CN1362778A

CN1362778A - 开关电源装置

Info

Publication number: CN1362778A
Application number: CN01131695A
Authority: CN
Inventors: 细谷达也; 竹村博
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2002-08-07
Also published as: US6498735B2; CN101997419B; JP2002262570A; CN101997419A; GB2374214A; JP3760379B2; US20020110003A1; GB0130950D0; GB2374214B

Abstract

在第1开关元件Q1导通期间向变压器T的初级线圈T1积蓄能量、在第1开关元件Q1关断期间从变压器T的次级线圈T2释放能量的开关电源装置中,在第1开关元件Q1的控制端上连接关断期间延时电路15构成第1控制电路11,在从次级线圈T2释放能量之后,仍然按给定时间让三极管Tr3持续导通,让第1开关元件Q1的关断期间延长给定时间。并且,在轻负载时通过让第2控制电路12内的光电晶体管PC3导通,让第2开关元件Q2的导通时间比从次级线圈T2释放能量的时间要短。在轻负载、无负载时通过降低循环电流降低导通损失、并且可以实现开关电源的高效率化和小型轻量化。

Description

开关电源装置

技术领域

本发明涉及一种开关电源装置，特别涉及轻负载时具有高效率、高性能的开关电源装置。

背景技术

在成为本发明的现有技术的开关电源装置中，有特願平9-352696号和特願平10-308490号所示的开关电源装置。

图1是表示特願平9-352696号(特开平11-187664号公报)所提案的开关电源装置的构成图。

该开关电源装置，将具有初级线圈T1和次级线圈T2的变压器T、第1开关电路S1和输入电源E串联连接，第2开关电路S2与电容C组成的串联电路与变压器T的初级线圈T1并联连接。又，在变压器T的次级线圈T2上连接包含整流元件Ds的整流平滑滤波电路，在整流元件Ds上并联连接电容Cs。进一步，在变压器T上设置第1驱动线圈T3和第2驱动线圈T4，第1驱动线圈T3与第1控制电路11连接，第2驱动线圈T4与第2控制电路12连接。构成开关控制电路的第1、第2控制电路11、12分别控制第1、第2开关元件Q1、Q2的开通和关断。

又，第1开关电路S1由第1开关元件Q1、第1二极管D1以及第1电容C1组成的并联电路所构成，第2开关电路S2由第2开关元件Q2、第2二极管D2以及第2电容C2组成的并联电路所构成。此外，L表示初级线圈T1的漏电感或者另外连接的电感器。

在以上的构成中，构成开关控制电路的第1、第2控制电路11、12控制第1开关电路S1和第2开关电路S2，在夹持两开关电路均关断的期间下交互开通和关断，在第1开关电路导通期间在变压器T的初级线圈T1上积蓄能量，在第1开关电路S1关断期间从该变压器T的次级线圈T2释放能量。以该动作为1个周期，通过反复进行，从次级线圈T2取出能量，向负载供给电力。此外，第1、第2控制电路11、12，包含分别与开关元件Q1、Q2的控制端子连接的三极管、以及与该三极管的控制端连接的时间常数电路，并由该电路控制开关元件Q1、Q2的打开时刻以及关断时刻。

图2是表示上述开关电源装置的动作波形图。在该图中，Q1、Q2表示开关元件Q1、Q2的开通/关断时序，Vds1、Id1表示开关元件Q1的两端电压、电流，Vds2、Id2表示开关元件Q2的两端电压、电流。又，Vs、Is表示整流元件Ds的两端电压、次级线圈电流。

在以上的构成中，如果将第1开关元件Q1转为关断，在第2开关元件Q2的驱动线圈T4上产生电压，将第2开关元件Q2转为导通，然后经过时间常数电路所定的时间，让第2控制电路12内的三极管导通，使得该第2开关元件Q2转为关断。这时，次级侧的整流元件Ds如果处于导通状态，则成为让该整流元件Ds关断的时刻，或者，如果处于关断状态，则成为第2开关元件Q2转为关断的时刻，即，第2开关元件Q2和整流元件Ds均转为关断的时刻，并在第1开关元件Q1的驱动线圈T3上产生电压，通过该电压将第1开关元件Q1转为导通。通过这样的动作，第1开关元件Q1和第2开关元件Q2在夹持均关断的期间下交互开通和关断，在第1开关元件Q1导通期间在变压器T的初级线圈T1上积蓄能量，在第1开关元件Q1关断期间从该变压器T的次级线圈T2释放能量。

然后，在这样构成开关电源装置中，通过第1以及第2开关元件Q1、Q2从开关元件的两端的施加电压变为零开始导通的所谓零电压开关动作，可以降低开关损失、开关浪涌、提高效率和性能。

发明内容

但是，在上述开关电源装置中，当负载轻的情况下，在第1开关元件Q1导通期间积蓄在变压器T的初级线圈T1上能量的一部分回流到输入侧。在图3中，A所表示的区域的电流即为回流电流。该回流电流是与输出无关的循环电流。当开关元件Q2的导通时间为一定时，输出电流越小(负载越轻)该循环电流越大。如果循环电流大，在第1、第2开关元件Q1、Q2和变压器T上所产生的导通损失就会大到不能忽视的程度。其结果，成为在轻负载时降低效率的问题。

为此，在特願平10-308490号所示的开关电源装置中，在轻负载时缩短第2开关元件Q2的导通时间，以降低上述循环电流，提高效率。但是，如果降低循环电流，开关频率上升，将会增大包含开关元件的驱动电路损失的开关损失，整体上讲，改善的效果小。

即，循环电流大时，虽然开关频率低，开关损失小，但循环电流增加了导通损失。反过来，当循环电流小时，虽然可以降低导通损失，但开关频率提高，带来增加了开关损失这一问题。

本发明的目的在于提供一种在轻负载时降低循环电流、降低导通损失、并且可以降低开关损失和开关浪涌、能高效率化和小型轻量化的开关电源装置。

本发明为了解决上述课题，具有以下的构成。

(1)在，具有初级线圈和次级线圈的变压器T与第1开关电路、输入电源串联连接、第2开关电路与电容C构成的串联电路与上述第1开关电路的一端连接、在上述变压器T的次级线圈上连接包含整流元件Ds的整流平滑滤波电路；上述第1开关电路由第1开关元件Q1、第1二极管D1以及第1电容C1构成的并联电路所构成；上述第2开关电路由第2开关元件Q2、第2二极管D2以及第2电容C2构成的并联电路所构成；包括让上述第1、第2开关元件Q1、Q2在夹持两开关元件均关断的期间的情况下交互导通/关断的开关控制电路、在上述第1开关元件导通期间向上述变压器T的初级线圈积蓄能量、在上述第1开关元件关断期间从该变压器T的次级线圈释放能量的开关电源装置中，其特征是，上述开关控制电路包括在从上述次级线圈释放能量之后、仍然让上述第1开关元件Q1的关断期间持续给定时间的关断期间延时装置。

在现有技术中，在从次级线圈释放能量时，在整流平滑滤波电路的整流元件Ds为非导通的时刻，或者第2开关元件Q2转为关断的时刻，即第2开关元件Q2以及整流元件Ds均为非导通的时刻，在第1开关元件Q1的驱动线圈上产生电压，然后，通过第1控制电路让第1开关元件转为导通，而在本发明中，在第1控制电路中设置让该第1开关元件Q1的关断期间进一步持续给定时间的关断期间延时装置。这样，延迟第1开关元件Q1转为导通的时间，降低开关频率，从而可以降低开关损失。此外，由于第2开关元件Q2和电容C的串联电路构成电压箝位电路，在第1、第2开关元件Q1、Q2的两端不会产生电压浪涌。为此，可以采用低耐压开关元件。一般由于低耐压开关元件在导通时的电阻值小并且便宜，通过采用低耐压开关元件，可以降低损失、达到高效率化和低成本化。

(2)上述开关控制电路的特征是，包括使上述第2开关元件Q2的导通时间比从上述次级线圈释放能量的时间要短的装置。

在本发明中，通过设置让第2开关元件Q2的导通时间比从次级线圈释放能量的时间要短的装置，即减少回流电流的装置，在轻负载时，可以缩短与第2开关电路串联连接的电容C的放电时间，由此降低循环电流，从而可以降低伴随循环电流的导通损失。

(3)上述关断期间延时装置的特征是，其构成是在上述第1开关元件Q1的控制端子上串联连接三极管、在从次级线圈释放能量之后仍然使该三极管保持关断、使上述第1开关元件Q1的关断期间延长给定的时间。

在本发明中，在变压器T的次级线圈上设置检测负载轻重的装置，当检测出轻负载时在从次级线圈释放能量之后仍然控制该三极管保持关断，依据这样的构成，作为驱动开关元件的开关元件采用1个三极管即可，可以减少部件种类，实现电源装置的小型轻量化、低成本化。

(4)上述关断期间延时装置的特征是，其构成是在上述第1开关元件Q1的控制端子上并联连接三极管、在从次级线圈释放能量之后仍然让该三极管保持导通、使上述第1开关元件Q1的关断期间延长给定的时间。

上述(3)是将三极管与第1开关元件Q1的控制端串联连接，而在本发明中，将该三极管与第1开关元件Q1的控制端并联连接。这样的构成也可以达到相同的目的。

(5)上述开关控制电路的特征是，包括由在上述第1开关元件Q1的控制端上连接的三极管、以及在该三极管的控制端上连接的电容和阻抗电路所构成时间常数电路，通过控制上述第1开关元件Q1的导通时间控制输出电压。

时间常数电路，是通过从在驱动线圈的电压上升沿经过给定时间使三极管导通而急速让第1开关元件Q1转为关断的装置，通过调整该时间常数电路的时间常数，可以简单控制输出电压。

(6)上述开关控制电路的特征是，包括由在上述第2开关元件Q2的控制端上连接的三极管、以及在该三极管的控制端上连接的电容和阻抗电路所构成时间常数电路，通过控制上述第2开关元件Q2的导通时间，控制与第2开关电路串联连接的电容的放电电流。

在上述构成中，也和(5)相同，通过调整与连接在第2开关元件Q2的控制端子上的三极管相连接的时间常数电路的时间常数，可以简单控制电容的放电电流，可以实现小型轻量化、低成本化。

(7)上述关断期间延时装置的特征是，在表示轻负载时由信号启动动作，而至少在重负载时被停止动作。

上述(1)的关断期间延时装置只是在轻负载时使其动作，而至少在重负载的情况下不让其动作，这样根据负载采用最适合的动作。因此，在无负载、轻负载到重负载都可以高效率动作。

(8)的特征是，上述第1开关元件Q1以及上述第2开关元件Q2由场效应晶体管构成。

第1、第2开关元件Q1、Q2由场效应晶体管构成，场效应晶体管的寄生电容可以作为第1电容C1、第2电容C2使用，场效应晶体管的寄生二极管可以作为第1二极管D1、第2二极管D2使用，这样，作为部件，不需要另外准备二极管和电容，可以实现电源装置的小型轻量化、低成本化。

(9)上述变压器T包括产生让第1及第2开关元件Q1、Q2转为导通的电压的第1以及第2驱动线圈，并使其自激振荡。

通过在变压器T2上设置驱动线圈使其自激振荡，不需要作为振荡电路和控制电路等的IC，可以实现电源装置的小型轻量化、低成本化。

(10)开关电源装置的特征是，包括上述变压器在初级线圈和次级线圈中具有的漏电感或者与上述变压器串联连接的电感，该电感与串联连接在上述第2开关电路上的电容C构成共振电路。

通过变压器具有的漏电感或者另外连接的电感与电容C构成共振电路，让其共振动作，继续在漏电感中的能量不会损失，而被输出，可以实现高效率化。并且，可以使第2开关元件Q2在零电流下转为导通，从而降低开关损失。

(11)上述整流平滑滤波电路的特征是，由二极管构成，在该二极管上并联连接容性阻抗。

通过在整流元件上并联连接容性阻抗，可以降低整流元件的反向恢复损耗，实现高效率化。又，传递到次级线圈上的能量，不通过整流元件，而通过该容性阻抗向负载提供，可以降低整流损失。进一步，可以降低构成第1开关电路和第2开关电路的第1电容C1和第2电容C2的容量。

附图说明

图1是表示现有的开关电源装置的构成图。

图2是表示该开关电源装置的动作波形图。

图3是表示有循环电流时的波形图。

图4是表示本发明的实施方式的开关电源装置的电路图。

图5是表示现有的开关电源装置在轻负载时的波形图，(A)是没有降低循环电流时的情况，(B)是降低了循环电流时的情况。

图6(A)、(B)分别是表示上述实施方式的开关电源装置在轻负载、定额负载时的波形图。

图7是表示关断期间延时电路的另一实施例，(A)、(B)分别是表示光电晶体管PC4的位置不同的实施例。

图8是表示关断期间延时电路的又一实施例。

图9是表示关断期间延时电路的又一实施例。

图10是表示关断期间延时电路的又一实施例。

图11是表示开关电路S1、S2的另一连接例。

图12是表示开关电路S1、S2的又一连接例。符号说明

S1-第1开关电路、S2-第2开关电路、11-第1控制电路、12-第2控制电路、14-检测电路、15-关断期间延时电路。

具体实施方式

图4是表示本发明的实施方式的开关电源装置的电路图。

变压器T包括初级线圈T1、次级线圈T2、第1驱动线圈T3以及第2驱动线圈T4。该变压器T的初级线圈T1和第1开关电路S1、输入电压为Vin的输入电源E串联连接，第2开关电路S2与电容C的串联电路并联连接漏感L与初级线圈T1的串联电路。

变压器T的次级线圈T2连接整流元件Ds及包括滤波用电容Co的整流平滑滤波电路。

连接所述整流平滑滤波电路输出侧的检测电路14检测输出电压。光电晶体管PC1串联连接分流稳压器ZD，控制流过光电晶体管PC1电流，让分流稳压器ZD的基准电压端Vr的输入电压(将输出电压Vo分压后的电压)为一定。与光电晶体管PC1光偶合的光电晶体管PC1与后面说明的第1控制电路11连接。检测电路14包括三极管Tr4和光电晶体管PC2、PC3的串联电路。在轻负载时在三极管Tr4的控制端子P1输入外部信号，通过输入该外部信号使得该三极管Tr4导通。与光电晶体管PC2光偶合的光电晶体管PC2与后面说明的包括第1控制电路11的关断期间延时装置的关断期间延时电路15连接。与光电晶体管PC3光偶合的光电晶体管PC3与后面说明的第2控制电路12连接。

上述第1开关电路S1由第1开关元件Q1、第1二极管D1以及第1电容C1组成的并联连接电路所构成，在本实施方式中，第1开关元件Q1由FET(场效应晶体管)构成(以下第1开关元件Q1简称为FET Q1)。又，第2开关电路S2由第2开关元件Q2、第2二极管D2以及第2电容C2组成的并联连接电路所构成，在本实施方式中，第2开关元件Q2由FET(场效应晶体管)构成(以下第2开关元件Q2简称为FET Q2)。

在变压器T的驱动线圈T3和FET Q1之间连接包含开关控制电路的第1控制电路11。该第1控制电路11包括三极管Tr1、由与该控制端(基极)连接的电阻R4、电阻R3、光电晶体管PC1以及电容器C2构成的时间常数电路、电容器C1与电阻R2的串联电路构成的延时电路，并且在三极管Tr1的控制端与上述光电晶体管PC1连接。因此，如果在第1驱动线圈T3产生电压，经过电容器C1与电阻R2构成的延时电路所定时间的延时后让FET Q1导通，并从该时刻开始，经过电阻R3、光电晶体管PC1所确定的阻抗以及电容器C2构成的时间常数电路所定的时间，让三极管Tr1导通，这样，让第1开关元件Q1迅速关断。这时，如果次级线圈T2的输出电压上升，三极管Tr1导通的时间提早，可以缩短FET Q1的导通时间，降低其输出，使得输出电压稳定。

在上述变压器T的第2驱动线圈T4和FET Q2之间连接的第2控制电路12包含开关控制电路，包括电阻R5与电容器C3构成的延时电路、与FET Q2的控制端连接的三极管Tr2、由与该三极管Tr2的控制端连接的电阻R6以及电容器C4构成的时间常数电路、与三极管Tr2的控制端子连接的光电晶体管PC3。因此，如果在驱动线圈T4产生电压，通过电阻R5与电容器C3构成的延时电路，将电压施加到FET Q2的控制端上，让该FET Q2导通，同时从该时刻开始，经过电阻R6以及电容器C4构成的时间常数电路所定的时间让三极管Tr2导通，使得FET Q2急速关断。

这样，在构成开关控制电路的第1、第2控制电路11、12中，FETQ1和Q2变为导通的时刻和变为关断的时刻可以由延时电路和时间常数电路任意确定，并且，通过光电晶体管PC1的动作，让输出电压稳定。此外，在FET Q1的控制端和输入电源E之间连接的电阻R1为启动电阻。

在该开关电源装置中，进一步在构成开关控制电路的上述第1控制电路11中设置关断期间延时电路15，又，在上述第2控制电路12上连接光电晶体管PC3。以下说明其构成。

关断期间延时电路15包括与FET Q1的控制端并联连接的三极管Tr3、与该三极管Tr3的控制端连接的电阻R7～R10以及光电晶体管PC2、电容器C5。在电容器C5上在FET Q1关断期间积蓄电荷，这样即使在次级侧的能量释放后也能继续让三极管Tr3导通。由于三极管Tr3继续导通，即使在驱动线圈T3产生电压，FET Q1也不会导通。当积蓄在电容器C5上电荷放电完毕之后，三极管Tr3关断，这时驱动线圈T3的电压通过第1控制电路11施加到FET Q1的控制端上，或者通过启动电阻R1施加到FET Q1的控制端上，让该FET Q1导通。这样，通过延迟让FETQ1导通，降低开关频率，可以降低开关损失。此外，只有在光电晶体管PC2导通后，三极管Tr3的动作才会有效。因此，当在检测电路14的三极管Tr4的控制端子P1上输入外部信号时通过关断期间延时电路15控制让FET Q1延迟导通。即，至少在轻负载时，通过在控制端子P1上输入外部信号，让关断期间延时电路15动作，延迟让FET Q1导通，降低开关频率。

又，通过让设置在第2控制电路12的三极管Tr2上的PC3导通，可以提早三极管Tr2的PC3导通时间，即缩短FET Q2的导通时间。当缩短FET Q2的导通时间，则缩短电容C的放电时间，降低循环电流，从而可以降低伴随循环电流的导通损失。此外，缩短FET Q2的导通时间到什么程度，由与光电晶体管PC3连接的电阻R10的大小或者光电晶体管PC3的阻抗确定。

这样，如果在轻负载时在控制端子P1上输入外部信号，让关断期间延时电路15动作，并且通过让光电晶体管PC3导通，降低开关频率和循环电流，从而降低开关损失和导通损失，可以大大改善轻负载时的电力变换效率。

以下说明上述开关电源装置的动作。

首先说明在检测电路14的三极管Tr4的控制端子P1上没有输入外部信号时的动作。该状态为定额负载状态。

当投入电源时，通过启动电阻R1，将输入电压Vin施加到FET Q1的控制端上，这样让FET Q1导通。当FET Q1导通时，在变压器T的初级线圈T1中流过电流，在驱动线圈T3上产生电压。这样，FET Q1为导通状态，在初级线圈T1上积蓄能量，然后，经过电阻R3、电阻R4、光电晶体管PC1所确定的阻抗以及电容器C2构成的时间常数电路所设定的时间之后，三极管Tr1导通，FET Q1关断。当FET Q1关断时，在变压器T的初级侧、电感L和电容C开始共振。在共振时，通过与FETQ2并联连接的第2二极管D2给电容C充电，其间通过在驱动线圈T4上产生的电压让FET Q2导通。这样，电感L和电容C共振，通过向电容C充电，可以消去电压浪涌，所以在开关元件Q1的两端不会发生电压浪涌。向电容C充电之后，电容C放电。又，在FET Q1关断时，从次级线圈T2通过整流元件Ds放出电能。在FET Q2导通之后，经过电阻R6以及电容器C4构成的时间常数电路所设定的时间让三极管Tr2导通，使得FET Q2关断。这时，变压器T的次级侧的整流元件Ds如果处于导通状态，则成为让其关断的时刻，如果处于关断状态，则成为FET Q2转为关断的时刻，即，在FET Q2和整流元件Ds均转为关断的时刻，在驱动线圈T3上产生电压，让FET Q1转为导通。这样，FET Q1和FET Q2在夹持均关断的期间下交互开通和关断，在FET Q1导通期间在变压器T的初级线圈T1上积蓄的能量，在FET Q1关断期间从次级线圈T2释放电能。

此外，在该定额负载状态下，由于在三极管Tr4的控制端子P1上没有输入外部信号，第1控制电路11中的关断期间延时电路15不动作，并且，第2控制电路12中的光电晶体管PC3也处于关断状态。

以下说明在轻负载时的动作。

在轻负载时，在构成开关控制电路的第1、第2控制电路11、12中，关断期间延时电路15开始动作，同时第2控制电路12中的光电晶体管PC3也处于导通状态。

在关断期间延时电路15中，在FET Q1关断期间在电容C5上积蓄电荷，该电荷在从次级线圈T2放出能量之后维持三极管Tr3的导通，这样，即使在驱动线圈T3上产生电压也会延迟FET Q1转为导通。当积蓄在电容C5上的电荷放电完毕之后，三极管Tr3关断，这时开始驱动线圈T3的电压、和通过启动电阻R1的电压施加到FETQ1的控制端上，让FETQ1转为导通。之后的动作和定额负载时相同。这样，在轻负载时，通过延迟FET Q1转为导通，降低开关频率，降低开关损失。

又，在第2控制电路12中，通过光电晶体管PC3的导通，可以提早电容器C4的充电时间。这样，提早从在驱动线圈T4上产生电压到三极管Tr2导通的时间，其结果，缩短FET Q2的导通时间，降低循环电流，从而降低伴随循环电流的导通损失。又，在FET Q1转为关断时，通过二极管D2或者FET Q2向电容C充电，电容C和开关电路S2构成箝位电路，因此在开关Q1的两端不会产生电压浪涌。

图5、图6是表示为比较现有开关电源装置和上述实施方式的开关电源装置的动作的波形图。图5(A)是表示在现有的开关电源装置中没有降低循环电流时的情况，即，FET Q2的导通时间为一定时的轻负载时的波形图，图5(B)是表示在现有的开关电源装置中降低了循环电流时的情况，即，FET Q2的导通时间随负载变化、让循环电流最小的情况下轻负载时的波形图，图6(A)是表示本实施方式的开关电源装置在轻负载时的波形图，图6(B)是表示本实施方式的开关电源装置在定额负载时的波形图。此外，该波形图中的符号，和图2中所示符号相同。

将图5(A)和图6(A)进行比较容易发现，在现有开关电源装置中，在轻负载时循环电流增加了，伴随该循环电流的导通损失也增加了，而在本发明实施方式的开关电源装置中，没有循环电流，减少了导通损失。又，对图5(B)和图6(B)进行比较容易发现，在现有开关电源装置中，在轻负载时降低了循环电流，但增加了开关频率，因而包含开关元件的驱动损失的开关损失也增加了，而在本发明实施方式的开关电源装置中，由关断期间延时电路15，将FET Q1的关断期间只延长了时间T1。这样，在本实施方式的开关电源装置中的开关周期T，比现有开关电源装置的周期T要长，所以降低了开关频率，从而降低了开关损失。

图7是表示关断期间延时电路15的另一实施例。在图4所示的构成中，关断期间延时电路15的三极管Tr3与FET Q1并联连接，而在图7所示实施例的构成中，三极管Tr3与FET Q1的控制端串联连接。这样，三极管Tr3在电容Cbe充电到阀值电压之前保持关断，在达到阀值电压(约0.6V)之后导通，这样可以设定关断期间延时时间。此外，光电晶体管PC4的动作希望在轻负载时关断，而在定额负载时导通，所以与之光偶合的光电二极管(图中未画出)应连接成，当在检测电路14的控制端子P1上输入表示轻负载的信号时关断，而在定额负载时导通。光电晶体管PC4的位置在图7(A)、(B)中的任一位置均可。在该图(A)中，光电晶体管PC4处于断开状态下，FETQ1的栅极、源极之间的阻抗变小，启动条件变得严格，而在该图(B)中，没有光电晶体管PC4的影响，可以改善启动条件。

图8是又一实施例。在图7所示实施例中，三极管Tr3使用了pnp型三极管，而在图8所示实施例中，使用npn型三极管。在该电路构成中，在轻负载时光电晶体管PC4关断，在电容Cbe充电到阀值电压之前的时间为延长的FET Q1的关断时间。

图9、图10是表示又一实施例。在这些实施例中，在三极管Tr3上再纵向连接一个三极管，以确保动作。在这些实施例中，在电容Cbe充电到三极管Tr4的阀值电压(约0.6V)之前时间，通过保持三极管Tr3导通，为延长的FET Q1的关断时间。当电容Cbe达到阀值电压时，三极管Tr4导通，三极管Tr3截止，FET Q1才可能转为导通。此外，光电晶体管PC2和图4所示光电晶体管PC2具有相同的动作。

图11、图12是表示变压器T的初级侧的主要部位连接例。图11是表示将第2开关电路S2与电容C的并联电路与开关电路S1并联连接。又，在图12中，将第1开关电路S1和第2开关电路S2的串联电路与输入电源E并联连接，将第2开关电路S2与由电容C、初级线圈T1、电感L组成的串联电路并联连接。

上述图11、图12所示的开关电源装置也和上述实施方式的开关电源装置同样动作。

依据本发明，在轻负载时让关断期间延时电路动作，由该关断期间延时电路，延迟第1开关元件Q1转为导通的时间，降低开关频率。这样，可以大幅度降低开关损失。又，在轻负载时，通过缩短第2开关元件Q2的导通时间，可以缩短电容C的放电时间，降低循环电流，从而可以降低伴随循环电流的导通损失。又，开关电路S2和电容C构成电压箝位电路，在开关元件Q1转为关断时，在开关电路S1、S2的两端不会产生电压浪涌，可以采用低耐压的开关元件。

这样，由于可以在轻负载时降低开关损失以及伴随循环电流的导通损失，并且，可以抑制电压浪涌的发生，可以实现开关电源装置的高效率化、小型轻量化。

Claims

1.一种开关电源装置，是包括具有初级线圈和次级线圈的变压器T与第1开关电路、输入电源串联连接、第2开关电路与电容C构成的串联电路与所述第1开关电路的一端连接、在所述变压器T的次级线圈上连接包含整流元件Ds的整流平滑滤波电路，

所述第1开关电路由第1开关元件Q1、第1二极管D1以及第1电容C1构成的并联电路所构成，

所述第2开关电路由第2开关元件Q2、第2二极管D2以及第2电容C2构成的并联电路所构成，

让所述第1、第2开关元件Q1、Q2在夹持两开关元件均关断的期间的情况下交互导通/关断的开关控制电路，在所述第1开关元件导通期间向所述变压器T的初级线圈积蓄能量、在所述第1开关元件关断期间从该变压器T的次级线圈释放能量的开关电源装置，其特征在于：

所述开关控制电路包括在从所述次级线圈释放能量之后、仍然使所述第1开关元件Q1的关断期间持续给定时间以降低开关频率的关断期间延时装置。

2.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于：

所述开关控制电路包括让所述第2开关元件Q2的导通时间比从所述次级线圈释放能量的时间要短的装置。

3.根据权利要求1或2所述的开关电源装置，其特征在于：

所述关断期间延时装置构成为在所述第1开关元件Q1的控制端子上串联连接三极管、在从次级线圈释放能量之后仍然使该三极管保持关断、让所述第1开关元件Q1的关断期间延长给定的时间。

4.根据权利要求1或2所述的开关电源装置，其特征在于：

所述关断期间延时装置构成为在所述第1开关元件Q1的控制端子上并联连接三极管、在从次级线圈释放能量之后仍然使该三极管保持导通、使所述第1开关元件Q1的关断期间延长给定的时间。

5.根据权利要求1～4中任一权利要求所述的开关电源装置，其特征在于：

所述开关控制电路包括由在所述第1开关元件Q1的控制端子上连接的三极管、以及在该三极管的控制端子上连接的电容和阻抗电路所构成时间常数电路，通过控制所述第1开关元件Q1的导通时间控制输出电压。

6.根据权利要求1～5中任一权利要求所述的开关电源装置，其特征在于：

所述开关控制电路包括由在所述第2开关元件Q2的控制端子上连接的三极管、以及在该三极管的控制端子上连接的电容和阻抗电路所构成时间常数电路，通过控制所述第2开关元件Q2的导通时间，控制与第2开关电路串联连接的电容C的放电电流。

7.根据权利要求1～6中任一权利要求所述的开关电源装置，其特征在于：

所述关断期间延时装置在轻负载时动作，至少在重负载时被停止动作。

8.根据权利要求1～7中任一权利要求所述的开关电源装置，其特征在于：

所述第1开关元件Q1以及所述第2开关元件Q2由场效应晶体管构成。

9.根据权利要求1～8中任一权利要求所述的开关电源装置，其特征在于：

所述变压器T包括产生使第1及第2开关元件Q1、Q2转为导通的电压的第1以及第2驱动线圈，并使其自激振荡。

10.根据权利要求1～9中任一权利要求所述的开关电源装置，其特征在于：

包括所述变压器在初级线圈和次级线圈中具有的漏电感或者与所述变压器串联连接的电感，该电感与串联连接在所述第2开关电路上的电容C构成共振电路。

11.根据权利要求1～9中任一权利要求所述的开关电源装置，其特征在于：

所述整流平滑滤波电路由二极管构成，在该二极管上并联连接容性阻抗。