CN1950996A - 开关电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种开关电源装置，其具有简单的电路结构且可以正确地检测从变压器的一次侧向二次侧供给能量的期间。在对交流电源(1)的交流电压进行整流的全波整流电路(2)的输出两端串联地连接第一开关元件Q1与第二开关元件Q2，在第一开关元件Q1的两端串联地连接电流谐振电容器Cri、谐振电抗器Lr和谐振变压器T的一次线圈P1，还具有：对二次线圈S的电压进行整流平滑的整流平滑电路D0 (14)；根据整流平滑电路的输出电压使第一开关元件与第二开关元件交替地开/关的控制电路(11)；和谐振期间检测电路(12)，其根据与二次线圈S紧耦合的辅助线圈P2的电压，检测从一次侧向二次侧发送能量的期间并输出谐振期间检测信号。

Description

开关电源装置
技术领域
本发明涉及一种高效率的开关电源装置，特别是涉及一种为了保持最佳的谐振状态，对从谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间进行检测的电流谐振型的开关电源装置。
背景技术
图1表示现有的电流谐振型的开关电源装置。图1中，全波整流电路2(对应于输入整流电路)，对交流电源1的交流电压进行整流并将全波电流电压向平滑电容器3进行输出。平滑电容器3，对全波整流电路2的全波电流电压进行平滑处理。
在平滑电容器3的两端，连接由MOSFET等构成的第一开关元件Q1与由MOSFET等构成的第二开关元件Q2的串连电路。在第一开关元件Q1上并联连接整流器(二极管)6，在第二开关元件Q2上并联连接整流器7。在第一开关元件Q1上并联连接电压谐振电容器Crv。
另外，在第一开关元件Q1上并联连接电流谐振电容器Cri与电抗器Lr与谐振变压器T的一次线圈P1的串联电路。由电压谐振电容器Crv、电流谐振电容器Cri、谐振电抗器Lr、谐振变压器T的一次线圈P1构成谐振电路。
预先缠绕谐振变压器T的一次线圈P1与二次线圈S以使相互产生同相电压，在谐振变压器T的二次线圈S上，连接由整流器D0与平滑电容器14构成的整流平滑电路。该整流平滑电路，对谐振变压器T的二次线圈S所感应的电压(被开/关控制的脉冲电压)进行整流平滑处理并向负载16输出直流输出。
电压检测电路15连接在平滑电容器14的两端，检测平滑电容器14的输出电压，并向控制电路11a输出检测电压。控制电路11a，根据来自电压检测电路15的检测电压，通过PWM控制使第一开关元件Q1与第二开关元件Q2交替地开/关，由此将负载16的电压控制在一定电压上。该情况下，通过在第一开关元件Q1与第二开关元件Q2的各门极(gate)上施加电压，使第一开关元件Q1与第二开关元件Q2交替地开/关。
下面参照图2乃至图4的时间图来对所构成的现有的谐振型的开关电源装置的动作进行说明。图2是开关电源装置的各部中的信号的时间图。图3是在开关电源装置中，详细地表示从谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间的各信号的时间图。图4是开关电源装置的各部中信号的、在期间T1～T10中的详细的时间图。
此外，在图2乃至图4中，IP1表示一次线圈P1中流过的电流、VQ1表示第一开关元件Q1的两端电压、IQ1表示第一开关元件Q1中流过的电流、VQ2表示第二开关元件Q2的两端电压、IQ2表示第二开关元件Q2中流过的电流、VD0表示整流器D0的电压、ID0表示整流器D0中流过的电流、VP1表示一次线圈P1的两端电压、VS表示二次线圈S的两端电压。另外，设谐振电抗器Lr比一次线圈P1的励磁电感Lp足够小、电压谐振电容器Crv比电流谐振电容器Cri足够小。
首先，在期间T1中，第一开关元件Q1关断，第二开关元件Q2刚从闭合变为关断。通过谐振电抗器Lr与谐振变压器T的励磁电感中所存储的能量，电流IP1沿着谐振电抗器Lr→一次线圈P1→电压谐振电容器Crv→电流谐振电容器Cri→谐振电抗器Lr的路径，流过谐振电流。另外，通过谐振变压器T的励磁电感Lp、谐振电抗器Lr、电压谐振电容器Crv的谐振，电压谐振电容器Crv放电，电压VQ1下降、电压VQ2上升。
在期间T2中，第一开关元件Q1以及第二开关元件Q2都关断。电压谐振电容器Crv放电结束，电压VQ1为零，电压VQ2与平滑电容器3的两端电压相同。电流IP1沿着谐振电抗器Lr→一次线圈P1→整流器6→电流谐振电容器Cri→谐振电抗器Lr的路径，继续流过谐振电流。此时，第一开关元件Q1闭合，移动到期间T3。在期间T3中，第一开关元件Q1闭合，第二开关元件Q2关断。
电流IP1沿着谐振电抗器Lr→一次线圈P1→第一开关元件Q1→电流谐振电容器Cri→谐振电抗器Lr的路径流动，其电流值逐渐减小，电流为零时，移动到期间T4。
在期间T4中，第一开关元件Q1闭合，第二开关元件Q2关断。电流IP1流动方向反转，沿着一次线圈P1→谐振电抗器Lr→电流谐振电容器Cri→第一开关元件Q1→一次线圈P1的路径，流过谐振电流，使变压器T的磁通复原。
在期间T1～T4中，通过谐振变压器T的励磁电感Lp、谐振电抗器Lr、电流谐振电容器Cri的谐振，电流IP1以及电流IQ1流动。
在期间T5中，第一开关元件Q1关断，第二开关元件Q2关断。电流IP1沿着一次线圈P1→谐振电抗器Lr→电流谐振电容器Cri→电压谐振电容器Crv→一次线圈P1的路径，流过谐振电流。另外，通过谐振变压器T的励磁电感Lp、谐振电抗器Lr、电压谐振电容器Crv的谐振，Crv充电，电压VQ1上升，电压VQ2下降。
在期间T6中，第一开关元件Q1以及第二开关元件Q2都关断。电压谐振电容器Crv被充电到平滑电容器3的电压，电压VQ1与平滑电容器3的电压相同，电压VQ2为零。电流IP1沿着一次线圈P1→谐振电抗器Lr→电流谐振电容器Cri→平滑电容器3→整流器7→一次线圈P1的路径，继续流过谐振电流。在期间T7中，第二开关元件Q2闭合，第一开关元件Q1关断。沿着一次线圈P1→谐振电抗器Lr→电流谐振电容器Cri→平滑电容器3→第二开关元件Q2→一次线圈P1的路径，继续流过谐振电流。在期间T5～T7中，通过谐振电压器T的励磁电感Lp、谐振电抗器Lr、电流谐振电容器Cri的谐振，电流IP1以及电流IQ2流动。
在期间T8中，第二开关元件Q2闭合，第一开关元件Q1关断。沿着第二开关元件Q2→一次线圈P1→谐振电抗器Lr→电流谐振电容器Cri的路径，流过谐振电流IP1以及电流IQ2，二次侧的整流器D0中开始流动电流ID0。在期间T9中，第二开关元件Q2闭合，第一开关元件Q1关断。沿着电流谐振电容器Cri→谐振电抗器Lr→一次线圈P1→第二开关元件Q2的路径，流过电流IP1以及电流IQ2。
在期间T8以及T9中，通过谐振电抗器Lr与电流谐振电容器Cri的谐振，电流IP1以及IQ2流动。在期间T8以及T9，从谐振变压器T的一次线圈P1向二次线圈S传输能量。此时，从一次侧向二次侧传送的电流ID0弧形上升，以某点为界限开始下降，超过谐振期间t1(对应于期间T6～T9)时变为零。向二次侧传送的能量，通过整流器D0、平滑电容器14被整流平滑，向负载16供给直流功率。
在期间T10中，第二开关元件Q2保持闭合状态，沿着电流谐振电容器Cri→谐振电抗器Lr→一次线圈P1→第二开关元件Q2的路径，流过电流IP1以及电流IQ2，但电流ID0不流动。在期间T10中，通过谐振变压器T的励磁电感Lp、谐振电抗器Lr、电流谐振电容器Cri的谐振，电流IP1以及电流IQ2流动。并且，超过期间T10(对应于通过振荡频率或占空比所决定的期间t2)时，第二开关元件Q2关断，第一开关元件Q1闭合，成为复原期间t3(对应于期间T1～T5)。
发明内容
在所述的动作中，若在向二次侧供给能量的期间t1第二开关元件Q2关断，则不能进行零电流开关，第二开关元件Q2的开关损耗增大，也有达到最大破损的可能性。在图1所示的现有例中，考虑输入电压变动、负载变动等，在全部的状态中，设置足够大的闭合期间(t1+t2)并使其动作，以使在期间t1第二开关元件Q2关断、不引起谐振偏离。另外，需要将期间t2的时间增加，以使即使发生零件的偏离、基于周围环境的特性变化也不引起谐振偏离。
即使在无论第二开关元件Q2是否闭合，都不向二次侧发送能量的期间t2，通过电流谐振电容器Cri，使励磁电流流过谐振变压器T，因此产生功率的损耗。该损耗的发生，与作为本来的目的的、向二次侧供给能量的动作无直接关系，因此是不必要的，并且引起电源装置的效率下降。
作为解决这样的问题的方案，具有在日本国特公平7-63216号公报中记载的串联谐振和转换器(converter)，该转换器的结构图如图5所示。在该转换器中，两个开关元件102、103的串联电路，两个整流器104、105的串联电路，两个电容器106、107的串联电路连接在直流电源101上；整流器104、105的连接点与电容器106、107的连接点连接，在整流器104、105的连接点与开关元件102、103的连接点之间连接有变压器108的一次线圈与电抗器109的串联电路；在变压器108的二次线圈上连接整流电路110与输出电容器111。转换器还具有：变压器电压检测电路130，其用于检测变压器108的二次线圈的电压；和逻辑电路150，其对变压器电压检测电路130的输出与控制开关元件的驱动信号进行比较，在变压器108产生电压的期间使开关元件102、103闭合，变压器108中电压消失后使开关元件102、103关断。
在该串联谐振转换器中，向二次侧供给能量的期间结束时，被施加在变压器上的电压变为零，二次线圈的感应电压也变为零。
然而，在特公平7-63216号公报中所记载的串联谐振转换器中，必须设置逻辑电路150，其对变压器检测电路30的输出与控制开关元件的驱动信号进行比较，在变压器108产生电压的期间使开关元件102、103闭合，在变压器108中电压消失后使开关元件102、103关断，从而使电路结构复杂化。
另一方面，在图1所示的电源装置中，具有下面的课题：图3的谐振变压器T的一次线圈P1的电压VP1，在期间t1的最后时刻不变为零，只单纯地设置辅助线圈来检测电压，不能正确地检测从一次侧向二次侧供给能量的期间。
另外，若要以二次线圈的电压进行检测，则必需与一次侧的控制电路绝缘并传送信号，从而使电路结构变得复杂。
用于解决课题的方法
通过本发明可以提供一种谐振型的开关电源装置，其具有简单的电路结构并且可以正确地检测从变压器的一次侧向二次侧供给能量的期间，不引起谐振偏离，从而可以进行具有最佳的闭合期间的开关控制。
根据本发明的第一技术上的侧面，其特征在于，开关电源装置具有：谐振变压器，其具有一次线圈与二次线圈与紧耦合在该二次线圈上的辅助线圈；第一串联电路，其并联连接在非交流电源的输出上、且将第一开关元件与第二开关元件串联地进行连接；在所述第一开关元件或所述第二开关元件的两端连接的谐振电容器；将与谐振电抗器和所述谐振变压器的一次线圈串联地进行连接的第二串联电路；对所述谐振变压器的二次线圈的电压进行整流平滑的整流平滑电路；根据该整流平滑电路的输出电压使所述第一开关元件与所述第二开关元件交替地进行开/关的控制电路；谐振期间检测器，其根据所述谐振变压器的辅助线圈的电压对从所述谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间进行检测并输出谐振期间检测信号。
根据本发明的第二技术上的侧面，其特征在于，在基于所述第一技术侧面的开关装置中，所述谐振期间检测器具有：与所述辅助线圈串联地连接的整流器；并联地连接在所述辅助线圈与所述整流器的串联电路上的第一电阻；和通过耦合电容器并联地连接在该第一电阻上的第二电阻，输出所述第二电阻的两端电压。
根据本发明的第三技术上的侧面，其特征在于，在基于所述第一技术上的侧面的开关装置中，所述谐振期间检测器具有：通过耦合电容器并联地连接在所述辅助线圈上的整流器；和并联地连接在该整流器上的电阻，输出所述电阻的两端电压。
根据本发明的第四技术上的侧面，其特征在于，在基于所述第一技术上的侧面的开关装置中，所述谐振期间检测器将所述谐振期间检测信号发送到所述控制电路，所述控制电路根据来自所述谐振期间检测器的谐振期间检测信号进行控制，以使在从所述谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间继续保持所述各开关元件的闭合状态或关断状态。
根据本发明的第五技术上的侧面，其特征在于，在基于所述第一技术上的侧面的开关装置中，所述整流平滑电路具有：对所述谐振变压器的二次线圈的电压进行整流的第三开关元件，所述谐振期间检测器通过所述谐振期间检测信号，使所述第三开关元件开/关。
根据本发明的第六技术上的侧面，其特征在于，开关装置具有：谐振变压器，其具有一次线圈、二次线圈、紧耦合在该二次线圈上的第一辅助线圈与第二辅助线圈；第一串联电路，其并联地连接在非交流电源的输出上、且将第一开关元件与第二开关元件串联地进行连接；第二串联电路，其在所述第一开关元件或第二开关元件的两端，串联地连接谐振电容器与谐振电抗器与所述谐振变压器的一次线圈；对所述谐振变压器的二次线圈的电压进行整流平滑的整流平滑电路；控制电路，其根据该整流平滑电路的输出电压，使所述第一开关元件与所述第二开关元件交替地进行开/关；第一谐振期间检测器，其根据所述谐振变压器的第一辅助线圈的电压，对从所述谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间进行检测并输出谐振期间检测信号；和第二谐振期间检测器，其根据所述谐振变压器的第二辅助线圈的电压，对从所述谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间进行检测并输出谐振期间检测信号；所述整流平滑电路具有对所述谐振变压器的二次线圈的电压进行整流的第三开关元件；所述第二谐振期间检测器，通过所述谐振期间检测信号使所述第三开关元件开/关。
附图说明
图1是表示现有的开关电源装置的现有例1的电路结构图。
图2是现有例1的开关电源装置的各部中的信号的时间图。
图3是详细地表示在现有例1的开关电源装置中，从谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间的各信号的时间图。
图4是现有例1的开关电源装置的各部中的信号的期间T1～T10中的详细的时间图。
图5是相关的开关电源装置的电路结构图。
图6是表示实施例1的开关电源装置的电路结构图。
图7是设置在实施例1的开关电源装置的谐振期间检测电路的结构例1的示意图。
图8是设置在实施例1的开关电源装置的谐振期间检测电路的结构例2的示意图。
图9是实施例1的开关电源装置的各部中的信号的时间图。
图10是使设置在实施例1的开关电源装置上的谐振变压器的二次线圈与辅助线圈紧耦合的结构例的示意图。
图11是表示实施例2的开关电源装置的电路结构图。
图12是表示实施例3的开关电源装置的电路结构图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的开关电源装置的实施方式。
实施例1
图6是表示实施例1的开关电源装置的电路结构图。实施例1的开关电源装置，其特征在于，对于图1所示的现有的开关电源装置，增加了辅助线圈P2与谐振期间检测电路12。
辅助线圈P2，被设置在谐振变压器T上，并且与二次线圈S紧耦合。关于具有辅助线圈P2的谐振变压器T的具体例，在后面进行说明。谐振期间检测电路12，根据谐振变压器T的辅助线圈P2的电压，对从谐振变压器T的一次侧向二次侧发送能量的期间进行检测、并将谐振期间检测信号输出到控制电路11。
控制电路11，根据来自电压检测电路15的检测电压，通过PWM控制使第一开关元件Q1与第二开关元件Q2交替开/关，从而将负载16的电压控制在一定电压。另外，控制电路11，根据来自谐振期间检测电路12的谐振期间检测信号进行控制，以使在从谐振变压器T的一次侧向二次侧发送能量的期间继续保持第二开关元件Q2的闭合状态、以及第一开关元件Q1的关断状态。
此外，图6所示的其他的结构，与如图1所示的结构相同，相同部分标注相同符号，并省略其说明。
此外，谐振电抗器Lr，由谐振变压器T的一次线圈P1以及二次线圈S间的漏电感构成。另外，并联地连接在第一开关元件Q1的整流器6，可以是第一开关元件Q1的寄生二极管，并联地连接在第二开关元件Q2的整流器7，可以是第二开关元件Q2的寄生二极管。另外，并联地连接在第一开关元件Q1的电压谐振电容器Crv，可以是第一开关元件Q1的寄生容量。
图7是设置在实施例1的开关电源装置的谐振期间检测电路的结构例1的示意图。图7中表示的谐振期间检测电路12具有：串联地连接在辅助线圈P2上的整流器19、并联地连接在辅助线圈P2与整流器19的串联电路上的电压检测电阻R1、通过耦合电容器20并联地连接在该电压检测电阻R1上的电压检测电阻R2，电压检测电阻R2的两端电压作为谐振期间检测信号输出到控制电路11。
图8是设置在实施例1的开关电源装置的谐振期间检测电路的结构例2的示意图。图8所示的谐振期间检测电路12具有：通过耦合电容器20并联地连接在辅助线圈P2上的整流器19、并联地连接在该整流器19上的电压检测电阻R3，电压检测电阻R3的两端电压作为谐振期间检测信号输出到控制电路11。
下面对所构成的实施例1的谐振型的开关电源装置的动作进行说明。基本的动作与现有的开关电源装置的动作(图2乃至图4所示的时间图)相同，这里，参照图9以及图3所示的时间图，对辅助线圈P2、谐振期间检测电路12的动作进行说明。
此外，在图9中，IP1表示一次线圈P1中流过的电流、VQ2表示第二开关元件Q2的两端电压、VP2表示辅助线圈P2的两端电压、VR1表示电压检测电阻R1的两端电压、VR2表示电压检测电阻R2的两端电压、VR3表示电压检测电阻R3的两端电压。
首先，谐振变压器T的二次线圈S的感应电压VS，在第二开关元件Q2闭合并且通过谐振变压器T向二次侧供给能量的期间t1，被箝位在将输出电压与整流器D0的正向电压降相加而得到的电压。
在第二开关元件Q2闭合、但不从谐振变压器T的一次侧向二次侧供给能量的期间t2，形成比输出电压低的电压。谐振变压器T的辅助线圈P2被紧耦合在二次线圈S上，因此在辅助线圈P2上感应出与二次线圈S的匝数比倍的电压VP2。
接着，在电压检测电路12，图7所示的结构例中，在电压检测电阻R1产生的电压VR1，形成用整流器19从辅助线圈P2所感应出的电压只取出第二开关元件Q2闭合的期间(t1+t2)的波形。此外，将在电压检测电阻R1产生的电压通过耦合电容器，以电压检测电阻R2只取出交流成分。
如图9所示，在电压检测电阻R2产生的电压VR2为正时，成为从谐振变压器T的一次侧向二次侧供给能量的期间t1。
另外，在图8所示的结构例中，在电压检测电阻R3产生的电压VR3形成如图9所示那样的波形。因此，控制电路11，通过在电压检测电阻R3产生的电压VR3的电平，可以检测向二次侧供给能量的时间t1。例如在将期间t1的电压设为V1、期间t2的电压设为V2的情况下，在V1与V2间设定阈值，可以将在电压检测电阻R3产生的电压VR3在阈值以上的期间判定为期间t1。
这样，通过实施例1的开关电源装置，通过检测辅助线圈P2的电压电平，可以检测谐振变压器T向二次侧供给能量的期间t1。
另外，控制电路11，根据来自谐振期间检测电路12的在电压检测电阻上产生的电压进行控制，以使在从谐振变压器T的一次侧向二次侧发送能量的期间t1内继续保持第二开关元件Q2的闭合状态、以及第一开关元件Q1的关断状态。
因此，在向二次侧供给能量的期间t1、第二开关元件Q2不会关断，可以进行零电流开关，可以使第二开关元件Q2的开关损耗降低并提高效率。另外，如果将第二开关元件Q2的闭合期间设为大于等于期间t1并且将期间t2设定得更小，则可以降低损耗、并进一步提高效率。即，不引起谐振偏离，可以进行具有最佳的闭合期间的开关控制。另外，能够以图7以及图8所示的简单的电路结构来检测向谐振变压器T的二次侧供给能量的期间t1。
(谐振变压器的结构例)
图10是使设置在实施例1的开关电源装置上的谐振变压器的二次线圈与辅助线圈紧耦合的结构例的示意图。
图10(a)中所示的谐振变压器，在构成由磁性体形成的磁心30的一个磁路的中央脚30a上，安装具有片盘(flange)部31a～31c的圆柱体状的分割绕线管31。在该分割绕线管31的片盘部31a、31b间缠绕一次线圈P1，在片盘部31b、31c间缠绕二次线圈S，在该二次线圈S上缠绕辅助线圈P2，辅助线圈P2被紧耦合在二次线圈S上。磁心30具有矩形的外形，在磁心30的磁路的纵向上平行地形成间隙35a、35b，以使构成磁路30a、30b、30c。
如图10(b)所示的谐振变压器，在磁心30地中央脚30a上，安装具有片盘部32的圆柱体状的绕线管32，在该绕线管32上缠绕一次线圈P1，在该一次线圈P1上缠绕二次线圈S，在该二次线圈S上缠绕辅助线圈P2，使辅助线圈P2紧耦合在二次线圈S上。
如图10(b)所示的例子中，各线圈相对于线圈架都在相同位置缠绕，但是在图10(c)所示的例子中，相对于线圈架的位置错开一次线圈P1与二次线圈S的缠绕位置，使一次线圈P1与二次线圈S松耦合，通过使二次线圈S与辅助线圈P2的缠绕位置一致，使辅助线圈P2比一次线圈P1更紧耦合在二次线圈。
实施例2
对实施例2的谐振型的开关电源装置进行说明。图11是表示实施例2的开关电源装置的电路结构图。
如图11所示的实施例2的开关电源装置，其特征在于，对于图6所示的实施例1的开关电源装置，替代在谐振变压器T的二次侧设置的整流器D0，在二次线圈S与平滑电容器14间设置由开关元件Q3与整流器18的并联电路所构成的同步整流电路，所述开关元件Q3由MOSFET等构成。通过使用由MOSFET等构成的开关元件Q3来进行同步整流动作，可以降低损耗。
另外，设置辅助线圈P2以及谐振期间检测电路12a，谐振期间检测电路12a，通过基于在辅助线圈P2产生的电压的谐振期间检测信号，使开关元件Q3开/关。
即，由于通过谐振期间检测电路12a的谐振期间检测信号使开关元件Q3开/关，因此只在从谐振变压器T的一次侧向二次侧供给能量的期间t1使开关元件Q3闭合，从而可以进行同步整流动作。
实施例3
下面对实施例3的谐振型开关电源装置进行说明。图12是表示实施例3的开关电源装置的电路结构图。
图12所示的实施例3的开关电源装置是，图6所示的实施例1的开关电源装置与图11所示的实施例2的开关电源装置的组合。
即，谐振变压器T，具有一次线圈P1、二次线圈S、紧耦合在该二次线圈S上的第一辅助线圈P2以及第二辅助线圈S2。在谐振变压器T的一次侧设置第一辅助线圈P2以及谐振期间检测电路12，在二次侧设置第二辅助线圈S2以及谐振期间检测电路12a。
谐振期间检测电路12，根据谐振变压器T的第一辅助线圈P2的电压，对从谐振变压器T的一次侧向二次侧发送能量的期间进行检测并输出谐振期间检测信号。控制电路11，根据来自谐振期间检测电路12的谐振期间检测信号进行控制，以使在从谐振变压器T的一次侧向二次侧发送能量的期间继续保持第二开关元件Q2的闭合状态，以及第一开关元件Q1的关断状态。
在二次线圈S与平滑电容器14间设置由开关元件Q3与整流器18的并联电路构成的同步整流电路，所述开关元件Q3由MOSFET等构成。谐振期间检测电路12a，根据谐振变压器T的第二辅助线圈S2的电压，对从谐振变压器T的一次侧向二次侧发送能量的期间进行检测，通过谐振期间检测信号使开关元件Q3开/关。
这样通过实施例3的开关电源装置，通过在谐振变压器T的一次侧以及二次侧设置谐振期间检测电路12、12a，使各个开关元件Q1～Q3能够按照最佳的定时开/关。
此外，本发明并不限定于实施例1以及实施例3。在实施例1乃至实施例3中，虽然使用了交流电源1、全波整流电路2、以及平滑电容器3，但是连接在第一开关元件Q1与第二开关元件Q2的串联电路的两端的电源可以是非交流电源也可以使用直流电源。即，在本发明中，第一开关元件Q1与第二开关元件Q2的串联电路被并联地连接在非交流电源的输出上。
另外，实施例1乃至实施例3中，在第一开关元件Q1的两端连接电流谐振电容器Cri与电抗器Lr与谐振变压器T的一次线圈P1的串联电路，但是也可以例如在第二开关元件Q2的两端，接续电流谐振电容器Cri与电抗器Lr与谐振变压器T的一次线圈P1的串联电路。
另外，在实施例1乃至实施例3中，在第一开关元件Q1的两端连接电压谐振电容器Crv，但是也可以例如在第二开关元件Q2的两端连接电压谐振电容器Crv。
发明的效果
根据本发明的第一技术上的侧面，使谐振变压器的辅助线圈紧耦合在二次线圈，谐振期间检测单元根据辅助线圈的电压，对从谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间进行检测并输出谐振期间检测信号，因此可以正确地检测向二次侧供给能量的期间。
根据本发明的第二以及第三技术上的侧面，可以以简单的电路结构，正确地检测向二次侧供给能量的期间。
根据本发明的第四技术上的侧面，控制电路根据来自谐振期间检测单元的谐振期间检测信号进行控制，以使在从谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间继续保持各开关元件的闭合状态或断开状态，因此，不引起谐振偏离，可以进行具有最佳的闭合期间的开关控制，从而可以提高效率。
根据本发明的第五技术上的侧面，谐振期间检测单元，由于通过谐振期间检测信号使第三开关元件开/关，因此通过只在向二次侧供给能量的期间使第三开关元件闭合，可以进行同步整流动作。
根据本发明的第六技术上的侧面，通过在谐振变压器的一次侧以及二次侧设置第一谐振期间检测单元以及第二谐振期间检测单元，可以使各个开关元件按照最佳的定时开/关。
工业上的使用可能性
本发明可以适用于DC-DC转换器、AC-DC转换器等的开关电源装置。

Claims (10)

1.一种开关电源装置，其特征在于，具有：
谐振变压器，其具有一次线圈、二次线圈、紧耦合在该二次线圈上的辅助线圈；
第一串联电路，其并联地连接在非交流电源的输出上，且将第一开关元件与第二开关元件串联地进行连接；
谐振电容器，其连接在所述第一开关元件或所述第二开关元件的两端；
第二串联电路，其将谐振电抗器与所述谐振变压器的一次线圈串联地进行连接；
整流平滑电路，其对所述谐振变压器的二次线圈的电压进行整流平滑；
控制电路，其根据该整流平滑电路的输出电压，使所述第一开关元件与所述第二开关元件交替地开/关；和
谐振期间检测器，其根据所述谐振变压器的辅助线圈的电压，对从所述谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间进行检测并且输出谐振期间检测信号。
2.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，
所述谐振期间检测器具有：串联地连接在所述辅助线圈上的整流器、并联地连接在所述辅助线圈与所述整流器的串联电路上的第一电阻、通过耦合电容器并联地连接在该第一电阻上的第二电阻，输出所述第二电阻的两端电压。
3.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，
所述谐振期间检测器具有：通过耦合电容器并联地连接在所述辅助线圈上的整流器、并联地连接在该整流器上的电阻，输出所述电阻的两端电压。
4.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，
所述谐振期间检测器，将所述谐振期间检测信号输出到所述控制电路；
所述控制电路，根据来自所述谐振期间检测器的谐振期间检测信号进行控制，以使在从所述谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间继续保持所述各开关元件的闭合状态或关断状态。
5.根据权利要求2所述的开关电源装置，其特征在于，
所述谐振期间检测器，将所述谐振期间检测信号输出到所述控制电路；
所述控制电路，根据来自所述谐振期间检测器的谐振期间检测信号进行控制，以使在从所述谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间继续保持所述各开关元件的闭合状态或关断状态。
6.根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于，
所述谐振期间检测器，将所述谐振期间检测信号输出到所述控制电路；
所述控制电路，根据来自所述谐振期间检测器的谐振期间检测信号进行控制，以使在从所述谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间继续保持所述各开关元件的闭合状态或关断状态。
7.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，
所述整流平滑电路，具有对所述谐振变压器的二次线圈的电压进行整流的第三开关元件；
所述谐振期间检测器，根据所述谐振期间检测信号，使所述第三开关元件开/关。
8.根据权利要求2所述的开关电源装置，其特征在于，
所述整流平滑电路，具有对所述谐振变压器的二次线圈的电压进行整流的第三开关元件；
所述谐振期间检测器，根据所述谐振期间检测信号，使所述第三开关元件开/关。
9.根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于，
所述整流平滑电路，具有对所述谐振变压器的二次线圈的电压进行整流的第三开关元件，
所述谐振期间检测器，根据所述谐振期间检测信号，使所述第三开关元件开/关。
10.一种开关电源装置，其特征在于，
具有：谐振变压器，其具有一次线圈、二次线圈、紧耦合在该二次线圈上的第一辅助线圈以及第二辅助线圈；
第一串联电路，其并联地连接在非交流电源的输出上，且将第一开关元件与第二开关元件串联地进行连接；
第二串联电路，在所述第一开关元件或所述第二开关元件的两端，串联地连接谐振电容器、谐振电抗器、所述谐振变压器的一次线圈；
整流平滑电路，其对所述谐振变压器的二次线圈的电压进行整流平滑；
控制电路，其根据该整流平滑电路的输出电压、使所述第一开关元件与所述第二开关元件交替地开/关；
第一谐振期间检测器，其根据所述谐振变压器的第一辅助线圈的电压，对从所述谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间进行检测并且输出谐振期间检测信号；和
第二谐振期间检测器，其根据所述谐振变压器的第二辅助线圈的电压，对从所述谐振变压器的一次侧向二次侧发送能量的期间进行检测并且输出谐振期间检测信号，
所述整流平滑电路，具有对所述谐振变压器的二次线圈的电压进行整流的第三开关元件，
所述第二谐振期间检测器，根据所述谐振期间检测信号，使所述第三开关元件开/关。
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