并输出上升的脉冲状的开关恢复信号bur_sw_on。
突发控制电路27中，接受该开关恢复信号bur_sw_on，RS触发器46复位，向输出端子输出L电平的信号，因此，与电路47输出L电平的开关控制信号sw_stop。
振荡电路22中，若接受到L电平的开关控制信号sw_stop，则RS触发器58被置位，向输出端子输出H电平的信号，单触发电路56输出导通触发信号on_trg。从而，开关电源装置从突发控制的开关停止恢复到突发控制的开关动作。该突发控制的开关动作中，振荡电路22周期性地生成截止触发信号off_trg，从该截止触发信号off_trg的生成延迟规定时间，从而分别生成导通触发信号on_trg。
标号说明
10p，10n 输入端子
11p，11n 输出端子
12 控制IC(开关控制电路)
21 启动电路
22 振荡电路
23 控制电路
24 高位驱动电路
25 低位驱动电路
26 负载检测电路
27 突发控制电路
28 VS底部检测电路
30 分流电路
31 平均化电路
32 倒相电路
33 切换电路
34 自动突发控制信号生成电路
35，41 比较器
42 计数器电路
43 延迟电路
44 倒相电路
45 计数器电路
46 RS触发器
47 与电路
51 或电路
52 比较器
53 单触发电路
54 延迟电路
55 或电路
56 单触发电路
57 倒相电路
58 RS触发器
C1 输入电容
C2，C3，C4 电容
C5 共振电容
C6 输出电容
C7，Ca，Cb，Cca，Cs，Ct 电容
D2，D3，D4 二极管
P1 一次绕组
P2 辅助绕组
PC1 光电耦合器
Qa，Qb 开关元件
R1，R2，R6，R7，R8，R9，R10，Rf，Rs，Rvs1，Rvs2，Rvw1，Rvw2 电阻
S1，S2 二次绕组
SR1 分路调节器
T1 变压器
sw1，sw2，sw3 开关

Claims (7)

1.一种开关电源装置，是电流共振型的开关电源装置，具备：
串联连接的第1开关元件及第2开关元件；
共振电感和共振电容的串联电路，该共振电感和共振电容的串联电路与所述第1开关元件或所述第2开关元件并联连接；
第1电容及第2电容，该第1电容及第2电容与所述第1开关元件及所述第2开关元件并联连接，且在所述第1开关元件及所述第2开关元件停止开关的期间与所述串联电路一起形成共振电路；以及
开关控制电路，该开关控制电路交替地对所述第1开关元件及所述第2开关元件进行开关控制，
所述开关电源装置的特征在于，所述开关控制电路具备：
负载检测电路，该负载检测电路接受表示负载状态的信号并检测负载状态；
突发控制电路，该突发控制电路在所述负载检测电路检测到轻负载的负载状态时，将所述开关控制从正常控制切换到反复进行开关动作和开关停止的突发控制；以及
高位基准电压底部检测电路，该高位基准电压底部检测电路检测所述第1开关元件和所述第2开关元件的连接点处的高位基准电压变为最低的定时，
若所述高位基准电压底部检测电路检测到所述高位基准电压变为最低的定时，则所述突发控制电路使得所述开关控制从所述开关停止恢复到所述开关动作。
2.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，
所述高位基准电压底部检测电路具备：
比较器，该比较器在所述突发控制的所述开关停止时，检测所述高位基准电压变得低于规定的基准电压的定时；
计数器电路，该计数器电路对所述高位基准电压变得低于所述规定的基准电压的次数进行计数；以及
延迟电路，该延迟电路使所述计数器电路的输出信号延迟下述时间，即：从所述高位基准电压变得低于所述规定的基准电压的定时起到所述高位基准电压变为最低的定时为止的时间。
3.如权利要求2所述的开关电源装置，其特征在于，
所述规定的基准电压是与在所述突发控制中且所述开关停止时因所述共振电路而振动的所述高位基准电压的波高值的中心相当的电压。
4.如权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于，
所述比较器使用将在所述第1开关元件和所述第2开关元件的连接点处呈现的电压分压后得到的电压作为所述高位基准电压。
5.如权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于，
所述比较器使用构成所述共振电感的至少一部分的变压器的辅助绕组中产生的电压，来作为所述高位基准电压。
6.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，
所述突发控制电路在进行所述突发控制且所述开关停止时，向振荡电路输出使振荡动作停止的信号，且在从所述高位基准电压底部检测电路接受到恢复为所述开关动作的定时时，向所述振荡电路输出使振荡动作重新开始的信号，其中，所述振荡电路用于生成对所述第1开关元件及所述第2开关元件进行开关的信号。
7.如权利要求6所述的开关电源装置，其特征在于，
所述振荡电路在所述突发控制电路通过所述高位基准电压底部检测电路而使得所述开关控制恢复到所述开关动作时，输出对低位的所述第1开关元件或所述第2开关元件进行导通控制的导通触发信号，然后，反复生成截止触发信号和导通触发信号。
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