CN1255770A - 开关电源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种设置了DC输出的开关电源装置,它包含DC电源;具有初级绕组的变压器;用于与初级绕组串联的主开关元件;以及用于与由主开关元件所执行的ON/OFF操作同步或相反的ON/OFF操作的辅助开关元件;其中,在变压器中设置辅助开关元件驱动绕组,用于产生起动/关闭辅助开关元件的电压;第一阻抗电路,包含第一电阻器、第一电容器,它与第一阻抗电路串联,以及微分电路,用于决定开启辅助开关元件的时间及其ON时间,并连接到辅助开关元件驱动绕组。
Description
本发明涉及一种开关电源装置，它具有主开关元件和单个或多个辅助开关元件，该辅助开关元件与主开关元件的ON/OFF操作同步或相反地执行ON/OFF操作。
通常，在诸如电子计算机和通信设备之类的电子设备中，开关电源装置已经广泛地应用于从交流市电提供稳定电源。作为开关电源装置，提供了具有诸如正向变换器或快速回零变换器之类的不同的电路系统的开关电源装置，其中，串联到变压器的初级绕组的主开关元件重复地开启/关闭，以间歇地将输入电压提供给变压器，以便通过连接到变压器的次级绕组的整流和平滑电路得到DC输出。与这些开关电源装置相对照，提供了各种开关电源装置，其中可以通过加一个电路，包含用于与主开关元件的ON/OFF操作同步或相反地执行ON/OFF操作的辅助开关元件，以达到电路特性的改进。
下面将参照附图，描述具有这种辅助开关元件的传统开关电源装置的结构。
首先，将参照图13，描述第8-317647号日本未审查专利公告中所揭示的传统的技术。
在这个附图中，标注号50表示开关电源装置，它具有部分谐振变换电路51和驱动电路52。这些元件中，部分谐振变换电路51由电容器C51、C52、C53和C54、二极管D51、D52、D53、变压器T51、主开关元件S51和辅助开关元件S52构成。
另外，驱动电路52由输出控制电路53、比较器54和55、反向器56、隔离电路57、三角波振荡器58、光耦合器的光发射元件Pa、晶体管Q51和谐振器R51、R52和R53构成。
在具有上述结构的开关电源装置中，辅助开关元件S52与主开关元件S51的ON/OFF操作相反地执行ON/OFF操作。
下面，将参照图14，描述第8-37777号日本未审查专利公告中所揭示的另一个传统技术。
在这个图中，标注号60表示开关电源装置，其中，设置在变压器的二次侧上的FET用于整流。这通常称为同步整流系统。开关电源装置60由变压器T61、输入电容器C61、作为主开关元件的FET Q61、作为辅助开关元件的FET Q62、作为另一个辅助开关元件的FET Q63、扼流线圈L61、输出电容器C62、光发射侧光耦合器PA、光接收侧光耦合器PB、比较器61、62和63、三角波振荡器64、隔离反向器67、控制电路68和控制信号输出电路69。这些构成部分中，控制信号输出电路69由晶体管Q64和Q65以及电阻器R61到R65构成。
在具有上述结构的开关电源装置60中，FET Q62与FET Q61的ON/OFF操作同步地执行ON/OFF操作，而FET Q63与FET Q61的ON/OFF操作相反地执行ON/OFF操作。
但是，在每一个上述转换开关电源装置中，驱动辅助开关元件的电路部分由IC形成。另外，由于主开关元件与辅助开关元件之间的地电平不同，故需要安装由光电元件和/或变压器(诸如脉冲变压器和光耦合器)构成的隔离电路。按照这种方法，当使用IC、脉冲变压器等等时，电路结构复杂，并且生产成本增加。另外，可能更为重要的，部件数量的这种增加还可能增加尺寸和重量。
本发明可以解决有关传统开关电源装置的上述问题，并且提供一种开关电源装置，它能够通过简单而容易地形成用于控制与主开关元件的ON/OFF操作同步或相反地执行ON/OFF操作的辅助开关元件的电路(这种电路中不使用IC和隔离电路)，降低成本、尺寸和重量。
根据本发明的开关电源装置包含：DC电源；具有初级绕组的变压器；主开关元件，执行ON/OFF操作，并与初级绕组串联；以及辅助开关元件，用于与由主开关元件执行的ON/OFF操作同步或相反地执行ON/OFF操作，从而获得DC输出；在变压器中设置辅助开关元件驱动绕组，以产生开启和关闭辅助开关元件的电压；第一阻抗电路，包含第一电阻器、与第一阻抗电路串联的第一电容器；以及用于决定开启辅助开关元件的时间及其ON时间，并连接到辅助开关元件驱动绕组的微分电路。
另外，在本发明的开关电源装置中，辅助开关元件包含具有栅极、源极和漏极的晶体管，栅极通过第一电容器连接到辅助开关元件驱动绕组的一端，源极连接到辅助开关元件驱动绕组的另一端，并且第一阻抗电路连接在晶体管的栅极和源极之间。
另外，在这个开关电源装置中，微分电路具有与第一电容器串联的第二阻抗电路。
另外，在上述开关电源装置中，第二阻抗电路包含第二电阻器和电感器中的一个。
在本发明的开关电源装置中，第一和第二阻抗电路中的一个的阻抗值或两个的阻抗值随着流过阻抗电路中的一个或两个的电流的方向改变。
另外，在本发明的开关电源装置中，第二电容器与第一阻抗电路并联。
另外，在本发明的开关电源装置中，第一阻抗电路的阻抗值随着来自第一阻抗电路外部的DC输出或信号变化。
根据本发明的开关电源装置，由于由变压器的辅助开关元件驱动绕组中产生的电压驱动辅助开关元件，故不必使用IC或光电元件(诸如脉冲变压器和光耦合器)，从而可以达到减小元件的数量，减小尺寸、重量，以及生产成本。
另外，第二阻抗电路抑制了对辅助开关元件驱动绕组中产生的电压的突然的施加，由此开启辅助开关元件的操作被延迟，以便设置主开关元件和辅助开关元件都被关闭的停止时间。
另外，辅助开关元件的ON时间和停止时间可以通过选择包含于第二阻抗电路的电阻器的阻抗值或电阻值来调节。
另外，通过选择构成第一阻抗电路的元件的阻抗值或电阻值，以及通过选择第二电容器的电容以调节辅助开关元件的ON时间，以便调节辅助开关元件的关闭时间，并设置主开关元件和辅助开关元件都关闭的停止时间，增加或减小辅助开关元件的栅极和源极之间的电压。另外，通过这样的安排，可以调节停止时间的长度。
另外，由于主开关元件和辅助开关元件执行相反的ON/OFF操作，其中操作之间设置有停止时间，不会有由两个元件同时的开启导致的元件的损失和毁坏。
另外，第二阻抗电路抑制辅助开关元件的栅极和源极之间的冲击电压的发生。
另外，包含第二阻抗电路的电感器允许减小辅助开关元件的栅极和源极之间的冲击电压。
另外，第一电容器截断了直流电流，以减小辅助开关元件的驱动损失。
另外，可以通过将第二电容器的电容设置得大于辅助开关元件的寄生电容，从而使第二电容器的电容占主导优势，控制电容中的变化，以增加可靠性。
另外，由于第一阻抗电路的阻抗值根据开关电源装置的输出改变或切换，故可以调节辅助开关元件的栅极和源极之间的阻抗值。这允许根据开关电源装置的输出，最为适当调节辅助开关元件的ON时间。
另外，由于第一或第二阻抗电路的阻抗值根据流过电路的电流的方向变化，故可以根据辅助开关元件驱动绕组中产生的正电压和负电压，或辅助开关元件的开启/关闭比，最为适当地设置阻抗值。此外，相对于辅助开关元件的开启/关闭比的变化，使辅助开关元件的ON时间变化为最小来设置阻抗值。
为了描述本发明，示出了几种形式，它们是目前较好的，但是应该知道，本发明不限于这里示出的精密的安排和手段。
图1是描述根据本发明的开关电源装置的基本结构的电路图。
图2是描述根据本发明的第一实施例的开关电源装置的电路图。
图3是波形图，示出在图2所示的开关电源装置的每一个部分中的电压。
图4是波形图，示出构成图2所示的开关电源装置中的辅助开关元件的栅极和源极之间的电压。
图5是波形图，示出构成图2所示的开关电源装置的另一个辅助开关元件的栅极和源极之间的电压。
图6是电压波形图，包含构成图2所示的开关电源装置的辅助开关元件的栅极和源极之间的冲击电压。
图7是示出图2所示的开关电源装置的修改的电路图。
图8是示出图2所示的开关电源装置的另一个修改的电路图。
图9是示出图2所示的开关电源装置的另一个修改的电路图。
图10是示出图2所示的开关电源装置的另一个修改的电路图。
图11是示出图2所示的开关电源装置的另一个修改的电路图。
图12是示出根据本发明的第二实施例的开关电源装置的电路图。
图13是描述传统的开关电源装置的电路图。
图14是描述另一个传统的开关电源装置的电路图。
下面，将参照附图详细地描述本发明的较佳实施例。
在图1中，标注号1表示开关电源装置，它是一种一般称为快速回零转换器的应用电路。开关电源装置1包含DC电源E、变压器T、电容器10、主开关元件SW1、辅助开关元件SW2、主开关元件控制电路2和微分电路3。
变压器T具有初级绕组N1、次级绕组N2、主开关元件驱动绕组N3和辅助开关元件驱动绕组N4。另外，在变压器T的次级侧上设置整流二极管D1和平滑电容器C4。
另外，可以将初级绕组和次级绕组的整个部分或一部分的感应元件用作变压器。
主开关元件控制电路2使用主开关元件驱动绕组N3中产生的电压，控制主开关元件SW1的驱动。当开通主开关元件SW1时，DC电源E中产生的电压被施加到变换器T的初级绕组N1，将能量充入初级绕组N1中。相反，当它被关闭时，由二极管D1和电容器C4对从次级绕组N2释放的能量整流和平滑，以将电源提供到负载。
微分电路3由相互串联的第一电阻器和第一电容器构成。电路3使用辅助开关元件驱动绕组N4中产生的电压控制辅助开关元件SW2的驱动，以便根据主开关元件SW1，交替地打开/关闭辅助开关元件SW2。
下面，将参照附图描述具有上述基本结构的开关电源装置的实施例。
在图2中，标注号1a表示根据第一实施例的开关电源装置。它采用快速回零变换器的应用电路中的有源箝位系统，其中箝位施加到主开关元件的冲击电压。
开关电源装置1a具有DC电源E和变压器T。可以通过对AC输入整流和平滑得到DC电源E。另外，变压器T具有初级绕组N1、次级绕组N2、主开关元件驱动绕组(下面称为第一驱动绕组)N3、和辅助开关元件驱动绕组(下面称为第二驱动绕组)N4。
另外，作为主开关元件的场效应晶体管(下面称为FET)Q1、变压器T的初级绕组N1、以及DC电源E串联，并且作为辅助开关元件的场效应晶体管(FET)Q2、电容器C10连接在变压器T的初级绕组N1的两端。
在这种情况下，FETQ1的栅极通过主开关元件控制电路(下面称为主控制电路)2，连接到第一驱动绕组N3的一端，其源极连接到DC电源E，并且其漏极连接到初级绕组N1的一端。FETQ2的源极连接到FET Q1的漏极，FETQ2的栅极通过辅助开关元件控制电路(下面称为辅助控制电路)3连接到变压器T的二次驱动绕组N4的一端，并且其漏极连接到电容器10。
另外，FET Q2的栅极和源极都通过辅助控制电路3连接到第二驱动绕组N4。在这种情况下，辅助控制电路3包含作为作为第一阻抗电路的电阻器R1、作为第二阻抗电路的电阻器R2和珠电阻4、作为第一电容器的电容器C1、作为第二电容器的电容器C2。在这些元件中，电阻器R1和R2、珠电阻4和电容器C1相互串联，以形成微分电路。另外，电阻器R1连接在FETQ2的栅极和源极之间，将电容器C2并联到电阻器R1。
另外，开关电源装置1a在变压器T的二次侧面上具有作为整流电路的二极管D1和作为平滑电路的电容器C4。
下面，可以将寄生地生成在FET Q2内部的电阻用作第一阻抗电路，并将寄生地生成在DET Q2内部的电容用作二次电容器。
下面将描述具有上述结构的开关电源装置1a的工作。
首先，在启动时，通过设置在主控制电路2中的起动电阻(图中未示)将电压施加到FET Q1的栅极，由此开启FET Q1。当开启了FET Q1时，在变压器T的初级绕组N1以及第一起动绕组N3中产生相同极性的电压，从而FET Q1处于ON状态，将激发能量充到初级绕组N1中。
另外，当通过主控制电路2关闭FET Q1时，充入变压器T的初级绕组N1的激发能量通过次级绕组N2作为电能释放，然后由二极管D1和电容器C4整流和平滑，以便将电源提供给负载。
然后，当充入变压器T的初级绕组N1中的激发能量都通过次级绕组N2释放时，产生和起动时产生的电压具有相同极性的电压，从而开启FET Q1。结果，通过FET Q1的ON/OFF工作，将电能提供给负载。
FET Q2执行ON/OFF操作(和FET Q1的ON/OFF操作相反)，以减小FET Q1的开关损失和开关冲击。下面将描述FET Q2的操作。
首先，当关闭FET Q1时，在绕组N4中产生电压，该电压的极性和FET Q1起动时产生的电压相反。该电压Vb允许电压施加在FET Q2的栅极和源极之间，然后，FET Q2的栅极和源极之间的电压Vgs超过开启FET Q2的FET Q2的阈值电压Vth。
下面，参照图3，将描述FET Q1和FET Q2的操作。在该图中，标注号S1和S2通过图表表示FET Q1和FET Q2的ON/OFF状态。标注号Vb表示变压器T的第二驱动绕组N4的两端的电压、标注号Vgs表示FET Q2的栅极和源极之间的电压。
驱动脉冲S1和S2执行相反的ON/OFF操作，期间具有停止时间dt1和停止时间dt2，其中它们都是停止了的。
当开启FET Q1时，在第二驱动绕组N4中产生正压Vb，并施加给FET Q2的栅极。在这种情况下，FET Q2的栅极和源极之间的电压Vgs，即，施加在构成微分电路的电阻器R1的两端之间的电压有一个快速上升。然后，在栅极和源极之间的电压超过FET Q2的阈值电压时，开启FET Q2。此后，栅极和源极之间的电压Vgs达到峰值。下面，通过由电容器C1和电阻器R1构成的微分电路，栅极和源极之间的电压Vgs以CR时间常数衰减，衰减常数是由电容器C1的电容值C和电阻器R1的电阻值R决定的，并且它再达到阈值电压Vth。这个操作结束了FET Q2的ON时间，并且当FET Q1再次起动时，电压Vb的极性翻转。
然后，当FET Q1再次关闭时，在第二驱动绕组N4中产生正电压Vb，并施加到FET Q2的栅极，以便增加栅极和源极之间的电压Vgs，另外，重复上述的变化。结果，使栅极和源极之间的电压Vgs在超过FET Q2的阈值电压后通过由微分电路的时间常数引起的衰减，到达阈值电压Vth的时间等于FET Q2的驱动脉冲S2的ON的时间。
另外，由于构成第二阻抗电路的电阻器R2和珠电阻4允许抑制在电阻器R1的两端突然施加电压Vb，故电压Vgs的升高不是竖直的而是倾斜的。这允许相对FET Q1的关闭延迟FET Q2的起动，从而产生FET Q1和FET Q2都关闭的停止时间。由此，可以调节电压Vgs升高的倾角，以便根据作为电阻器R2和珠电阻4的元件具有多少电阻值或阻抗值，调节停止时间dt1的长度。
另外，由于FET Q2的ON时间是使栅极和源极之间的电压Vgs在以CR时间常数衰减后达到FET Q2的阈值电压Vth的时间，因此可以通过调节电容器C1的电容值和电阻器R1的电阻值中的一个值，或两个都调节，来设置CR时间常数而任意地设置FET Q2的ON时间。图4示出了在CR时间常数相对较小的情况下，栅极和源极之间的电压Vgs的波形(实线)以及ON时间Ton1，还有在CR时间常数相对较大的情况下，其波形(点线)以及ON时间Ton 2。
另外，施加到FET Q2的栅极的栅极和源极之间的电压Vgs的峰值可以调节如下，通过利用这样的事实，即，施加到分压器中的电容器的电压与其电容量成反比来调节。
即，第二驱动绕组N4中产生，并施加到电容器C2的电压由电容器C1和C2分压。从而，取小于电容器C2的电容器C1使栅极和源极之间的电压Vgs小。
另外，与此相反，取大于电容器C2的电容器C1使栅极和源极之间的电压Vgs的峰值大。
图5示出如上所述，通过改变电容器C1和电容器C2的电容比，栅极和源极之间的电压Vgs中的变化。在这个图中，沿着大致的垂直方向，由点线表示的栅极和源极之间的电压的波形等于通过放大由实线表示的波形得到的值。按照这种方法，当栅极和源极之间的电压的波形从由实线表示的变化到由点线表示的时，其到达阈值电压Vth的值变长，结果FET Q2的时间从Ton11延长到Ton 12。同时，当栅极和源极之间的电压Vgs的波形从由点线表示的变化到由实线表示的时，FET Q2的ON时间从Ton 12缩短到Ton 11。
按照这种方法，调节FET Q2的ON时间，由此在FET Q1起动之前关闭FET Q2，由此提供了FET Q1和Q2都关闭的停止时间dt2。
可以将FET Q2中寄生存在的寄生电容用作电容器C2，以执行相同的调节。
如上所述，在开关电源装置1a中，由于FET Q1和Q2以设置在它们之间的停止时间dt1和dt2相隔开，执行相反的ON/OFF操作，故没有由于两个FET的同时发生引起的元件的损失和毁坏的问题。
另外，由于作为辅助开关元件的FET Q2通过变压器T的第二驱动绕组N4中产生的电压驱动，故不必使用IC和光电元件(诸如脉冲变压器或光耦合器)，从而可以达到元件个数、尺寸、重量和生产成本的减小。
另外，构成第二阻抗电路的电阻器R2和珠电阻4允许抑制图6中由标注号Vs表示的FETQ2的栅极和源极之间冲击电压的产生。相反，当不存在产生冲击电压的问题时，不需要作为第二阻抗电路的电阻器和珠电阻，以便使栅极和源极之间的电压上升高陡峭。
珠电阻4减小了FET Q2的栅极和源极之间发生的冲击电压。
可以将电感器用于珠电阻4。或者可以一同使用珠电阻和电感器。
作为第一电容器的电容器C1允许截断直流，以便减小FET Q2的驱动损耗。
另外，当FET Q2的栅极和源极之间的寄生电容由于FET Q2元件的特性而变化时，电容器C2连接在FET Q2的栅极和源极之间，从而电容器C2的电容占支配地位，由此栅极和源极之间的寄生电容的变化可以得到抑制，从而达到可靠性的改进。
接着，将参照图7，描述开关电源装置1a的修改。在这个附图中，只示出主要部分，其中对和图2相同或等效的元件给出相同的标注号，并省略了对那些部分的解释。
在图7中，辅助控制电路3a具有，包含二极管2、光耦合器PC和电阻器R5的串联电路，它与第一阻抗电路的电阻器R1并联，作为第一阻抗电路。在这些元件中，将光耦合器PC的一部分设置在控制电路21中，它具有输入端S。将来自开关电源装置1a的输出的反馈提供给输入端S。根据这个输出，改变光耦合器PC的阻抗值，由此改变了FET Q2的栅极和源极之间的阻抗值。
在这种情况下，可以不通过来自输出端的反馈，而是通过信号改变光耦合器PC的阻抗值。在这种环境下，可以通过从设置有开关电源装置1a的设备的主体中的控制电路(图中未示)，或从开关电源装置1a内部的不同的控制电路(图中未示出)，输入到控制电路21的输入端S的信号调节阻抗值。
上述阻抗值的变化包含两种情况，即，在固定的值的范围内以滑动的形式变化，以及它切换到几个特定的值中的一个值。
如上所述，在辅助控制电路3a中，根据开关电源装置1a的输出或信号，改变FET Q2的栅极和源极之间的阻抗，允许微分电路的CR时间常数得到调节，并允许栅极和源极之间的电压Vgs的值变化，以决定FET Q2的ON时间，结果，FET Q2根据输出，可以在最适当的时候关闭。
另外，构成本发明的开关电源装置的辅助控制电路的第一和第二阻抗电路不限于如上所述的形式。例如，可以使用图8到11中每一个图所示的形式。这些图中的每一个都只示出了主要部分，并且和图2中相同的部分或等效的部分给出相同的标注号，并省略了对它们的解释。
图8所示的阻抗电路包含电阻器3和二极管D3，它们相互串联，还有并联到那里的电阻器4。
图9所示的阻抗电路包含电阻器3和4，以及与电阻器3并联的二极管D3。
图10所示的阻抗电路包含相互串联的电阻器3和二极管D3，以及串联的电阻器4和二极管D4。在这种情况下，二极管D3和D4安排为相反的方向。
图11中所示的阻抗电路包含相互串联的电阻器3和齐纳(Zener)二极管ZD。
在图8到11所示的每一个阻抗电路中，值根据二极管电流正向流动或反向流动的情况电阻不同，由此阻抗改变。
如上所述，在上述的每一个阻抗电路中，由于可以通过电流方向改变阻抗值，例如可以根据在变压器T的第二驱动绕组N4中产生的正电压负电压，或FET Q2的ON/OFF比，设置最适当的阻抗值。另外，还可以如此设置阻抗值，即，使FET Q2的ON时间中的变化小于FET Q1的ON/OFF比中的变化。
特别地，作为二次阻抗电路，根据图8到11中的每一个图所示，可以增加或取代作为第二阻抗电路的电容器C1和珠电阻4中的一个或两个。
参照图2描述本发明的第二实施例的开关电源装置的结构。该图中，与图2相同或等效的元件给出相同的标号，并省略其说明。
参照图12，标注号11表示被称为正向变换器的开关电源装置，具体地说，它适用所谓的同步整流系统，其中通过使用设置在变压器的次级侧上的两个辅助开关元件，执行整流。在开关电源装置11中，主开关元件重复执行交替的ON/OFF操作，当处于ON时，电源供给负载。
开关电源装置11包含变压器T1、、作为主开关元件的FET Q11、作为辅助开关元件的FET Q21和FET Q22、用于控制FET Q11的ON/OFF操作的主控制电路2、用于连接FET Q21的源极和漏极之间的二极管D11、用于连接FET Q22的源极和漏极之间的二极管D12、用于控制FET Q21的ON/OFF操作的第一辅助控制电路31、以及用于控制FET Q22的ON/OFF操作的第二辅助控制电路32。标注号L1表示作为平滑电路的电感器，类似地，标注号C20表示作为平滑电路的电容器。
变压器T1包含初级绕组N1、次级绕组N2、主开关元件驱动绕组(下面称为第一驱动绕组)N3、辅助开关元件驱动绕组(下面称为第二驱动绕组)N41，以及另一个辅助开关元件驱动绕组(下面称为第三驱动绕组)N42。FETQ11、变压器T1的初级绕组N1和DC电源E串联。将FET Q11的栅极通过主控制电路2连接到第一驱动绕组N3的一端。DC电源E可以通过对AC输入整流和平滑得到。
将FET Q21的栅极和源极通过第一辅助控制电路31连接到第二驱动绕组N41，并将FET Q22的栅极和源极通过二次辅助控制电路32连接到二次驱动绕组N42。
第一辅助控制电路31包含作为第一阻抗电路的电阻器R11、作为第二阻抗电路的电阻器R21和珠电阻41，由电容器C21构成第一电容器的微分电路以及作为第二电容器的电容器C31。
第二辅助控制电路32包含作为第一阻抗电路的电阻器R12、作为第二阻抗电路的电阻器R22和珠电阻42、由电容器C22构成第一电容器的微分电路、还有作为第二电容器的电容器C32。
下面将描述具有上述结构的开关电源装置11的操作。
当开启FET Q11时，在变压器T1的第二驱动绕组N41中产生和次级绕组N2中产生的电压相同极性的电压。这个电压Vb1施加在第一辅助控制电路31的电阻器R11的两端之间，电阻器R11的两端之间的电压，换句话说，FET Q21的栅极和源极之间的电压Vgs1升高。当电压Vgs1超过FET Q21的阈值电压时，FET Q21起动。此后，电压Vgs1以CR时间常数衰减，然后当它达到阈值电压时，FET Q21关闭。
FET Q21已经关闭后FET Q11关闭。然后，将第三驱动绕组N42中产生的电压Vb2施加到电阻器R12的两端。其两端之间的电压，即，FET Q22的栅极和源极之间的电压Vgs2超过FET Q22的阈值电压时，开启FET Q22。此后，以CR时间常数衰减的电压Vgs2达到FET Q22的阈值电压，并且FETQ22关闭。结果，开启FET Q11，然后重复上述操作。
作为FET Q21，提供了一个元件，其中在ON时间中的电压降小于二极管D11处于导通状态中时产生的正向电压降。另外，允许FET Q21与整流二极管D11大体同步地操作，结果，当FET Q21开启时，几乎没有电流流过二极管D11。在这种情况下，FET Q21作为整流元件。通过这种安排，可以大大减小导电损耗，可以防止元件的发热，并可以改进电源转换因数。
另外，类似地，可以将在ON时间中的电压降小于二极管D12处于导通状态时产生的正向电压降的元件用作FET Q22。另外，使FET Q21与整流二极管D12大致同步地操作，可以有助于显著减小导电损耗，防止元件的发热，并改进电源转换因数。
增加了上述优点，在根据这个实施例的开关电源装置中，可以通过使用两个辅助开关元件控制电路，得到与第一实施例中相同的优点，这里省略了详细的描述。
两个辅助开关元件控制电路不应该限于图12所示的情况，还可以使用图7所示的一种情况。另外，可以使用图8到11中所示的一种用作构成辅助开关元件控制电路的阻抗电路。
虽然已经揭示了本发明的较佳实施例，实现这里所揭示的原理的各种模式在下面的权利要求的范围内。因此，应理解本发明的范围只由所附的实施例限制。
Claims (17)
1.一种用于提供DC输出的开关电源装置，其特征在于包含：
DC电源；
具有初级绕组的变压器；
主开关元件，执行ON/OFF操作，并与初级绕组串联；以及
辅助开关元件，用于与由主开关元件执行的ON/OFF操作同步或相反地执行ON/OFF操作，其中辅助开关元件具有ON时间；
具有辅助开关元件驱动绕组的变压器；
其中，辅助开关元件驱动绕组产生开启和关闭辅助开关元件的电压；还包含：
第一阻抗电路，包含第一电阻器、与第一阻抗电路串联的第一电容器、用于决定开启辅助开关元件的时间及其ON时间，并连接到辅助开关元件驱动绕组的微分电路。
2.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于辅助开关元件包含具有栅极、源极和漏极的晶体管，栅极通过第一电容器连接到辅助开关元件驱动绕组的一端，源极连接到辅助开关元件驱动绕组的另一端，并且第一阻抗电路连接在晶体管的栅极和源极之间。
3.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于微分电路包含与第一电容器串联的第二阻抗电路。
4.如权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于第二阻抗电路包含第二电阻器和电感器中的一个。
5.如权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于第一和第二阻抗电路中的一个的阻抗值或两个的阻抗值随着流过阻抗电路中的一个或两个的电流的方向改变。
6.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于第二电容器与第一阻抗电路并联。
7.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于第一阻抗电路的阻抗值随着来自第一阻抗电路外部的DC输出或信号变化。
8.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于第一阻抗电路包含电阻器和响应于外部控制信号的电路。
9.如权利要求8所述的开关电源装置，其特征在于第一阻抗电路包含光耦合器电路的光电晶体管。
10.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于第一阻抗电路包含二极管。
11.如权利要求10所述的开关电源装置，其特征在于第一阻抗电路包含两个并联的极性相反的二极管。
12.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于第一阻抗电路包含齐纳(zener)二极管。
13.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于微分电路包含串联的所述第一电阻器和所述第一电容器。
14.如权利要求13所述的开关电源装置，其特征在于微分电路包含另外的与所述第一电阻器和所述第一电容器串联的电阻器和电感元件。
15.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于还包含与第一电阻器并联的第二电容器。
16.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于将辅助开关元件耦合到所述变压器的初级绕组。
17.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于将辅助开关元件耦合到所述变压器的次级绕组。
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