CN107834857A - 电源控制装置及绝缘型开关电源装置 - Google Patents

电源控制装置及绝缘型开关电源装置 Download PDF

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Abstract

一种电源控制装置,用于回扫式绝缘型开关电源装置,其具有包括一次线圈和二次线圈的变压器、和开关元件,所述一次线圈的一端连接至输入电压的施加端,所述一次线圈的另一端连接至所述开关元件,该电源控制装置具备:接通触发信号生成部,其基于反馈了回扫电压的反馈信号生成接通所述开关元件的接通触发信号;第一计时器,其测量预定的最小断开时间;第二计时器,其测量基于接通时间的时间;最小断开时间设定部,其对由所述第一计时器测量的所述预定的最小断开时间和由所述第二计时器测量的时间进行比较,将较长的一方设定为最小断开时间;以及接通时刻决定部,其基于所述设定的最小断开时间和所述接通触发信号来决定接通所述开关元件的时刻。

Description

电源控制装置及绝缘型开关电源装置
本申请基于日本特愿2016-181320(2016.9.16)、日本特愿2016-181322(2016.9.16)、日本特愿2016-181323(2016.9.16)、日本特愿2016-181325(2016.9.16)和日本特愿2016-235245(2016.12.2)。
技术领域
本发明涉及一种电源控制装置。
背景技术
过去,开发了多种将所输入的直流电压转换成期望的直流电压的回扫式绝缘型开关电源装置。该绝缘型开关电源装置中,通过对与变压器的一次线圈串联连接的开关元件进行开关驱动,来在变压器的二次侧获得输出电压。当接通开关元件时,对变压器进行励磁能量充电,并断开开关元件,此时励磁能量经由配置于变压器的二次侧的二极管和平滑电容器放电。作为绝缘型开关电源装置的一例,例如在日本特开2012-125084号公报中有所公开。
另外,作为开关电源装置的控制方式,迄今为止,一直采用线性控制方式(例如,电压模式控制方式、电流模式控制方式)或非线性控制方式(例如,接通时间固定方式、断开时间固定方式、迟滞/窗口方式)。
此处,在如上所述的回扫式绝缘型开关电源装置中,为了不让断开开关元件的断开时间过短,以设定预定的最小断开时间并使断开时间不短于最小断开时间的方式来进行限制。
在上述情况下,在输出电压急剧下降的瞬态响应时,将应升高输出电压的断开时间作为最小断开时间来控制开关,但根据接通开关元件来对变压器进行励磁能量充电的状况,由于断开时间短,有时无法在二次侧充分进行励磁能量放电。因此,存在着瞬态响应的速度下降的问题。
另外,若将断开时间设为最小断开时间,则由于励磁能量的放电时间较短,从而使接下来将开关元件导通的时刻的、流过一次侧的一次侧电流变大。因此,还存在使接通时产生的一次侧电流的峰值上升的变化量变大的问题。
另外,由于将断开时间设为最小断开时间,因此还存在使开关频率的变动变大的问题。
鉴于上述状况,第一课题在于,使瞬态响应高速化、抑制一次侧电流的峰值上升、以及减少开关频率的变动。
进一步地,如上所述的回扫式绝缘型开关电源装置中,具有检测一次侧电流的过电流并进行保护的功能(OCP)。在这种绝缘型开关电源装置中,当检测为一次侧电流已达到电流保护等级(OCP等级)时,强制断开开关元件,然后若仅经过上述最小断开时间,则再次接通开关元件的控制。
在断开开关元件期间内,产生的二次侧电流减少,但若是如上所述的控制,则由于只断开如最小断开时间这样的较短期间,因此二次侧电流不怎么减少,且使下次接通时开始流动的一次侧电流变大,若一次侧电流上升,则立刻达到过电流保护等级,从而开关元件再次断开。因此,存在如下问题:将开关元件接通而进行的在一次侧的充电并不充分,且绝缘型开关电源装置的输出电压的上升迟缓。
鉴于上述状况,第二课题在于,可以在过电流保护时加快输出电压的上升。
进一步地,如上所述的绝缘型开关电源中,在开关元件断开时输出对回扫电压(=使由输出电压与二次侧二极管的顺向电压的和所获得的电压,根据变压器的绕线比转换为一次侧的电压)反馈后的信号来用于控制。此时,在开始输出反馈信号后,对在上述最小断开时间稍微靠前的时刻保持输出。
此处,回扫电压的与二次侧二极管的顺向电压相对应的量形成误差量,二次侧电流变少且顺向电压变小的时间越靠后,误差越小。然而,由于上述最小断开时间的稍微靠前的时刻在时间上较为靠前,因此存在反馈信号的精度不充分的可能性。
鉴于上述状况,第三课题在于,可以在控制使用对精度好的状态下的回扫电压反馈后的信号。
进一步地,在上述回扫式绝缘型开关电源装置中,有时因变压器的漏电感导致在开关元件断开时施加于开关元件的电压产生振铃。为防止该振铃超过开关元件的耐压而破坏开关元件的现象,多数情况下,设置缓冲电路来抑制振铃。
然而,上述缓冲电路对用户而言是设计起来较为困难的电路,在设计失败的情况下,开关元件可能会被破坏。
鉴于上述状况,第四课题在于,即使不使用缓冲电路也可以对开关元件断开时施加于开关元件的电压所产生的振铃进行抑制。
发明内容
本发明的一方面所涉及的电源控制装置用于回扫式绝缘型开关电源装置,所述回扫式绝缘型开关电源装置具有:包括一次线圈和二次线圈的变压器、以及开关元件,所述一次线圈的一端连接至输入电压的施加端,所述一次线圈的另一端连接至所述开关元件,其中,所述电源控制装置具备:
接通触发信号生成部,其基于反馈了回扫电压的反馈信号生成接通所述开关元件的接通触发信号;
第一计时器,其测量预定的最小断开时间;
第二计时器,其测量基于接通时间的时间;
最小断开时间设定部,其对由所述第一计时器测量的所述预定的最小断开时间和由所述第二计时器测量的时间进行比较,将较长的一方设定为最小断开时间;以及
接通时刻决定部,其基于所述设定好的最小断开时间和所述接通触发信号来决定接通所述开关元件的时刻。
本发明的另一方面所涉及的电源控制装置用于回扫式绝缘型开关电源装置,所述回扫式绝缘型开关电源装置具有:包括一次线圈和二次线圈的变压器、以及开关元件,所述一次线圈的一端连接至输入电压的施加端,所述一次线圈的另一端连接至所述开关元件,其中,所述电源控制装置具备:
接通时间设定部,其基于所述开关元件的开关中的占空比来设定接通时间;
接通触发信号生成部,其基于反馈了回扫电压的反馈信号生成接通所述开关元件的接通触发信号;
第一计时器,其测量预定的最小断开时间;
第二计时器,其对基于由所述接通时间设定部设定的接通时间的时间进行测量;
最小断开时间设定部,其对由所述第一计时器测量的所述预定的最小断开时间和由所述第二计时器测量的时间进行比较,将较长的一方设定为最小断开时间;以及
接通时刻决定部,其基于所述设定好的最小断开时间和所述接通触发信号来决定接通所述开关元件的时刻。
本发明的另一方面所涉及的电源控制装置用于回扫式绝缘型开关电源装置,所述回扫式绝缘型开关电源装置具有:包括一次线圈和二次线圈的变压器、以及开关元件,所述一次线圈的一端连接至输入电压的施加端,所述一次线圈的另一端连接至所述开关元件,其中,所述电源控制装置具备:
OCP部(过电流保护部),其检测一次侧电流的过电流;
断开控制部,在检测到所述过电流时,使所述开关元件断开;
第一计时器,其在从由所述断开控制部断开后所延迟的时刻,测量预定的最小断开时间;
接通触发信号生成部,其基于反馈了回扫电压的反馈信号生成接通所述开关元件的接通触发信号;以及
接通时刻决定部,其基于所述测量出的最小断开时间和所述接通触发信号来决定接通所述开关元件的时刻。
本发明的另一方面所涉及的电源控制装置用于回扫式绝缘型开关电源装置,所述回扫式绝缘型开关电源装置具有:包括一次线圈和二次线圈的变压器、以及开关元件,所述一次线圈的一端连接至输入电压的施加端,所述一次线圈的另一端连接至所述开关元件,其中,所述电源控制装置具备:
反馈信号输出部,其进行反馈了回扫电压的反馈信号的生成输出;
接通触发信号生成部,其基于所述反馈信号输出部的输出,生成接通所述开关元件的接通触发信号;
第一计时器,其测量预定的最小断开时间;
第二计时器,其测量接通时间的第一预定比例的时间;
最小断开时间设定部,其对由所述第一计时器测量的所述预定的最小断开时间和由所述第二计时器测量的时间进行比较,将较长的一方设定为最小断开时间;
接通时刻决定部,其基于所述设定的最小断开时间和所述接通触发信号来决定接通所述开关元件的时刻;以及
时刻控制部,其控制所述反馈信号输出部的输出时刻,
所述时刻控制部进行如下控制:在所述开关元件断开之后,对所述预定的最小断开时间的第二预定比例的时间与所述接通时间的第一预定比例的时间的进一步第三预定比例的时间进行比较,直到经过了较长的一方的时间的时刻为止输出所述反馈信号,并在该时刻保持输出。
本发明的另一方面所涉及的绝缘型开关电源装置,其具备:
变压器,其包括一端连接至输入电压的施加端的一次线圈、和二次线圈;
主开关元件,其使电流流入端连接至所述一次线圈的另一端;
副开关元件,其使电流流入端连接至所述主开关元件的所述电流流入端;以及
电压施加部,其对所述副开关元件的控制端施加电压,使得按照所述主开关元件和所述副开关元件均为接通的状态、所述主开关元件为断开而所述副开关元件为接通的状态、所述主开关元件和所述副开关元件均为断开的状态的顺序进行转变。
本发明的另一方面所涉及的电源控制装置用于绝缘型开关电源装置,该绝缘型开关电源装置具备:变压器,其包括一端连接有输入电压的施加端的一次线圈、以及二次线圈,所述电源控制装置具备:
主开关元件,其电流流入端连接至所述一次线圈的另一端;
副开关元件,其电流流入端连接至所述主开关元件的所述电流流入端;以及
电压施加部,其对所述副开关元件的控制端施加电压,使得所述副开关元件比所述主开关元件晚断开。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的绝缘型开关电源装置的整体结构图。
图2是表示本发明的一实施方式所涉及的电源控制IC(集成电路)的内部结构的框图。
图3是表示计时器部和逻辑部的具体的一结构例的图。
图4是表示滤波器的一结构例的图。
图5是表示接通时间计时器的一结构例的图。
图6是表示断开开关元件时的二次侧电流减少的状态的一例的图。
图7是表示由于负荷变动导致输出电压下降的瞬态响应时的各PWM(脉冲宽度调制)信号和各计时器输出的一例的时序图。
图8A是表示仅使用最小断开时间计时器的比较例中的各波形例的时序图。
图8B是与比较例所涉及的图8A相对应的本发明的实施方式中的时序图。
图9A是表示比较例所涉及的绝缘型开关电源装置中的过电流保护时的动作的一例的时序图。
图9B是本发明的实施方式所涉及的绝缘型开关电源装置中的过电流保护时的动作的一例的时序图。
图10是表示控制差分电路的输出时刻的结构的图。
图11是表示断开开关元件时的开关电压的波形例的图。
图12是本发明的变形例所涉及的绝缘型开关电源装置的整体结构图。
图13是表示本发明的变形例所涉及的绝缘型开关电源装置中,断开主开关元件时的各波形的一例的时序图。
具体实施方式
<绝缘型开关电源装置的整体结构>
下面参照附图对本发明的一实施方式进行说明。图1是表示本发明的一实施方式所涉及的绝缘型开关电源装置10的整体结构的图。绝缘型开关电源装置10为从输入电压Vin生成输出电压Vout的回扫式DC/DC变换器。另外,作为控制方式,绝缘型开关电源装置10进行后述的自适应接通时间控制。
绝缘型开关电源装置10具备:电源控制IC1、外置于电源控制IC1的各种独立部件(变压器Tr1、二极管D2、平滑电容器C2、电阻R11以及电阻R12)。
电源控制IC1(电源控制装置)是集中控制绝缘型开关电源装置10的整体动作的主体(半导体装置)。为了建立与外部的电连接,电源控制IC1具有:电源端子T1、反馈端子T2、开关输出端子T3、接地端子T4以及REF端子T5。
作为直流电压的输入电压Vin被施加于电源端子T1,并且被施加于具有变压器Tr1的一次线圈L1的一端。一次线圈L1的另一端经由外置的电阻R11连接至反馈端子T2,并且连接至开关输出端子T3。将具有变压器Tr1的二次线圈L2的一端连接至二极管D2的阳极。在二极管D2的阴极与二次线圈L2的另一端之间连接有平滑电容器C2。在电容器C2的一端与二极管D2的阴极的连接点产生输出电压Vout。接地端子T4连接至地电位的施加端。REF端子T5连接至外置的电阻R12的一端。
图2是表示电源控制IC1的内部结构的框图。电源控制IC1具有:差分电路11、比较器13、逻辑部14、驱动器15、计时器部16、滤波器17、脉动生成部18、OCP部(过电流保护部)19、以及开关元件M1,且这些各结构要素被集成为一个芯片的结构。
由N沟道MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)构成的开关元件M1的漏极经由开关输出端子T3连接至一次线圈L1的一端。开关元件M1的源极经由接地端子T4连接至地电位的施加端。
若开关元件M1接通,则电流流向变压器Tr1的一次线圈L1,对变压器Tr1进行励磁能量充电。此时,二极管D2断开。接下来,若开关元件M1断开,则充电的励磁能量从变压器Tr1的二次线圈L2通过二极管D2而放电,并由平滑电容器C2进行平滑来生成输出电压Vout。此时,电流流向二极管D2。
当开关元件M1断开时,在一次线圈L1中产生由以下数学式(1)所表示的回扫电压VOR。
VOR=Np/Ns×(Vout+Vf)(1)
但是,Np:一次线圈L1的绕数,Ns:二次线圈L2的绕数,Vf:二极管D2的顺向电压
此时,作为开关元件M1的漏极电压的开关电压Vsw由下面数学式(2)所表示。
Vsw=Vin+VOR(2)
差分电路11与电源端子T1、反馈端子T2、以及REF端子T5相连接,所述电源端子T1施加有输入电压Vin,所述反馈端子T2与一端施加有开关电压Vsw的电阻R11的另一端相连接,所述REF端子T5与电阻R12的一端相连接。由此,通过差分电路11,开关电压Vsw与输入电压Vin的差分通过电阻R11进行电压/电流转换,并通过转换后的电流和电阻R12,在REF端子T5生成REF端子电压VTref。即,使REF端子电压VTref生成为对回扫电压VOR反馈后的反馈信号。差分电路11相当于反馈信号输出部。
差分电路11进行以下动作,即,在开关元件M11断开时将直接REF端子电压VTref输出为输出VTref2的动作、以及保持某一时刻的输出VTref2的动作。差分电路11将输出VTref2输出至比较器13。
比较器13对输出VTref2、以及由脉动生成部18生成的例如三角波状的基准电压Vref进行比较,并将作为比较结果的FET接通触发信号Tgon输出至逻辑部14。比较器13相当于接通触发信号生成部。
逻辑部14生成第一PWM信号pwm1和第二PWM信号pwm2。第一PWM信号pwm1和第二PWM信号pwm2为脉冲状的信号,且接通占空比基本相同。
滤波器17通过对第一PWM信号pwm1滤波来提取接通占空比信息。滤波器17相当于占空比信息获取部。计时器部16和逻辑部14基于来自滤波器17的接通占空比信息,并设定作为接通开关元件M1的期间的接通时间。为了在成为设定好的接通时间的时刻将开关元件M1由接通切换为断开,逻辑部14将第二PWM信号pwm2设定为低(Low)等级。
另外,计时器部16和逻辑部14基于来自滤波器17的接通占空比信息,设定作为断开开关元件M1的期间的断开时间的最小值的最小断开时间。为了在基于所设定的最小断开时间和来自比较器13的FET接通触发信号Tgon的时刻将开关元件M1由断开切换为接通,逻辑部14将第二PWM信号pwm2设定为高(High)等级。
驱动器15基于由逻辑部14生成的第二PWM信号pwm2生成栅极电压GT,并施加至开关元件M1的栅极。由此,对开关元件M1进行接通/断开控制。
另外,计时器部16生成对差分电路11中所包含的开关(未图示)的接通/断开时刻进行指示的开关时刻信号SWT,并输出至差分电路11。在开关时刻信号SWT指示接通的情况下,差分电路11将REF端子电压VTref直接输出为输出VTref2,在指示断开的情况下,保持由接通切换为断开的时刻的输出VTref2。
<关于接通时间/断开时间设定控制>
接下来,对由本实施方式所涉及的电源控制IC1进行的设定接通时间/断开时间的控制进行说明。图3是表示计时器部16和逻辑部14的具体的一结构例的图。
计时器部16具有:最小断开时间计时器161、1/2接通时间计时器162、最小接通时间计时器163、接通时间计时器164、逆变器165。逻辑部14具有:第一锁存电路141、第二锁存电路142、与(AND)电路143~145、或(OR)电路146。第一锁存电路141输出第一PWM信号pwm1。第二锁存电路142将第二PWM信号pwm2输出至驱动器15。
由于第一锁存电路141和第二锁存电路142被输入至设定端子的信号同时设定,且被输入至复位端子的信号基本同时(由OCP部19所进行的过电流检测时除外)复位,因此第一PWM信号pwm1和第二PWM信号pwm2同步,接通占空比相同。
当通过设定第一锁存电路141,第一PWM信号pwm1从低升至高时,即,当通过第二PWM信号pwm2使开关元件M1接通时,由于逆变器165的输出变为低,因此使最小接通时间计时器163和接通时间计时器164被复位。
最小接通时间计时器163若复位,则开始预定的最小接通时间(固定值)的测量。此处,预定的最小接通时间是决定输出电压Vout的过升压程度的参数。接通时间计时器164若复位,则基于第一PWM信号pwm1开始对通过由滤波器17中生成的滤波器输出电压V1所设定的接通时间进行测量。
此处,图4是表示滤波器17的一结构例的图。滤波器17具有:电阻R17、电容器C17、分压用电阻R171和R172。电阻R17的一端与施加有第一PWM信号pwm1的输入端子T171相连接。电阻R17的另一端与电容器C17的一端连接,并且与产生滤波器输出电压V1的第一输出端子T172相连接。电容器C17的另一端连接至地电位的施加端。即,由电阻R17和电容器C17构成低通滤波器,且使第一PWM信号pwm1通过低通滤波器后的信号成为滤波器输出电压V1。因此,滤波器输出电压V1表示第一PWM信号pwm1的接通占空比信息。
另外,图5是表示接通时间计时器164的一结构例的图。接通时间计时器164是具有恒流电路Ic、电容器C164、比较器CP164的所谓的灯计数器(lamp counter)。在电源电压Vcc与地电位之间串联连接有恒流电路Ic和电容器C164,其连接点连接至比较器CP164的非反相输入端子(+)。在比较器CP164的反相输入端子(-)施加有滤波器输出电压V1。比较器CP164的输出成为接通时间计时器164的输出。
若接通时间计时器164复位,则积蓄于电容器C164中的电荷被放电。并且,通过由恒流电路Ic控制为恒定的电流,电容器C164得到充电。通过电容器C164的充电,直到比较器CP164的非反相输入端子上的电压V164达到作为基准电压的滤波器输出电压V1的时间t用下面数学式(3)来表示。
t=C×V1/I(3)
但是,C:电容器C164的电容,I:恒流值。
虽然复位时比较器CP164的输出为低,但是在经过上述时间t,比较器CP164的非反相输入端子上的电压V164达到滤波器输出电压V1时,比较器CP164的输出成为高。
此外,最小接通时间计时器163可以通过与图5所示的结构相同的灯计数器构成。此时,比较器的基准电压,恒流电路的恒流值,电容器的电容被适当地设定成使上述时间t成为预定的最小接通时间。
最小接通时间计时器163的输出和接通时间计时器164的输出被输入至与电路145。当通过与电路145使最小接通时间计时器163和接通时间计时器165的各个输出均成为高时,与电路145的输出成为高。即,在测量出由最小接通时间计时器163测量的预定的最小接通时间与由接通时间计时器164测量的接通时间中较长的一方的时刻,与电路145的输出成为高。因此,在接通时间比预定的最小接通时间短的情况下,被限制为预定的最小接通时间。与电路145相当于断开时刻决定部。
与电路145的输出被输入至第一锁存电路141的复位端子,并且被输入至或电路146。或电路146还输入有OCP部19的输出。或电路146的输出被输入至第二锁存电路142。在未检测到过电流的通常时候,由于OCP部19的输出成为低,因此在与电路145的输出成为高的时刻,第一锁存电路141和第二锁存电路142均被复位。由或电路146和第二锁存电路142构成断开控制部。
由此,第一PWM信号pwm1和第二PWM信号pwm2均被切换为低等级,且通过第二PWM信号pwm2使开关元件M1断开,并规定接通时间。
若第一PWM信号pwm1成为低等级,则最小断开时间计时器161和1/2接通时间计时器162均被复位。最小断开时间计时器161若复位,则开始预定的最小断开时间(固定值)的测量。虽然在开关元件M1断开时将通过差分电路11直接输出REF端子电压VTref或保持输出,但是在刚刚断开开关元件M1之后开关电压Vsw将发生振铃,因此需要确保直到振铃稳定的时间,并确定上述预定的最小断开时间。
最小断开时间计时器可以由与图5所示的结构相同的灯计数器构成。此时,对比较器的基准电压、恒流电路的恒流值、电容器的电容进行适当设定,使得上述时间t成为预定的最小断开时间。
另外,1/2接通时间计时器162若复位,则开始接通时间的50%的时间的测量。此处,在开关元件M1为接通时,流向一次线圈L1的一次侧电流Ip上升,若开关元件M1断开,则流向二次线圈L2的二次侧电流Is中将出现一次侧电流的峰值乘以绕线比而得到的峰值。并且,随着时间的经过,二次侧电流逐渐减少。图6是表示断开开关元件M1时的二次侧电流Is的减少状态的一例的图。如图6所示,二次侧电流Is从断开的时刻上的峰值Ispk逐渐减少,在经过放电时间toff2时成为零。在直至放电时间toff2的50%(1/2toff2)的时间为止的放电中,相对于平均的放电量(面积S1),放电量仅增加相当于面积S2的量,因此能够实现高效的放电。相反,若超过放电时间toff2的50%,则效率将会变差。
因此,虽然只要能将放电时间(即断开时间)延长至放电时间toff2的50%即可,但由于实际的放电时间toff2依赖于变压器Tr1和负荷状况,因此难以推测起。因此,在本实施方式中,作为类似于放电时间toff2的50%的大致目标,将断开时间延长至接通时间的50%。
具体而言,在图4所示的滤波器17的结构中,通过电阻值相等的电阻R171、R172对滤波器输出电压V1进行分压,并从第二输出端子T173输出为滤波器输出电压V2。由此,滤波器输出电压V2成为滤波器输出电压V1的50%。并且,与图5所示的灯计数器的结构同样地构成1/2接通时间计时器162,并作为比较器的基准电压,施加滤波器输出电压V2。由此,在1/2接通时间计时器162在被复位并使输出成为低之后,在测量出接通时间的50%的时刻将输出设定为高。
向与电路144输入最小断开时间计时器161和1/2接通时间计时器162的各个输出。与电路144的输出在最小断开时间计时器161和1/2接通时间计时器162的各个输出均成为高时被设定为高。即,设定为选择预定的最小断开时间和接通时间的50%中较长的一方作为最小断开时间。与电路144相当于最小断开时间设定部。
并且,向与电路143输入FET接通触发信号Tgon和与电路144的输出。由此,在FET接通触发信号Tgon和与电路144的输出均成为高时,与电路143的输出被设定为高。即,若FET接通触发信号Tgon成为高的时刻是在经过上述设定好的最小断开时间后,则选择该时刻,若经过上述设定好的最小断开时间的时刻是在FET接通触发信号Tgon成为高的时刻后,则选择经过了最小断开时间的时刻。也就是说,断开时间被限制为不短于最小断开时间。与电路143相当于接通时刻决定部。
与电路143的输出被输入至第一锁存电路141和第二锁存电路142的各设定端子。因此,在与电路143的输出被设定为高的时刻,设定第一锁存电路141和第二锁存电路142,且第一PWM信号pwm1和第二PWM信号pwm2均被切换为高。由此,开关元件M1接通,并规定断开时间。
在由于负荷变动导致输出电压Vout下降的情况下,将开关元件M1接通,使得将上述所设定的最小断开时间作为断开时间。此时,第一PWM信号pwm1的接通占空比变大,且通过滤波器输出电压V1设定的接通时间变长。这样,通过进行使用第一PWM信号pwm1的接通占空比的信息来设定接通时间的自适应接通时间控制,可以改善针对负荷变动的响应特性。
此处,图7是表示在由于负荷变动导致输出电压Vout下降的瞬态响应时的各PWM信号和各计时器输出的一例的时序图。此外,在图7中,除此之外,还示出了接通时间计时器164中的比较器CP164的非反相输入端子中的电压V164(图5)、与电路145、144的各个输出、以及FET接通触发信号Tgon。在时刻t1,第一PWM信号pwm1和第二PWM信号pwm2均被设定为高,且开关元件M1接通。于是,最小接通时间计时器163和接通时间计时器164均被复位,且各计时器的输出成为低。在接通时间计时器164被复位时,通过电容器C164的放电,电压V164成为零。之后,通过由恒流电路Ic所进行的电容器C164的充电,电压V164以预定的速度上升。
并且,在通过最小接通时间计时器163测量到预定的最小接通时间时,最小接通时间计时器163的输出被设定为高(时刻t2)。此后,在电压V164达到滤波器输出电压V1,并通过接通时间计时器164测量到接通时间时,接通时间计时器164的输出被设定为高(时刻3)。在该时刻,由于与电路145的输出成为高,因此第一锁存电路141和第二锁存电路142均被复位,第一PWM信号pwm1和第二PWM信号pwm2均被设定为低,且开关元件M1断开。
此时,最小断开时间计时器161和1/2接通时间计时器162均被复位,且各计时器的输出成为低。此后,在通过最小断开时间计时器161测量到预定的最小断开时间时,最小断开时间计时器161的输出被设定为高(时刻t4)。此后,在通过1/2接通时间计时器162测量到接通时间的50%的时间,则1/2接通时间计时器162的输出被设定为高(时刻t5)。此处,由于FET接通触发信号Tgon成为高的时刻早于时刻t5,因此在时刻t5,与电路143的输出成为高。由此,设定第一锁存电路141和第二锁存电路142,第一PWM信号pwm1和第二PWM信号pwm2均被设定为高,且开关元件M1接通。
这样,由于将比预定的最小断开时间长的接通时间的50%的时间设定为最小断开时间,因此相比于以预定的最小断开时间为断开时间的情况,可以确保放电时间,从而可以使瞬态响应高速化。此外,上述50%这样的预定比例为一个例子,例如,若设定为20%~80%的比例,则将实现一定的效果。另外,基于表示第一PWM信号pwm1的接通占空比信息的滤波器输出电压V1和电压V164,接通时间计时器164决定接通时间。即,作为接通时间设定部的接通时间计时器164基于开关元件M1的开关中的占空比来设定接通时间。并且,1/2接通时间计时器162测量由接通时间计时器164设定的接通时间的50%的时间。
另外,此处,使用图8A、图8B,对与假设仅采用最小断开时间计时器来设定最小断开时间的实施方式的比较进行说明。图8A是表示用于仅采用最小断开时间计时器的比较的实施方式中的各波形例的时序图。图8A中,从上行依次示出PWM信号、最小断开时间计时器的输出、一次侧电流Ip、二次侧电流Is的各波形例。
图8A中示出了在PWM信号成为高且开关元件成为接通的时刻t11之后,由于负荷变动从而输出电压Vout下降的情况。在开关元件接通的期间内,一次侧电流Ip增大。在PWM信号成为低且开关元件成为断开的时刻t12,最小断开时间计时器被复位并开始测量预定的最小断开时间。在时刻t12,一次侧电流Ip成为零,且与一次侧电流Ip的峰值对应地产生二次侧电流Is并随后减少。
在时刻t13,结束测量最小断开时间,最小断开时间计时器的输出成为高。此处,由于输出电压Vout的下降导致FET接通触发信号Tgon在时刻t13之前成为高,在时刻t13,PWM信号被设定为高,开关元件成为接通。此处,二次侧电流Is成为零,且与二次侧电流Is的值对应地产生一次侧电流Ip并随后增加。并且,在时刻t14,PWM信号被设定为低,开关元件成为断开。此时,一次侧电流Ip成为零。
图8B是与比较例所涉及的与图8A相对应的本实施方式中的时序图。图8B中,从上行依次示出第一PWM信号pwm1(以及第二PWM信号pwm2)、最小断开时间计时器161的输出、1/2接通时间计时器162的输出、一次侧电流Ip、二次侧电流Is的各波形例。
图8B中,在第一PWM信号pwm1被设定为低且开关元件M1成为断开的时刻t12’,最小断开时间计时器161和1/2接通时间计时器162均被复位,各计时器开始进行时间测量。此处,一次侧电流Ip成为零,且产生二次侧电流Is并随后减少。图8B中,在最小断开时间计时器161结束测量预定的最小断开时间的时刻t13’之后,1/2接通时间计时器162在时刻t14’结束对接通时间的50%的测量。此处,由于输出电压Vout的下降,从而FET接通触发信号Tgon在时刻t14’之前成为高,由此在时刻t14’,第一PWM信号pwm1被设定为高,开关元件M1成为接通。此处,二次侧电流Is成为零,且与二次侧电流Is的值对应地产生一次侧电流Ip并随后增加。并且,在时刻t15’,第一PWM信号pwm1被设定为低,开关元件M1成为断开。此时,一次侧电流Ip成为零。
图8B中,与图8A相比,由于在测量到比预定的最小断开时间长的接通时间的50%的时刻规定断开时间,因此通过确保二次侧的放电时间,将使二次侧电流Is降低至更低的值。由此,由于可以降低开关元件M1成为接通时产生的一次侧电流Ip的值,因此相比于从图8A中的一次侧电流的峰值Ippk1向峰值Ippk2的上升变化量,可以抑制从图8B中的一次侧电流的峰值Ippk1’向峰值Ippk2’的上升变化量。
另外,在图8B中,与图8A相比,可以知道能够抑制开关周期(开关频率)的变动。
此外,与预定的最小断开时间进行比较的时间并不限于接通时间的固定值即预定比例(例如50%)的时间,也可以根据负荷状况可变地控制上述预定比例。
<关于过电流保护时的动作>
接下来,使用图9A、图9B对本实施方式所涉及的绝缘型开关电源装置10中的过电流保护时的动作进行说明。
图9A是表示用于与本实施方式进行比较的比较例所涉及的绝缘型开关电源装置中的过电流保护时的动作的一例的时序图。在图9A中,在PWM信号成为高且开关元件成为接通的时刻t21,开始流过一次侧电流Ip并随后上升。并且,一次侧电流Ip产生过电流,在检测到一次侧电流Ip达到预定的OCP等级的时刻t22,PWM信号被设定为低,开关元件成为断开。此时,一次侧电流Ip成为零,且产生二次侧电流Is并随后减少。
在时刻t22,最小断开时间计时器被复位,并开始测量预定的最小断开时间。并且,若在时刻t23结束测量最小断开时间,则PWM信号被设定为高,开关元件成为接通。此时,二次侧电流Is成为零,开始流过一次侧电流Ip并随后上升。并且,在检测到一次侧电流Ip达到OCP等级的时刻t24,PWM信号被设定为低,开关元件成为断开。此时,一次侧电流Ip成为零,且开始流过二次侧电流Is。
对此,本实施方式中,作为过电流保护时的动作的一例,如图9B的时序图所示。此处,如图2所示,OCP部19通过检测一次侧电流Ip的电流值乘以开关元件M1的接通电阻值而得到的电压值即开关电压Vsw达到预定的基准电压,由此来检测过电流。
在图9B中,在第一PWM信号pwm1和第二PWM信号pwm2成为高且开关元件成为接通的时刻t21’,开始流过一次侧电流Ip并随后增加。并且,若由OCP部19在时刻t22’检测到一次侧电流Ip的过电流,则OCP部19将高的输出信号输出至或电路146(图3)。由此,或电路146的输出成为高,第二锁存电路142被复位,第二PWM信号pwm2被设定为低,开关元件M1成为断开。此时,一次侧电流Ip成为零,且开始流过二次侧电流Is并随后减少。
然而,在时刻t22’,由于与电路145的输出为低,由于一次侧电流Ip达到OCP等级从而第二PWM信号pwm2成为低,但是第一锁存电路141未被复位,第一PWM信号pwm1维持为高。此后,在与电路145的输出成为高的时刻t23’,第一锁存电路141被复位,第一PWM信号pwm1成为低。此时,最小断开时间计时器161和1/2接通时间计时器162均被复位,并开始进行时间测量。
并且,在最小断开时间计时器161结束测量预定的最小断开时间的时刻t24’之后,在时刻t25’,1/2接通时间计时器162结束测量接通时间的50%的时间。另外,此时由于过电流状态,输出电压Vout低,因此FET接通触发信号Tgon已经成为高。因此,在时刻25’,第一锁存电路141和第二锁存电路142均被设定,且第一PWM信号pwm1和第二PWM信号pwm2均被设为高。由此,开关元件M1成为接通。此时,二次侧电流Is成为零,且开始流过一次侧电流Ip并随后增加。
并且,在由OCP部19检测到一次侧电流Ip达到OCP等级的时刻t26’,第二PWM信号pwm2被设定为低,且开关元件M1成为断开。此时,一次侧电流Ip成为零,且开始流过二次侧电流Is并随后减少。
这样,在本实施方式中,在检测到过电流的时刻t22’使开关元件M1被设定为断开,但是在随后的时刻t23’有所延迟地将第一PWM信号pwm1设为低并使最小断开时间计时器161和1/2接通时间计时器162复位,因此在二次侧的放电时间仅延长相当于时刻t22’~t23’的期间T1的时间。进一步地,本实施方式中,由于通过由1/2接通时间计时器162测量比预定的最小断开时间长的期间T2来规定断开期间,因此将进一步延长放电时间。
由此,相较于比较例所涉及的图9A所示的一次侧电流Ip开始流过时的值的上升变化量ΔIp,可以抑制本实施方式所涉及的图9B所示的一次侧电流Ip开始流动时的值的上升变化量ΔIp’。在图9A中,由于上升变化量ΔIp变大,一次侧电流Ip将立刻达到OCP等级(时刻t24),因此在一次侧的充电时间变短,输出电压的上升变慢。对此,在图9B中,通过抑制上升变化量ΔIp’,来延长直至一次侧电流Ip达到OCP等级为止的时间(时刻t25’~t26’),由此可以确保在一次侧的充电时间,并加快输出电压Vout的上升。
<关于差分电路的输出时刻控制>
接下来,对本实施方式所涉及的绝缘型开关电源装置10中的差分电路11的输出时刻控制进行说明。如上所述,差分电路11在开关元件M1断开时直接输出REF端子电压VTref,或保持输出。图10示出了基于差分电路11对输出时刻进行控制的结构。图10所示的计时器部16相当于时刻控制部。
图10所示的计时器部16具有:最小断开时间计时器1611、1/2接通时间计时器1621、逆变器166、与电路167、遮蔽期间计时器168、以及锁存电路169。此外,图10所示的计时器部16与上述的图3所示的计时器部16相同,即,虽然图3的计时器部16中省略了图10所示的的结构,但是实际上还具备该结构。
最小断开时间计时器1611对最小断开时间计时器161所测量的预定的最小断开时间的95%的时间进行测量。1/2接通时间计时器1621与图5所示的灯计数器相同地构成,且作为比较器的基准电压施加滤波器17所输出的输出电压V3。输出电压V3是上述输出电压V2(图4)的95%的电压。由此,1/2接通时间计时器1621对接通时间的50%的进一步95%的时间。此外,对于最小断开时间计时器1611和1/2接通时间计时器1621的95%这样的比例为一个例子,只要是小于100%的比例,则也可以采用其他比例(例如,70%以上的比例)。
向逆变器166输入由第一锁存电路141所输出的第一PWM信号pwm1。最小断开时间计时器1611、1/2接通时间计时器1621、以及逆变器166的各个输出被输入至与电路167。与电路167的输出被输入至锁存电路169的复位端子。
遮蔽期间计时器168测量预定的遮蔽期间(例如240Nsec)。遮蔽期间计时器168的输出被输入至锁存电路169的设定端子。锁存电路169的输出作为开关时刻信号SWT被输入至差分电路11。
在对这种结构的动作进行说明时,若第一PWM信号pwm1(以及第二PWM信号pwm2)成为低,开关元件M1成为断开,则遮蔽期间计时器168被复位,并开始进行时间测量且输出成为低,逆变器166的输出成为高。此时,最小断开时间计时器1611和1/2接通时间计时器1621均被复位,并开始进行时间测量,各计时器的输出成为低。此外,若各时间测量结束,则各计时器的输出成为高。
若遮蔽期间计时器168测量到预定的遮蔽期间,则使输出设定为高。于是,锁存电路169被设定,并将开关时刻信号SWT设定为高。由此,差分电路11中包括的开关(未图示)成为接通,差分电路11开始将REF端子电压VTref直接输出为输出VTref2的动作。
然后,在由最小断开时间计时器1611测量到预定的最小断开时间的95%的时刻、以及由1/2接通时间计时器1621测量到接通时间的50%的进一步95%的时刻之中较晚的一方的时刻,使与电路167成为高。于是,锁存电路169被复位,并将开关时刻信号SWT设定为低。由此,差分电路11中包括的开关断开,差分电路11保持从接通向断开的切换时刻的输出VTref2。
此处,图11中示出了断开开关元件M1时的开关电压Vsw的波形例。如图11所示,在刚刚断开开关元件M1之后,因变压器Tr1的一次线圈L1所具有的漏电感,开关电压Vsw产生振铃。因此,由遮蔽期间计时器168仅对遮蔽期间tmsk进行遮蔽,由此使在产生振铃的期间内不进行直接输出REF端子电压VTref的动作。
若经过遮蔽期间tmsk,则开始直接输出REF端子电压VTref的动作。此后,在预定的最小断开时间的95%的时间Tmin_off和接通时间的50%的进一步95%的时间T1/2on中,当经过了其中较长的一方时,进行输出的保持(图11的例中,T1/2on更长)。在Tmin_off较长的情况下,在经过预定的最小断开时间的时刻之后,将开关元件M1接通,在T1/2on较长的情况下,在经过接通时间的50%的时刻之后,将开关元件M1接通。因此,由于进行输出的保持的时刻在开关元件M1成为接通的时刻之前,因此可以在流过二次侧电流Is时进行输出的保持。即,可以对开关元件M1成为接通的时刻与保持输出的时刻重叠而使输出发生异常的情况进行抑制。
另外,REF端子电压VTref是反馈回扫电压VOR的信号,回扫电压VOR用上述数学式(1)表示。由于数学式(1)中相当于二极管D2的顺向电压Vf的量成为误差量,因此二次侧电流Is越接近零,Vf越小,且误差越小。即,在时间上越靠后,作为保持输出的时刻越合适。在T1/2on比Tmin_off长的情况下,可以使保持输出的时刻在时间上更靠后。
<关于开关元件的变形例>
接下来,对以上说明的本实施方式所涉及的绝缘型开关电源装置的变形例进行描述。将变形例所涉及的绝缘型开关电源装置10’的结构示于图12。图12所示的绝缘型开关电源装置10’具备电源控制IC1’。
电源控制IC1’的结构具有:主开关元件M11、副开关元件M12、电阻R12、比较器CP。此外,电源控制IC1’中,对于图12所示的结构以外的结构部而言,与上述实施方式(图2)相同。
由N沟道MOSFET构成的主开关元件M11通过进行开关驱动,有助于使绝缘型开关电源装置10’生成输出电压Vout。主开关元件M11的漏极(电流流入端)连接至开关输出端子T3,源极(电流流出端)连接至接地端子T41。
副开关元件M12由N沟道MOSFET构成。副开关元件M12的漏极(电流流入端)经由电阻R12被连接至主开关元件M11的漏极与开关输出端子T3的连接点。副开关元件M12的源极(电流流出端)被连接至接地端子T42。
主开关元件M11的栅极(控制端)与未图示的驱动器的输出端相连接。比较器CP的非反相输入端子(+)与开关元件M11的栅极相连接。在比较器CP的反相输入端子(-)施加预定的阈值电压Vth1来作为基准电压。比较器CP的输出端与副开关元件M12的栅极(控制端)相连接。比较器CP相当于电压施加部。
此处,参照图13对采用主开关元件M11和副开关元件M12的结构的动作进行说明。图13是表示使主开关元件M11断开时的各波形的一例的时序图。图13中,从上行依次示出主开关元件M11的栅极电压Vg11、副开关元件M12的栅极电压Vg12、流过主开关元件M11的电流(漏极电流)I11、二次侧电流Is、开关电压Vsw、以及流过副开关元件M12的电流(漏极电流)I12。
主开关元件M11接通(副开关元件M12为断开)时,在时刻t31,为了通过未图示的驱动器断开主开关元件M11,开始抽出主开关元件M11的栅极电容的电荷。于是,主开关元件M11的栅极电压Vg11减少。并且,在栅极电压Vg11达到镜像电压Vm之后低于镜像电压Vm的时刻t32,电流I11开始减少,开关电压Vsw开始上升。并且,在栅极电压Vg11达到阈值电压Vth1时,比较器CP的输出成为低(时刻t33)。由此,开始抽出副开关元件M12的栅极电容的电荷,栅极电压Vg12开始减少。并且,在栅极电压Vg11达到主开关元件M11的阈值电压Vth11时,电流I11成为零(时刻t34)。
在从时刻t32到栅极电压Vg12达到副开关元件Vg12的阈值电压Vth12的时刻t35为止的期间内,电流I12流过接通的副开关元件M12。在时刻t35,副开关元件M12断开,未流过电流I12。因此,在从时刻t32到主开关元件M11的电流I11成为零的时刻t34为止的期间内,主开关元件M11和副开关元件M12均接通。并且,在从时刻t34到时刻t35为止的期间内,主开关元件M11断开,副开关元件M12接通。并且,在时刻t35以后,主开关元件M11和副开关元件M12均成为断开。
此处,变压器Tr1的一次线圈L1具有漏电感,开关元件接通时该漏电感也流过电流并积蓄了能量,但是由于未与其他线圈耦合,因此不进行电力转移。由此,假设在未设置副开关元件M12的情况下,在断开主开关元件M11时,在开关电压Vsw中振铃较大,且将长时间产生。
因此,在本实施方式中,设置副开关元件M12并在断开主开关元件M11时使电流I12流过副开关元件M12,由此可以抑制在开关电压Vsw中产生的振铃。图13中示出了可以在假设未设置副开关元件M12的情况下,使开关电压Vsw中产生的振铃(虚线)的峰值降低至本实施方式中用实线表示的开关电压Vsw的峰值。
过去,有时为了抑制振铃而使用缓冲电路,但缓冲电路对用户而言是设计起来困难的电路,若设计失败则可能破坏开关元件。根据本实施方式,即使不使用这种缓冲电路也能够抑制振铃。
如上所述,比较器CP的阈值电压Vth1被设定为主开关元件M11的镜像电压Vm与主开关元件M11自身的阈值电压Vth11之间,如下说明其理由。首先,流过主开关元件M11的电流I11在从使栅极电压Vg11低于镜像电压Vm时减少,且在栅极电压Vg11达到阈值电压Vth11时成为零。在阈值电压Vth1被设定为镜像电压Vm以上的情况下,在栅极电压Vg11成为阈值电压Vth1~镜像电压Vm的期间内,电流几乎不流过副开关元件M12,因此该期间不发挥作用。另一方面,在阈值电压Vth1被设定为阈值电压Vth11以下的情况下,栅极电压Vg12达到阈值电压Vth12的时刻变晚,电流I12将过多地流过副开关元件M12。因此,优选阈值电压Vth1低于镜像电压Vm,进而,优选设定为镜像电压Vm与阈值电压Vth11之间。
另外,设置电阻R12是为了限制电流I12。虽然在主开关元件M11接通时存在副开关元件M12接通的期间(时刻t32~T34),但在该期间内,作为从开关输出端子T3流过接地端子T41、T42之间的电流,电流流向电阻低的主开关元件M11侧,电流因电阻R12几乎不会流过副开关元件M12。这是因为,假设若使电流I12过多地流过,则在断开主开关元件M11时,开关电压Vsw上升的电压将异常地降低。
另外,在本实施方式中,优选主开关元件M11和副开关元件M12通过同一工序制造,且主开关元件M11的尺寸大于副开关元件M12(例如1000:1)。由于通过同一工程制造,因此主开关元件M11与副开关元件M12的波动相同,具有相同的特性。因此,从栅极电压开始下降直到成为零为止(或直到达到开关元件的阈值电压为止)的时间对主开关元件M11和副开关元件M12而言几乎相等,从而保证在主开关元件M11的电流I11成为零时副开关元件M12接通。另外,若主开关元件M11的尺寸大,则在稳定的接通状态下流过的电流大,产生共振现象的寄生电容器的电容也变大,从而通过副开关元件M12抑制振铃的效果更为显著。
此外,也可以是使用滤波器等延迟电路的结构,以替代如上所述使用比较器CP的结构,所述滤波器等延迟电路使施加于主开关元件M11的栅极的电压延迟并将其施加于副开关元件M12的栅极。例如,如果在主开关元件M11的电流I11成为零之前经过延迟时间,且在主开关元件M11的电流为零时,使副开关元件M12保持接通,则可以抑制振铃。
<其他>
以上对本发明的实施方式进行了说明,但只要在本发明的主旨范围内,则可以对实施方式进行各种变形。
例如,开关元件也可以不配备于电源控制IC中,而是设置于其外部。
另外,本发明所涉及的绝缘型开关电源装置适合应用于例如太阳能逆变器、FA(工厂自动化)逆变器、蓄电系统等工业设备逆变器等。

Claims (39)

1.一种电源控制装置,其用于回扫式绝缘型开关电源装置,所述回扫式绝缘型开关电源装置具有:包括一次线圈和二次线圈的变压器、以及开关元件,所述一次线圈的一端连接至输入电压的施加端,所述一次线圈的另一端连接至所述开关元件,该电源控制装置的特征在于,
所述电源控制装置具备:
接通触发信号生成部,其基于反馈了回扫电压的反馈信号生成接通所述开关元件的接通触发信号;
第一计时器,其测量预定的最小断开时间;
第二计时器,其测量基于接通时间的时间;
最小断开时间设定部,其对由所述第一计时器测量的所述预定的最小断开时间和由所述第二计时器测量的时间进行比较,来将较长的一方设定为最小断开时间;以及
接通时刻决定部,其基于所述设定的最小断开时间和所述接通触发信号来决定接通所述开关元件的时刻。
2.根据权利要求1所述的电源控制装置,其特征在于,
所述第二计时器测量所述接通时间的预定比例的时间。
3.根据权利要求1所述的电源控制装置,其特征在于,
所述预定比例为20%至80%。
4.根据权利要求3所述的电源控制装置,其特征在于,
所述预定比例为50%。
5.根据权利要求1所述的电源控制装置,其特征在于,
所述电源控制装置还具备:
占空比信息获取部,其基于与所述开关元件的PWM驱动相对应的PWM信号来获取占空比信息;
第三计时器,其基于所述获取的占空比信息来测量接通时间;以及
断开时刻决定部,其基于由所述第三计时器测量出的所述接通时间来决定断开所述开关元件的时刻,
所述第二计时器基于所述占空比信息来测量时间。
6.根据权利要求5所述的电源控制装置,其特征在于,
所述占空比信息获取部是输入所述PWM信号的低通滤波器,
获取所述占空比信息来作为所述低通滤波器的输出电压。
7.根据权利要求6所述的电源控制装置,其特征在于,
所述第二计时器及所述第三计时器分别具有:电容器、向所述电容器进行电荷充电的恒流电路、以及输入所述电容器的电压和基准电压的比较器,
所述低通滤波器的输出电压成为所述第三计时器的所述基准电压,
所述低通滤波器的输出电压的预定比例的电压成为所述第二计时器的所述基准电压。
8.根据权利要求1所述的电源控制装置,其特征在于,
所述最小断开时间设定部是与电路。
9.根据权利要求1所述的电源控制装置,其特征在于,
所述接通时刻决定部是与电路。
10.一种绝缘型开关电源装置,其特征在于,
所述绝缘型开关电源装置具有权利要求1所述的电源控制装置、开关元件、变压器。
11.一种电源控制装置,其用于回扫式绝缘型开关电源装置,所述回扫式绝缘型开关电源装置具有:包括一次线圈和二次线圈的变压器、以及开关元件,所述一次线圈的一端连接至输入电压的施加端,所述一次线圈的另一端连接至所述开关元件,该电源控制装置的特征在于,
所述电源控制装置具备:
接通时间设定部,其基于所述开关元件的开关中的占空比来设定接通时间;
接通触发信号生成部,其基于反馈了回扫电压的反馈信号来生成接通所述开关元件的接通触发信号;
第一计时器,其测量预定的最小断开时间;
第二计时器,其对基于由所述接通时间设定部设定的接通时间的时间进行测量;
最小断开时间设定部,其对由所述第一计时器测量的所述预定的最小断开时间和由所述第二计时器测量的时间进行比较,将较长的一方设定为最小断开时间;以及
接通时刻决定部,其基于所述设定的最小断开时间和所述接通触发信号来决定接通所述开关元件的时刻。
12.一种绝缘型开关电源装置,其特征在于,
所述绝缘型开关电源装置具有权利要求11所述的电源控制装置、开关元件、变压器。
13.一种电源控制装置,其用于回扫式绝缘型开关电源装置,所述回扫式绝缘型开关电源装置具有:包括一次线圈和二次线圈的变压器、以及开关元件,所述一次线圈的一端连接至输入电压的施加端,所述一次线圈的另一端连接至所述开关元件,该电源控制装置的特征在于,
所述电源控制装置具备:
过电流保护部,其检测一次侧电流的过电流;
断开控制部,其在检测到所述过电流时,使所述开关元件断开;
第一计时器,其在从由所述断开控制部断开后所延迟的时刻,测量预定的最小断开时间;
接通触发信号生成部,其基于反馈了回扫电压的反馈信号生成接通所述开关元件的接通触发信号;以及
接通时刻决定部,其基于所述测量出的最小断开时间和所述接通触发信号来决定接通所述开关元件的时刻。
14.根据权利要求13所述的电源控制装置,其特征在于,
所述电源控制装置还具备:
第二计时器,其在与所述第一计时器相同的时刻开始测量接通时间的预定比例的时间;以及
最小断开时间设定部,其对由所述第一计时器测量的所述预定的最小断开时间和由所述第二计时器测量的时间进行比较,将较长的一方设定为最小断开时间,
所述接通时刻决定部基于所述设定好的最小断开时间和所述接通触发信号,来决定接通所述开关元件的时刻。
15.根据权利要求14所述的电源控制装置,其特征在于,
所述预定比例为20%至80%。
16.根据权利要求15所述的电源控制装置,其特征在于,
所述预定比例为50%。
17.根据权利要求14所述的电源控制装置,其特征在于,
所述最小断开时间设定部是与电路。
18.根据权利要求13所述的电源控制装置,其特征在于,
所述接通时刻决定部是与电路。
19.根据权利要求13所述的电源控制装置,其特征在于,
所述电源控制装置还具备:
第三计时器,其测量接通时间;
第一锁存电路,其输入所述第三计时器的输出;
或电路,其输入所述过电流保护部的输出和所述第三计时器的输出;以及
第二锁存电路,其输入所述或电路的输出,
所述断开控制部包括所述或电路和所述第二锁存电路,
从所述第二锁存电路输出的第二PWM信号被输入至驱动所述开关元件的驱动器,
从所述第一锁存电路输出的第一PWM信号被输入至所述第一计时器,
所述接通时刻决定部的输出被输入至所述第一锁存电路和所述第二锁存电路。
20.一种绝缘型开关电源装置,其特征在于,
所述绝缘型开关电源装置具有权利要求13所述的电源控制装置、开关元件、变压器。
21.一种电源控制装置,其用于回扫式绝缘型开关电源装置,所述回扫式绝缘型开关电源装置具有:包括一次线圈和二次线圈的变压器、以及开关元件,所述一次线圈的一端连接至输入电压的施加端,所述一次线圈的另一端连接至所述开关元件,该电源控制装置的特征在于,
所述电源控制装置具备:
反馈信号输出部,其进行反馈了回扫电压的反馈信号的生成输出;
接通触发信号生成部,其基于所述反馈信号输出部的输出,生成接通所述开关元件的接通触发信号;
第一计时器,其测量预定的最小断开时间;
第二计时器,其测量接通时间的第一预定比例的时间;
最小断开时间设定部,其对由所述第一计时器测量的所述预定的最小断开时间和由所述第二计时器测量的时间进行比较,将较长的一方设定为最小断开时间;
接通时刻决定部,其基于所述设定好的最小断开时间和所述接通触发信号来决定接通所述开关元件的时刻;以及
时刻控制部,其控制所述反馈信号输出部的输出时刻,
所述时刻控制部进行如下控制:在所述开关元件断开之后,对所述预定的最小断开时间的第二预定比例的时间与所述接通时间的第一预定比例的时间的进一步第三预定比例的时间进行比较,直到经过了较长的一方的时间的时刻为止,输出所述反馈信号,并在该时刻保持输出。
22.根据权利要求21所述的电源控制装置,其特征在于,
所述第二预定比例和所述第三预定比例小于100%。
23.根据权利要求21所述的电源控制装置,其特征在于,
所述第一预定比例为20%至80%。
24.根据权利要求23所述的电源控制装置,其特征在于,
所述第一预定比例为50%。
25.根据权利要求21所述的电源控制装置,其特征在于,
所述时刻控制部具有:
第三计时器,其测量所述预定的最小断开时间的第二预定比例的时间;
第四计时器,其测量所述接通时间的第一预定比例的时间的进一步第三预定比例的时间;
与电路,其输入所述第三计时器和所述第四计时器的各个输出;以及
锁存电路,其输入所述与电路的输出。
26.根据权利要求25所述的电源控制装置,其特征在于,
所述第三计时器和所述第四计时器通过与所述开关元件的PWM驱动相对应的PWM信号进行复位。
27.根据权利要求26所述的电源控制装置,其特征在于,
所述时刻控制部具有:逆变器,其输入所述PWM信号并将输出输入至所述与电路。
28.根据权利要求21所述的电源控制装置,其特征在于,
所述时刻控制部进行如下控制:从所述开关元件断开后经过了预定的遮蔽期间的时刻起开始所述反馈信号的输出。
29.一种绝缘型开关电源装置,其特征在于,
所述绝缘型开关电源装置具有权利要求21所述的电源控制装置、开关元件、变压器。
30.一种绝缘型开关电源装置,其特征在于,具备:
变压器,其包括一端连接至输入电压的施加端的一次线圈、和二次线圈;
主开关元件,其电流流入端连接至所述一次线圈的另一端;
副开关元件,其电流流入端连接至所述主开关元件的所述电流流入端;以及
电压施加部,其对所述副开关元件的控制端施加电压,使得按照所述主开关元件和所述副开关元件均为接通的状态、所述主开关元件为断开而所述副开关元件为接通的状态、所述主开关元件和所述副开关元件均为断开的状态的顺序进行转变。
31.根据权利要求30所述的绝缘型开关电源装置,其特征在于,
所述电压施加部为比较器,
所述比较器的一方的输入端连接至所述主开关元件的控制端,
向所述比较器的另一方的输入端施加作为基准电压的阈值电压,
所述比较器的输出端连接至所述副开关元件的控制端。
32.根据权利要求31所述的绝缘型开关电源装置,其特征在于,
所述阈值电压被设定为低于所述主开关元件的镜像电压的值。
33.根据权利要求32所述的绝缘型开关电源装置,其特征在于,
所述阈值电压被设定为所述镜像电压与所述主开关元件自身的阈值电压之间。
34.根据权利要求30所述的绝缘型开关电源装置,其特征在于,
所述电压施加部是使施加于所述主开关元件的控制端的电压延迟并施加于所述副开关元件的控制端的滤波器。
35.根据权利要求30所述的绝缘型开关电源装置,其特征在于,
所述副开关元件的电流流入端经由电阻元件连接至所述主开关元件的电流流入端。
36.根据权利要求30所述的绝缘型开关电源装置,其特征在于,
所述主开关元件和所述副开关元件通过同一工序制造。
37.根据权利要求30所述的绝缘型开关电源装置,其特征在于,
所述主开关元件的尺寸大于所述副开关元件。
38.一种电源控制装置,其用于绝缘型开关电源装置,所述绝缘型开关电源装置具备:变压器,其包括一端连接至输入电压的施加端的一次线圈、以及二次线圈,其特征在于,
所述电源控制装置具备:
主开关元件,其电流流入端连接至所述一次线圈的另一端;
副开关元件,其电流流入端连接至所述主开关元件的所述电流流入端;以及
电压施加部,其对所述副开关元件的控制端施加电压,使得所述副开关元件比所述主开关元件晚断开。
39.根据权利要求38所述的电源控制装置,其特征在于,还具备:
电阻元件,其连接至所述主开关元件的电流流入端与所述副开关元件的电流流入端之间。
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