CN1302611C - 开关电源装置和电源控制方法 - Google Patents

Abstract

市电电源通过二极管桥、电容器整流后，经端子供给变压器。1次线圈的一端与端子连接，另一端与开关元件连接。反馈线圈的一端与开关元件连接，另一端与端子连接。此外，在开关元件和端子之间，设置负反馈电路。在2次线圈上设置由二极管和电容器构成的整流电路。线圈和电容器的连接点经电阻与端子连接。在检测电路中，从端子之间检测电压，从电阻两端检测电流。当检测出的电压、电流达到规定值时，向反馈电路供给控制信号。

Description

开关电源装置和电源控制方法

技术领域

本发明涉及一种开关电源装置和电源控制方法，即使负载容量变动，也能输出稳定的电压、电流。

背景技术

过去，在开关电源电路中，有利用OSC(振荡器)的输出进行开关动作的他激式开关电源方式和不使用OSC的自激式开关电源方式。自激式开关电源方式与他激式开关电源方式相比，虽然构成成本低，但当负载小时，必然引起震荡。

因此，在自激式开关电源方式中，为了抑制震荡，将效率设计得低一些。即，不能设计成在最大负载时效率很高。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种开关电源装置及电源控制方法，即使是自激式开关电源方式，也可以设计成在最大负载时能高效率工作，即使负载容量变动，也能输出稳定的电压、电流。

本发明的第1方面是一种开关电源装置，其特征在于：对接入的负载供给电压、电流的开关电源装置至少包括由第1、第2和第3线圈构成的变压器、检测电压和/或电流的检测装置、控制电压和/或电流的开关元件、对开关元件加负反馈的负反馈装置和控制负反馈装置的工作或停止的控制装置，当检测装置检测出电压和/或电流达到能判断负载值在规定值之下时，控制装置使负反馈开始动作。

本发明的第10方面是一种电源控制方法，其特征在于：在至少由由第1、第2和第3线圈构成的变压器、检测电压和/或电流的检测装置、控制电压和/或电流的开关元件和对开关元件加负反馈的负反馈装置构成的开关电源装置的电源控制方法中，包括：使用检测装置检测电压或电流的步骤；判断检测的电压或电流是不是使负反馈装置工作或停止工作的值的步骤；当判断是使负反馈装置工作的值时使负反馈装置工作的步骤；当判断是使负反馈装置工作停止的值时使负反馈装置工作停止的步骤。

这样，本发明在自激式开关电源中设置负反馈装置，只有当接入的负载小于规定值时才使该负载装置工作，通过改变负反馈电阻，可以抑制震荡，即使负载容量变动，也能输出稳定的电压、电流。

附图说明

图1是用来说明本发明实施形态1的整体构成的方框图，图2是用来说明本发明的输出电压和输出电流特性的特性图，图3是用来说明本发明实施形态1的概略构成的方框图，图4是用来说明本发明的负反馈电路的特性图，图5是用来说明本发明得到的效率的特性图，图6是用来说明本发明实施形态1的另一例概略构成的方框图，图7是本发明使用的一例反馈电路的电路图，图8是用来说明本发明的发射极反馈和基极反馈的一例方框图，图9是用来说明本发明使用的基极反馈的第1例电路图，图10是用来说明本发明使用的基极反馈的第2例电路图，图11是用来说明本发明使用的基极反馈的第2例电路图，图12是用来说明本发明使用的基极反馈的第3例电路图，图13是用来说明本发明使用的基极反馈的第4例电路图，图14是应用本发明的实施形态1的第1例方框图，图15是用来说明本发明实施形态1的控制的流程图，图16是应用本发明的实施形态1的第2例方框图，图17是用来说明本发明的负反馈的特性图，图18是应用本发明的实施形态1的第3例电路图，图19是用来说明本发明的负反馈的特性图，图20是应用本发明的实施形态1的第4例电路图，图21是用来说明本发明的负反馈的特性图，图22是应用本发明的实施形态1的第5例电路图，图23是应用本发明的实施形态1的第6例电路图，图24是应用本发明的实施形态2的第1例电路图，图25是用来说明本发明使用的开关电路的切换的特性图，图26是应用本发明的实施形态2的第2例电路图，图27是本发明使用的负反馈电路的一例原理图，图28是用来说明本发明实施形态2的控制的流程图，图29是应用本发明的实施形态2的第3电路图，图30是用来说明应用本发明的实施形态2的第3例的特性图，图31是用来说明应用本发明的实施形态2的控制的流程图，图32是应用本发明的实施形态3的第1例电路图，图33是用来说明应用本发明的实施形态3的特性图，图34是应用本发明的实施形态3的第2例电路图，图35是用来说明应用本发明的实施形态3的控制的流程图，图36是用来说明应用本发明的实施形态3的特性图，图37是用来说明应用本发明的实施形态3的特性图，图38是应用本发明的实施形态3的第3例电路图，图39是应用本发明的实施形态3的第4例电路图，图40是应用本发明的实施形态4的第1例电路图，图41是用来说明应用本发明的实施形态4的特性图，图42是用来说明应用本发明的实施形态4的特性图，图43是应用本发明的实施形态4的第2例电路图，

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的一实施形态。再有，对各图中具有相同功能的部件添加相同的参照符号，以避免重复说明。图1示出应用本发明的实施形态1的整体构成。

从输入端子1和2供给市电电源。供给的市电电源利用二极管桥3和电容器4进行整流，并经端子5和6供给变压器L。变压器6由1次线圈L1、2次线圈L2和反馈线圈L3构成。1次线圈L1的一端与端子5连接，另一端与开关元件7连接。反馈线圈3的一端与开关元件7连接，另一端与端子6连接。此外，在开关元件7和端子6之间设置负反馈电路8。该开关元件7和负反馈电路8利用反馈电路9控制各自的动作。

在2次线圈L2上设置由二极管11和电容器12构成的整流电路。二极管的阴极与端子15连接。2次线圈L2和电容器12的连接点经电阻14与端子16连接。检测电路13检测端子15和16之间的电压，并检测流过电阻14两端的电流。当检测的电压、电流如后面所述为规定的值时，向反馈电路9供给控制信号。与向反馈电路9供给的控制信号对应控制开关元件7和负反馈电路8。端子15和16连接电子机器等负载17。

这样，检测出输出电压、电流，并根据该电压、电流算出负载的值(容量)，当负载小于规定的值时，控制开关元件7和/或负反馈电路8，使其导通或截止。

这里，说明变压器L。1次线圈L1和2次线圈L2的匝数比与开关电源的频率有关，在相同功率下，1次线圈L1和2次线圈L2相差越大，电源频率越低，在相同功率下，1次线圈L1和2次线圈L2相差越小，电源频率越高。因此，有必要根据变压器L和开关元件的条件(特性)选择最佳的匝数比，以提高最大负载下的效率。

作为该开关电源电路的电压·电流输出特性，图2示出特性A1。当该开关电源电路的输出电流成为比电流I₁小的电流值时，引起震荡。即，在从空载状态到电流I₁的期间(以下称作‘震荡期间’)，开关电源电路震荡。在该例子中，将可以判断负载的值在通常连接的负载的值的一半以下的电流设为电流I₁。此外，也可以将可以判断负载的值在通常连接的负载的值的1/3以下的电流设为电流I₁。

图3示出应用本发明的实施形态1的概略构成。在检测电路13中，当检测到震荡期间的电压、电流时，向起稳定作用的反馈信号发生电路24供给控制信号。在起稳定作用的反馈信号发生电路24中，向控制信号发生电路25和使电源稳定的信号发生电路26供给与供给的控制信号对应的起稳定作用的反馈信号。在控制信号发生电路25中，向负反馈电路8供给控制信号，用来使负反馈系数与供给的起稳定作用的反馈信号的大小对应变化。在负反馈电路8中，与供给的控制信号对应设定负反馈系数。

在使电源稳定的信号发生电路26中，为了使了开关电源电路稳定，向开关元件7供给控制信号。开关元件7与供给的控制信号对应进行动作。通过开关元件7的开关动作，控制流过负反馈线圈L3的电流。在安全检测电路27中，检测流过流过负反馈线圈L3的电流，并判断检测出的电流是否安全。根据该判断结果，向安全控制电路28供给控制信号。在安全控制电路28中，为了使该开关电源电路安全工作，向开关元件7供给控制其动作的控制信号。

这样，当停止从起稳定作用的反馈信号发生电路24输出起稳定作用的反馈信号时，因负反馈电路8的负反馈系数自动变为最大，故当具有安全保护电路时，安全保护电路容易动作。因此，即使起稳定作用的反馈信号发生电路24遭到破坏，负反馈电路8也工作。当负反馈电路8工作时，因变压器L的1次线圈稳定工作，故安全保护电路也稳定工作。

此外，在该图3中，在端子5和反馈线圈L3之间串联设置电阻1、电容器22和电阻23。电阻21和电容器22的连接点与开关元件7连接。

而且，使该负反馈电路8的负反馈系数的变化，有模拟控制装置和切换控制装置。模拟控制装置作为一个例子，如图4中的特性A2所示，是与检测出的电对应使负反馈电路8的负反馈电阻值变化的装置。切换控制装置作为一个例子，如图4中的特性A3所示，是与检测出的电对应逐级切换负反馈电路8的负反馈电阻值的装置。该图4所示的特性A2和A3示出负反馈电阻值相对负载电流的变化。此外，作为一个例子，特性A1的最大负载时的输出，在5W时是500Ω左右。

这里，在先有的自激式开关电源方式中，如图5的特性A4所示，最大只能得到65％左右的效率，而通过应用本发明，可以使效率得到5％～10％的改善。

图6示出应用本发明的一实施形态的另一例概略构成。在该图6中，作为开关元件7的一个例子，使用NPN型晶体管。此外，负反馈电路8和检测电路13使用分别使其功能IC(集成电路)化了的电路。在该图6中，设负反馈电路8是IC31，检测电路13是IC35。而且，反馈电路9，作为一个例子(起稳定作用的反馈信号发生电路24)使用光耦电路。在变压器L的1次线圈上设置光耦的光电晶体管32b，在变压器L的2次线圈上设置光耦的发光二极管32a。发光二极管32a的阳极经电阻34和33与端子15连接，其阴极与IC35连接。在端子15和16之间设置电容器36。

参照图7说明应用本发明的反馈电路9。作为负反馈电路8的一个例子，有设置了可变电阻41和43的电路。可变电阻41与开关元件7的晶体管发射极连接。利用所谓发射极反馈构成负反馈电路，通过控制该可变电阻41的阻抗值，可以抑制震荡。

在开关元件7的晶体管基极和负反馈线圈L4的一端之间，设置电容器42和可变电阻43。负反馈线圈L4的另一端与端子6连接。利用该负反馈线圈L4可以取出与反馈线圈反相180度的信号。取出的信号经可变电阻43和电容器42加在开关元件7的晶体管基极上。利用所谓基极反馈构成负反馈电路，通过控制该可变电阻43的阻抗值，可以抑制开关电源电路震荡。

这里，用来说明发射极反馈的负反馈电路的方框图在图8A中示出。在该图8A所示的发射极反馈的负反馈电路中，检测电路53检测输出电压和输出电流。当判断检测出的输出电压和输出电流是震荡期间时，向控制电路52供给规定的信号。在控制电路52中，与供给的规定信号对应，向可变阻抗元件51供给控制信号，使其阻抗变成不使该开关电源电路震荡的值。可变阻抗元件51设定为与供给的控制信号对应的阻抗值。通过该设定的阻抗值，可以对开关元件7加负反馈，来抑制开关电源电路的震荡。加上负反馈的开关元件7进行开关动作，以输出规定的电压、电流。

此外，用来说明基极反馈的负反馈电路的方框图在图8B中示出。在该图8B所示的基极反馈的负反馈电路中，检测电路59检测输出电压和输出电流。当根据输出电压和输出电流判断该开关电源电路震荡时，向控制电路52供给规定的信号。利用反相电路57使经反馈电路56供给的信号的相位反相180度，再供给该负反馈电路58。在负反馈电路58中，根据从检测电路59来的规定的信号，将供给的相位已反相的信号负反馈到开关元件7上，不使该开关电源电路震荡。已加上负反馈的开关元件7进行开关动作，以输出规定的电压、电流。

而且，图9示出发射极反馈的一个例子。该图9只示出开关电源电路的1次线圈一侧的电路。作为负反馈电路8，使用可变电阻41，通过发射极反馈来抑制开关电源电路的震荡。

其次，图10示出基极反馈的第1个例子。该图10只示出开关电源电路的1次线圈一侧的电路。作为负反馈电路8，使用可变电阻43，通过基极反馈来抑制开关电源电路的震荡。这时，不仅改变可变电阻43的阻抗值，而且还可以使反相电路57内部的放大器可变。

接着，图11示出基极反馈的第2个例子。该图11示出从开关元件7经反馈线圈L3到端子6的部分。开关元件7的晶体管基极与NPN型晶体管63的集电极连接。晶体管63的集电极和基极之间设置电容器22、电阻23和61。在晶体管63的基极和端子6之间设置可变电阻62。在晶体管的发射极和端子6之间设置电容器65。二极管64的阳极与晶体管63的发射极连接，其阴极与电阻23和61的连接点连接。

在该图11中，通过控制可变电阻62的阻抗值，可以控制流过晶体管63的基极的电流，所以，可以向开关元件7加负反馈。图12示出基极反馈的第3个例子。该图12只示出开关电源电路的1次线圈一侧的电路。在开关元件7的晶体管基极和NPN型晶体管73的集电极之间设置电容器71和电阻72。晶体管73的基极与控制电路75连接，其发射极经电阻74与负反馈线圈L4的一端连接。利用该负反馈线圈L4可以取出与反馈线圈L3反相180度的信号。取出的信号通过由控制电路75控制的晶体管73，加给开关元件7的晶体管基极。利用所谓基极反馈构成负反馈电路，通过控制该晶体管73的阻抗值，可以抑制开关电源电路震荡。

图13示出基极反馈的第4个例子。该图13示出从开关元件7经反馈线圈L3到端子6的部分。开关元件7的晶体管基极和NPN型晶体管83的集电极之间设置电容器22和电阻81。从晶体管83的基极引出端子83，其发射极与NPN型晶体管85的集电极连接。在开关元件7的晶体管的基极和晶体管85的基极之间设置电容器22、电阻23和84。在晶体管85的发射极和基极之间设置电阻86。二极管87的阳极与晶体管85的发射极连接，其阴极与电阻23和84的连接点连接。电容器88设在二极管87的阳极和端子6之间。

在该图13的第4个例子中，在晶体管85和电阻86中，使信号反相。反相信号加给开关元件7的晶体管的基极。

图14示出应用本发明的实施形态1的第1个例子。该实施形态1利用2次线圈检测输出电压、电流，与检测出的输出电压、电流值对应对开关元件7加负反馈。

检测电路53检测输出电压、电流。当判断检测出的输出电压和输出电流是震荡期间时，向控制电路52供给规定的信号。在控制电路52中，与供给的规定信号对应，向负反馈电路8供给控制信号，使其阻抗变成不使该开关电源电路震荡的值。负反馈电路8设定为与供给的控制信号对应的阻抗值。通过该设定的阻抗值，可以对开关元件7加负反馈，来抑制开关电源电路的震荡。加上负反馈的开关元件7进行开关动作，以输出规定的电压、电流。

参照图15的流程说明该实施形态1的一个控制例子。在步骤S1中，开关元件7开始动作，从开关电源电路输出电压、电流。在步骤S2中，检测与该开关电源电路连接的负载的值。作为一个例子，象上述那样检测输出电压和输出电流，并检测接入的负载的值。在步骤S3中，判断检测出的输出电压和输出电流是不是加负反馈所必要的规定的值。即，判断检测出的输出电压和输出电流是不是震荡期间，当判断是震荡期间时，控制向步骤S4转移，若不是震荡期间，则控制向步骤S5转移。在步骤S4中，控制其动作，使其向开关元件7加负反馈。在步骤S5中，控制其动作，使其不向开关元件7加负反馈。

图16示出应用本发明的实施形态1的第2个例子。开关元件7的晶体管的发射极经电阻91与端子6连接。该电阻91设在NPN型晶体管92的发射极和集电极之间。晶体管92的基极与控制电路93连接。开关元件7的晶体管的基极与NPN型晶体管94的集电极连接。晶体管94的发射极与端子6连接，其基极与反馈电路9连接。而且，电压检测电路13a设在端子15和16之间。电流检测电路13b和电阻14并联设置。

该电压检测电路13a检测从端子15和16输出的电压。该电流检测电路13b检测从电阻14两端输出的电流。在反馈电路9中，与从电压检测电路13a和电流检测电路13b来的信号对应，向开关元件7加负反馈。例如，当检测出的电流值是比图17所示的P1低的值时，向开关元件7加负反馈。在该图17中，横轴表示输出电压P(＝VI)，纵轴表示流过反馈电路9的电流。在该图16中，通过切换晶体管92的导通和截止，对是否使电阻91通过电流进行切换。即，通过使晶体管92导通或截止，来切换阻抗值。此外，晶体管94是为了使该开关电源电路工作稳定而设置的。

图18示出应用本发明的实施形态1的第3个例子。在电阻23和反馈线圈L3之间设置电阻101。电阻23和101的连接点与二极管102的阳极连接。在二极管102的阴极和端子6之间设置电容器103，在端子6和晶体管92之间设置电阻104。光电二极管32b的集电极与二极管102的阴极连接，其发射极与晶体管92的基极连接。

这里，图19的特性A5表示晶体管92的阻抗值相对输出负载值的变化，图19的特性A6表示晶体管92的基极电流值相对输出负载值的变化。此外，图19中的点R₁是饱和点(开关模式)。

图20示出应用本发明的实施形态1的第4个例子。该图20示出从开关元件7经反馈线圈L3到端子6的部分。PNP型晶体管111的发射极与二极管102的阴极连接，其集电极与晶体管92的基极连接，其基极与NPN型晶体管112的集电极连接。晶体管112的发射极与二极管102的阴极连接，晶体管112的发射极和基极之间设置电阻113。光电晶体管32b的集电极与晶体管112的基极连接，其发射极与晶体管94的基极连接。

这里，图21的特性A7表示阻抗值相对负载功率的变化，图21的特性A8表示电压、电流值相对负载功率的变化。该特性A7是由电阻91和晶体管92形成的阻抗。

图22示出应用本发明的实施形态1的第5个例子。该图22示出从开关元件7经反馈线圈L3到端子6的部分。在NPN型晶体管125的发射极和端子6之间设置电容器121和电阻122。电容器121和电阻122的连接点与晶体管111的基极连接。晶体管125的集电极与NPN型晶体管124的集电极连接，晶体管125的基极与晶体管124的基极连接。晶体管124的发射极与晶体管94的基极连接。晶体管124的基极与光电晶体管32b的发射极连接。晶体管124的集电极与二极管102的阳极连接。在光电晶体管32b的发射极和端子6之间设置电阻123。

图23示出应用本发明的实施形态1的第6个例子。该图23分别设置用于稳定反馈信号和用于负反馈控制的反馈信号。光耦131的发光二极管131a的阳极与端子15连接，其阴极与检测电路13连接。光耦131的光电晶体管131b的集电极与二极管102的阴极连接，其发射极与晶体管92的基极连接。光耦132的发光二极管132a的阳极与端子15连接，其阴极与检测电路13连接。光耦132的光电晶体管132b的集电极与二极管102的阴极连接，其发射极与晶体管94的基极连接。

光耦131将用于负反馈控制的信号从2次线圈一侧向1次线圈一侧供给，光耦132将用于稳定的信号从2次线圈一侧向1次线圈一侧供给。

图24示出应用本发明的实施形态2的第1个例子。该实施形态2从反馈电路检测电压、电流，并与检测出的电压、电流值对应向开关元件7加负反馈。即，该实施形态2是从负反馈电阻上检测电压、电流的。

在开关元件7的晶体管发射极和端子6之间串联设置电阻141和148。与电阻141并联设置开关电路142。开关电路142通过控制电路143来控制其通断。

与电阻141并联设置电阻145和电容器146。该电阻145和电容器146构成积分电路。电流检测电路147与电容器146的两端连接，并从其两端检测电流。检测出的电流如图25所示，当变到I₂时，从电流检测电路147向动作电路144供给用来使开关电路142导通的信号。动作电路144向控制电路143供给使开关电路142导通的信号。

与电阻148并联设置电容器149和电阻150。该电容器146和电阻150构成积分电路。进而，电流检测电路151与电容器149的两端连接，并从其两端检测电流。检测出的电流如图25所示，当变到I₃时，从电流检测电路151向解除电路152供给用来使开关电路142截止的信号。解除电路152向动作电路144供给使开关电路142截止的信号。在已供给信号的动作电路144中，经控制电路143使开关电路142截止。

此外，在该图24的第1个例子中，当开关电路142导通后电流变成I₃时，使开关电路142截止，但也可以设定成在开关电路142导通后经过规定的时间，然后使开关电路142截止。

图26示出应用本发明的实施形态2的第2个例子。该图26示出从开关元件7经反馈线圈L3到端子6的部分。在开关元件7的晶体管的发射极和端子6之间串联设置电阻161、162和148。开关电路163设置成与电阻161并联。电阻164和电容器165与电阻161、162并联。从电阻164和电容器165的连接点引出端子166。此外，从电容器149和电阻150的连接点引出端子167。

这时，电阻161和电阻148的电阻值的大小关系为：电阻161＞电阻148。电阻161构成负反馈电路8，用来控制开关电路163的检测电阻使用小电流检测电阻。

这里，使用图27说明负反馈电路的1个例子。该图27A只示出开关元件7的发射极反馈部分。在开关元件7的晶体管的发射极上设置电阻171。与该电阻171并联设置开关电路174和电阻172、开关电路175和电阻173以及开关电路176。

在图27B中，用R₁₇₁表示开关电路174、175和176截止时的电阻值及其负载功率。在图27B中，用R₁₇₁//R₁₇₂表示开关电路174导通、开关电路175和176截止时的电阻值及其负载功率。在图27B中，用R₁₇₁//R₁₇₂//R173表示开关电路174和175导通、开关电路176截止时的电阻值及其负载功率。

参照图28的流程说明该实施形态2的控制的一个例子。在步骤S11中，该开关电源电路、即开关元件7开始动作，检测流过电阻161的电流。在步骤S12中，判断检测出的电流是不是使开关电路163处于导通状态的规定的电流。当判断是使开关电路163处于导通状态的规定的电流时，控制转移到步骤S13，当判断开关电路163不处于导通状态、即是保持截止状态的电流时，控制返回步骤S11。在步骤S13中，开关电路163导通。

在步骤S14中，检测流过电阻148的电流。在步骤S15中，判断检测出的电流是不是使开关电路163处于截止状态的规定的电流。当判断是使开关电路163处于截止状态的规定的电流时，控制转移到步骤S16，当判断开关电路163不处于截止状态、即是保持导通状态的电流时，控制返回步骤S14。在步骤S16中，开关电路163截止。

图29示出应用本发明的实施形态2的第3个例子。该图29示出从开关元件7经反馈线圈L3到端子6的部分。在开关元件7的晶体管的发射极和端子6之间串联设置电阻181和182。此外，电阻181设在NPN型晶体管186的发射极和集电极之间。晶体管186的基极与控制电路185连接。在电流检测电路183中，检测流过电阻181的电流。当在该电流检测电路183中检测出图30所示的电流I₄时，从控制电路185向晶体管186的基极供给控制信号，使晶体管186的阻抗变成低阻抗。在电流检测电路184中，检测流过电阻182的电流。当在该电流检测电路184中检测出图30所示的电流I₅时，从控制电路185向晶体管186的基极供给控制信号，使晶体管186的阻抗变成低阻抗。

参照图31的流程说明该实施形态2的控制的一个例子。在步骤S21中，该开关电源电路、即开关元件7开始动作，电流检测电路183检测流过电阻181的电流。在步骤S22中，判断检测出的电流是不是大于规定值、例如30所示的电流I₄。当判断检测出的电流大于电流I₄时，控制转移到步骤S23，当判断小于电流I₄时，控制返回步骤S21。在步骤S23中，从控制电路185供给控制信号，使晶体管186的阻抗变成低阻抗。

在步骤S24中，电流检测电路184检测流过电阻182的电流。在步骤S25中，判断检测出的电流是不是大于规定值、例如30所示的电流I₅。当判断检测出的电流大于电流I₅时，控制转移到步骤S25，当判断小于电流I₅时，控制返回步骤S24。在步骤S26中，晶体管186导通。

在步骤S27中，电流检测电路183检测流过电阻183的电流。在步骤S28中，判断检测出的电流是不是小于规定值、例如30所示的电流I₄。当判断检测出的电流小于电流I₄时，控制转移到步骤S29，当判断不到电流I₄时，控制返回步骤S27。在步骤S29中，从控制电路185供给控制信号，使晶体管186的阻抗变成低阻抗。接着，控制返回步骤S21。

图32示出应用本发明的实施形态3的第1个例子。该实施形态3从3次线圈L3、即反馈线圈L3检测电压、电流，并与检测出的电压、电流值对应对开关元件7加负反馈。

检测电路191从电容器103的两端检测电压、电流。与检测出的电压、电流对应，将信号供给控制电路93。图33的特性A8表示负反馈线圈L3的电压、电流特性。

图34示出应用本发明的实施形态3的第2个例子。该图34示出从开关元件7经反馈线圈L3到端子6的部分。在开关元件7的晶体管的发射极和端子6之间串联设置电阻201和148。此外，与电阻201并联设置电阻202和电容器203、NPN型晶体管204和电阻205以及NPN型晶体管206。检测电路207电容器203两端的电压、电流。在晶体管204的发射极和集电极之间设置电阻201和205，其基极与控制电路208连接，晶体管206的发射极经电阻205与晶体管204的发射极连接，其集电极与晶体管204的集电极连接，其基极与控制电路208连接。

参照图35的流程说明该实施形态3的控制的一个例子。在步骤S31中，该开关电源电路、即开关元件7开始动作，电流检测电路207检测流过电阻201的电流。在步骤S32中，判断检测出的电流是不是大于规定值、例如36所示的电流I₅。当判断检测出的电流大于电流I₅时，控制转移到步骤S33，当判断小于电流I₅时，控制返回步骤S31。在步骤S33中，晶体管204。导通。

在步骤S34中，电流检测电路207检测流过并联设置的电阻201和205的电流。在步骤S35中，判断检测出的电流是不是大于规定值、例如36示的电流I₆。当判断检测出的电流大于电流I₆时，控制转移到步骤S36，当判断小于电流I₆时，控制返回步骤S34。在步骤S36中，晶体管206导通。

在步骤S37中，电流检测电路151检测流过电阻148的电流。在步骤S38中，判断检测出的电流是不是使晶体管处于截止状态的规定的电流。当判断检测出的电流是使晶体管处于截止状态的规定的电流时，控制转移到步骤S39，当判断不是使晶体管处于截止状态、即保持导通状态的电流时，控制返回步骤S37。在步骤S39中，晶体管206截止。

在步骤S40中，电流检测电路207检测流过并联设置的电阻201和205的电流。在步骤S41中，判断检测出的电流是不是使晶体管204处于截止状态的规定的电流。当判断检测出的电流是使晶体管204处于截止状态的规定的电流时，控制转移到步骤S42，当判断不是使晶体管204处于截止状态、即保持导通状态的电流时，控制返回步骤S40。在步骤S42中，晶体管204截止。而且，控制返回步骤S31。

作为该特性的一个例子，图36示出其特性图。当晶体管204和206截止时，变成

电阻201×电流，

特性A11表示其轨迹。接着，当晶体管206截止时，变成

((电阻201·电阻205)/(电阻201+电阻205))×电流，

特性A12表示其轨迹。接着，当晶体管204和206导通时，变成

电阻148×电流，

特性A13表示其轨迹。

图37根据由电阻201和205的合成电阻形成的负反馈电阻的值示出从该开关电源电路输出的功率(负载功率)和检测电压的关系。而且设负反馈电阻为R201。当负反馈电阻R201＝0时，其特性是A14。当负反馈电阻R201小、例如是200Ω左右、即负反馈系数小时，其特性是A15。当负反馈电阻R201大、例如是500Ω左右、即负反馈系数大时，其特性是A16。

图38示出应用本发明的实施形态3的第3个例子。该图38是一例基极反馈的负反馈电路。在开关元件7的晶体管的基极和负反馈线圈L4的一端之间串联设置电容器42、开关电路212和电阻213。负反馈线圈L4的另一端与端子6连接。通过该负反馈线圈L4，可以取出和反馈线圈L3的相位反相180度的信号。取出的信号在开关电路212导通时经电阻213和电容器42加给开关元件7的晶体管的基极。利用所谓基极反馈构成负反馈电路，通过控制该电阻213的阻抗值，可以抑制开关电源电路的震荡。

从二极管211的阴极和电容器103的连接点引出端子211。该端子211从反馈线圈L3检测电压、电流，并与检测出的电压、电流值对应对开关元件7加负反馈。

图39示出应用本发明的实施形态3的第4个例子。在开关元件7的晶体管的发射极和段端子6之间设置电阻221。二极管222的阳极与负反馈线圈L3的一端连接，在其阴极和端子6之间并联设置电容器223和电阻224。从开关元件7的晶体管的基极引出端子225。

图40示出应用本发明的实施形态4的第1个例子。该实施形态4是检测3次线圈L3、即反馈线圈L3产生的脉冲宽度并与检测出的脉冲宽度对应对开关元件7加负反馈的形态。

该图40示出从开关元件7经反馈线圈L3到端子6的部分。二极管231的阳极与电阻23和反馈线圈L3的连接点连接，其阴极经电阻232与端子6连接。在二极管231的阴极和齐纳二极管234的阴极之间设置电阻233，齐纳二极管234的阳极与端子6连接。在齐纳二极管234的阴极和NPN型晶体管237的集电极之间设置电阻235。晶体管237的发射极与端子6连接，其基极经电阻236与反馈线圈L3的一端连接。在晶体管237的集电极和端子6之间设置电阻238和电容器239。电阻238和电容器239的连接点与控制电路93连接。

在该实施形态4中，利用用来稳压的齐纳二极管234产生图41A所示那样的脉冲状电压。这时，作为一个例子，检测图41B所示的脉冲宽度(占空比)。图41B所示的脉冲宽度变成图42的特性A18所示那样的反相相位。也可以检测图41C的脉冲宽度。该图41C的脉冲宽度和图41B所示的脉冲宽度反相。该图41C所示的脉冲宽度变成图42的特性A17所示那样的同相相位。

在该例子中，使用从齐纳二极管234得到的图41A和图41B所示的脉冲状的电压，但并不限于齐纳二极管234，也可以使用从反馈变压器L3得到的图41A和图41B所示的脉冲状的电压。即，得到该脉冲状电压的部分不成问题，只要能得到图41A和图41B所示的脉冲状的电压既可。

图43示出应用本发明的实施形态4的第2个例子。该图43示出从开关元件7经反馈线圈L3到端子6的部分。在开关元件7的晶体管的发射极和端子6之间设置电阻254。在电阻23和反馈线圈L3的连接点与端子6之间串联设置电阻241和242。电阻241和242的连接点与NPN型晶体管243的基极连接。晶体管243的发射极与端子6连接，其集电极经电阻244和245与齐纳二极管246的阴极连接。齐纳二极管246的阳极与电阻23和反馈线圈L3的连接点连接。在齐纳二极管246的阴极和端子6之间设置电容器247。齐纳二极管249的阴极与电阻244和245的连接点连接，其阳极与端子6连接。与齐纳二极管249并联设置电容器248。

在晶体管243的集电极和端子6之间串联设置电阻250和252。在电阻250和252的连接点和端子6之间设置电容器251。此外，从电阻250和252的连接点引出端子253。

这里，说明上述各实施形态的特征。

实施形态1可以进行与2次侧连接的负载、即流过该负载的电流增加方向的检测和负载、即流过该负载的电流减小方向的检测。

实施形态2可以从负反馈电阻进行电流增加方向的检测，可以从小电阻、例如电阻148进行电流减小方向的检测。

实施形态3适用于负反馈电阻大时电流增加方向的检测。

实施形态4可以进行负载(电流)增加方向的检测和负载减小方向、即电流减小方向的检测。

通过对这些实施形态进行组合，可以进行更高精度的控制。例如，通过实施形态1和2的组合、实施形态1和3的组合、实施形态1和4的组合、实施形态2和3的组合、实施形态2和4的组合以及实施形态3和4的组合，可以进行高精度的控制。此外，也可以将3种实施形态组合，或将全部4种实施形态组合起来。

在该实施形态中，作为开关元件的一个例子，使用了晶体管。但并不限于此，即使使用场效应晶体管也可以实现同样的效果。此外，只要能实现同样的开关功能，无论什么样的元件都可以得到相同的效果。

在该实施形态中，对自激式开关电源设置负反馈电路，但也可以对他激式开关电源设置负反馈电路。

若按照本发明，在自激式开关电源的1次侧设置负反馈电路，可以改变负反馈电阻，只当接入的负载比规定值小时，才使该负载电路工作，所以，可以提供稳定的输出。此外，即使使用特性离散大的部件(开关元件、变压器、电容器等)，因可以改变负反馈电阻，故可以提供稳定的输出。因此，能够降低成本。

若按照本发明，在自激式开关电源的1次侧设置负反馈电路，使负反馈电阻可变，只当接入的负载比规定值小时，才使该负载电路工作，因此，即使设计的是最大负荷时高效率工作的电路，当负载电容变动时也能输出稳定的电压、电流。还可以抑制以往经常发生的震荡现象。

Claims (11)

1、一种开关电源装置，用于对接入的负载供给电压和电流，所述开关电源装置包括：

至少由初级线圈、次级线圈和反馈线圈构成的变压器；

检测负载电压和/或负载电流的检测装置；

控制所述负载电压和/或所述负载电流的开关元件；

与所述开关元件以及所述初级线圈串联连接的负反馈装置，用于对所述开关元件提供负反馈；

控制所述负反馈装置的开/关操作的控制装置，

当所述检测装置检测出所述负载电压和/或所述负载电流达到能判断负载值等于规定值或者在规定值之下时，所述控制装置使所述负反馈动作。

2、权利要求1记载的开关电源装置，其特征在于：上述变压器具有作为上述负反馈装置的第4个线圈。

3、权利要求1记载的开关电源装置，其特征在于：上述检测装置设在2次侧，对与上述2次侧连接的负载检测电压或电流。

4、权利要求3记载的开关电源装置，其特征在于：从设在2次侧的上述检测装置中，将用来使上述负反馈装置工作或停止工作的信号和用来使其稳定的信号向1次侧供给。

5、权利要求1记载的开关电源装置，其特征在于：上述检测装置设在1次侧，对作为上述负反馈装置设置的电阻和/或阻抗检测电压和/或电流。

6、权利要求1记载的开关电源装置，其特征在于：上述检测装置设在1次侧，对上述反馈线圈检测电压和/或电流。

7、权利要求1记载的开关电源装置，其特征在于：上述检测装置设在1次侧，检测与上述开关元件的占空比对应发生的电压和/或电流。

8、权利要求1记载的开关电源装置，其特征在于：在上述负反馈装置中，对作为上述负反馈装置设置的电阻和/或阻抗进行可变控制或切换，使其工作或停止工作。

9、权利要求1记载的开关电源装置，其特征在于：进而具有使其稳定工作的稳定装置。

10、一种电源控制方法，用于控制由以下部件构成的开关电源装置：至少具有第1、第2和第3线圈的变压器、检测负载电压和/或负载电流的检测装置、控制上述负载电压和/或负载电流的开关元件、和与所述开关元件及所述变压器的所述初级线圈串联连接并且向所述开关元件加负反馈的负反馈装置，所述电源控制方法包括以下步骤：

使用上述检测装置检测负载电压或负载电流的步骤；

判断上述检测的负载电压或负载电流是不是使上述负反馈装置工作或停止工作的值的步骤；

当判断是使上述负反馈装置工作的值时使上述负反馈装置工作的步骤；

当判断是使上述负反馈装置工作停止的值时使上述负反馈装置工作停止的步骤。

11、权利要求10记载的电源控制方法，其特征在于：在上述负反馈装置中，对作为上述负反馈装置设置的电阻和/或阻抗进行可变控制或切换，使其工作或停止工作。

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