WO2021027675A1 - 开关电源装置 - Google Patents

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坪田雄介
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海信视像科技股份有限公司
东芝视频解决方案株式会社
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Definitions

  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Publication No. 2014-233137
  • the present invention has been completed in view of the above, and its object is to provide a method capable of suppressing the iron loss of the transformer of the switching power supply device even when the range of the output voltage or load current required by the conditions of the load side device becomes larger , And realize a switching power supply device with high efficiency and high responsiveness.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a power supply system to which a switching power supply device according to this embodiment is applied.
  • the LLC resonant converter 104 is an example of a converter that converts the input voltage Vin of the LLC resonant converter 104 into the output voltage Vout.
  • the LLC resonant converter 104 detects the output voltage Vout. This output voltage Vout is within the voltage range required according to the conditions of the load-side device.
  • the LLC resonant converter 104 controls the operating frequency (switching frequency) of the switching elements (in this embodiment, the switching element 104a and the switching element 104b described later) based on the detection result of the output voltage Vout, and the LLC resonant converter
  • the input voltage Vin of 104 is converted into an output voltage Vout.
  • the LLC resonant converter 104 is an example of a step-down switching power supply circuit.
  • the boosting coil 103 a is a coil for boosting the input voltage Vac full-wave rectified by the rectifier circuit 101 into a direct current voltage, that is, the input voltage Vin of the LLC resonance converter 104.
  • control IC 103c controls the conversion of the input voltage Vac to the input voltage Vin. That is, the control IC 103c is an example of a control unit that controls the input voltage Vin. In this embodiment, the control IC 103c compares the voltage of the FB terminal detected using the resistor 103e and the resistor 103f with a preset reference voltage, and boosts it to the input voltage Vin. In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the control IC 103c has an upper frequency limit detection circuit 103h and a lower frequency limit detection circuit 103i, and the upper frequency limit detection circuit 103h and the lower frequency limit detection circuit 103i are used to control the input voltage Vin.

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Abstract

一种开关电源装置,其为将交流电压转换为输出电压即直流信号的开关电源装置。该开关电源装置具备整流电路(101)、第一开关电源电路及第二开关电源电路。整流电路(101)对交流电压进行整流。第一开关电源电路为升压型的开关电源电路,该第一开关电源电路通过利用监视第一输出电压的电路将由整流电路(101)整流的第一输入电压与第一基准电压进行比较来控制第一输出电压。第二开关电源电路为降压型的开关电源电路,该第二开关电源电路接受第一输出电压作为第二输入电压,并通过利用监视第二输出电压的电路与第二基准电压进行比较来控制第二输出电压。并且,第二开关电源电路具有:监视单元,其控制工作频率来将第二输出电压和第二基准电压控制为规定的关系,且监视工作频率。第一开关电源电路具有:控制部,其使用监视单元控制第二输入电压来将工作频率控制在规定的工作频率范围内。通过上述结构,能够抑制开关电源装置的变压器(104c)的磁滞损耗或涡流损耗等铁损,且实现高效率及高响应性。

Description

开关电源装置 技术领域
本发明的实施方式涉及一种开关电源装置。
背景技术
已开发出根据负载侧器件的条件,能够调整对该负载侧器件施加的输出电压的电流谐振型的开关电源装置。
【在先技术文献】
【专利文献】
专利文献1:日本特开1999-318078号公报
专利文献2:日本特开2014-233137号公报
专利文献3:日本特开2006-187159号公报
专利文献4:日本特开2010-57326号公报
发明内容
【发明解决的课题】
在上述的开关电源装置中,当根据负载侧器件的条件而要求的输出电压或负载电流的范围大时,该开关电源装置所具有的开关元件的工作频率变化的范围也变宽。
而且,若工作频率成为高频率,则有可能导致开关电源装置的变压器的磁滞损耗或涡流损耗等铁损恶化或由控制开关元件的驱动器的损失等引起的效率恶化。并且,若开关元件的工作频率达到控制开关元件的IC(Integrated Circuit:集成电路)的频率上限,则该IC间歇地工作,开关电源装置的响应性有可能降低。
本发明是鉴于上述而完成的,其目的在于提供一种即使在根据负载侧器件的条件而要求的输出电压或负载电流的范围变大的情况下,也能够抑制开关电源装置的变压器的铁损,且实现高效率及高响应性的开关电源装置。
【解决课题的手段】
实施方式的开关电源装置为将交流电压转换为规定的输出电压即直流信号 的开关电源装置,其具备整流电路、第一开关电源电路及第二开关电源电路。整流电路对交流电压进行整流。第一开关电源电路为升压型的开关电源电路,该第一开关电源电路通过利用监视第一输出电压的电路将由整流电路整流的第一输入电压与第一基准电压进行比较来控制第一输出电压。第二开关电源电路为降压型的开关电源电路,该第二开关电源电路接受第一输出电压作为第二输入电压,并通过利用监视第二输出电压的电路与第二基准电压进行比较来控制第二输出电压。并且,第二开关电源电路具有:监视单元,其控制工作频率来将第二输出电压和第二基准电压控制为规定的关系,且监视工作频率。第一开关电源电路具有:控制部,其使用监视单元控制第二输入电压来将工作频率控制在规定的工作频率范围内。
附图说明
图1是表示应用了本实施方式所涉及的开关电源装置的电源系统的结构的一例的图。
图2是表示本实施方式所涉及的开关电源装置所具有的LLC谐振转换器的增益与工作频率的关系的一例的图。
图3是表示本实施方式所涉及的开关电源装置中的开关元件的工作频率的控制处理的流程的一例的流程图。
图4是表示本实施方式所涉及的开关电源装置中的开关元件的工作频率的控制处理的流程的一例的流程图。
具体实施方式
以下,使用附图对应用了本实施方式所涉及的开关电源装置的电源系统进行说明。
图1是表示应用了本实施方式所涉及的开关电源装置的电源系统的结构的一例的图。
首先,使用图1对本实施方式所涉及的电源系统的结构的一例进行说明。
如图1所示,本实施方式所涉及的电源系统具有商用电源AC、整流电路101、平滑用电容器102、PFC转换器103及LLC谐振转换器104。应用于本实施方式所涉及的电源系统的开关电源装置是将商用电源AC(交流电压的一 例)转换为规定的输出电压即直流信号的开关电源装置的一例。在此,规定的输出电压是根据目的的输出电压,例如预先对其进行设定。具体而言,规定的输出电压是根据负载侧器件的条件而要求的电压。
整流电路101是对作为商用电源AC的交流电压进行整流的整流电路的一例。在本实施方式中,整流电路101是对由商用电源AC施加的交流电压进行全波整流的桥式电路。
平滑用电容器102是用于去除后段(PFC转换器103)的开关噪声的电容器。
PFC(Power Factor Correction:功率因数校正)转换器103是将由整流电路101整流的输入电压Vac转换为LLC谐振转换器104的输入电压Vin的转换器。换言之,PFC转换器103是升压型的开关电源电路的一例,该PFC转换器103通过利用监视从该PFC转换器103输出的输出电压的电路将由整流电路101整流的输入电压Vac与预先设定的基准电压进行比较来控制该输出电压。
LLC谐振转换器104是将LLC谐振转换器104的输入电压Vin转换为输出电压Vout的转换器的一例。在此,LLC谐振转换器104检测输出电压Vout。该输出电压Vout在根据负载侧器件的条件而要求的电压的范围内。而且,LLC谐振转换器104根据该输出电压Vout的检测结果来控制开关元件(在本实施方式中,后述的开关元件104a、开关元件104b)的工作频率(开关频率),将LLC谐振转换器104的输入电压Vin转换为输出电压Vout。换言之,LLC谐振转换器104是降压型的开关电源电路的一例,该LLC谐振转换器104接受来自PFC转换器103的输出电压作为输入电压Vin,并通过利用监视从该LLC谐振转换器104输出的输出电压Vout的电路与预先设定的基准电压进行比较来控制该输出电压Vout(规定的输出电压)。
接着,使用图1对PFC转换器103的具体结构的一例进行说明。
如图1所示,PFC转换器103具有升压用线圈103a、开关元件103b、控制IC103c、二极管103d、电阻103e、103f及电容器103g。
升压用线圈103a是用于将由整流电路101全波整流的输入电压Vac升压为直流电压即LLC谐振转换器104的输入电压Vin的线圈。
开关元件103b是场效应晶体管等,是用于升压LLC谐振转换器104的输入电压Vin的开关元件。
二极管103d是在升压用线圈103a放电时允许电流流动的二极管。
电阻103e、电阻103f是与LLC谐振转换器104并联连接,并用于调整由PFC转换器103转换的输入电压Vin的电阻。电阻103e、电阻103f串联连接。
控制IC103c是控制通过PFC转换器103由输入电压Vac转换为输入电压Vin的IC。
具体而言,控制IC103c输出控制信号GD来控制开关元件103b,以不产生峰值电流且输入电流呈正弦波状的方式控制该开关。
并且,控制IC103c控制输入电压Vac到输入电压Vin的转换。即,控制IC103c是控制输入电压Vin的控制部的一例。在本实施方式中,控制IC103c对使用电阻103e、电阻103f检测的FB端子的电压与预先设定的基准电压进行比较,并将其升压为输入电压Vin。并且,在本实施方式中,如图1所示,控制IC103c具有频率上限检测电路103h及频率下限检测电路103i,使用该频率上限检测电路103h及频率下限检测电路103i来控制输入电压Vin。
电容器103g是对由控制IC103c升压的输入电压Vin进行平滑的电容器。
接着,使用图1对LLC谐振转换器104的具体结构的一例进行说明。
如图1所示,LLC谐振转换器104具有开关元件104a、开关元件104b、变压器104c、电容器104d、电压检测部104e、控制IC104f、变压器辅助绕组104g、二极管104h、二极管104i、二极管104j及电容器104k。
开关元件104a是场效应晶体管等,是被施加输入电压Vin的开关元件。
开关元件104b是场效应晶体管等,是与开关元件104a串联连接的开关元件。
变压器104c是与开关元件104b并联连接的变压器。
电容器104d是与开关元件104b并联连接的电容器。
电压检测部104e检测从LLC谐振转换器104(变压器104c)输出的输出电压Vout。此时,不使用电流检测用电阻。具体而言,电压检测部104e检测二极管104i和二极管104j的阴极侧与地之间的电压(由电阻分割的电压)。而且,电压检测部104e是将输出电压Vout的检测结果通知给控制IC104f的电路。
变压器辅助绕组104g通过开关元件104a、开关元件104b的开关而生成电压,并向后述的控制IC104f供电。
二极管104h是对从变压器辅助绕组104g输出的电压进行整流的二极管。
二极管104i、二极管104j是对从变压器104c输出的电压进行整流的二极管。
电容器104k是对从变压器104c输出的输出电压Vout进行平滑的电容器。
控制IC104f根据从电压检测部104e通知的输出电压Vout来控制开关元件104a及开关元件104b的工作频率(开关频率),将输入电压Vin转换为根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout。换言之,控制IC104f作为控制开关元件104a、开关元件104b的工作频率来将输出电压Vout和预先设定的基准电压控制为规定的关系且监视该工作频率的监视单元的一例发挥功能。在此,开关元件104a、104b的工作频率是接通和切断开关元件104a、开关元件104b的频率。
在本实施方式中,控制IC104f向开关元件104a输出控制信号HGD,且向开关元件104b输出控制信号LGD。而且,控制IC104f通过改变控制信号HGD、LGD各自的频率来控制开关元件104a、104b的工作频率。由此,控制IC104f将输入电压Vin转换为根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout。
具体而言,当根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout高时或流向负载侧器件的负载电流大时,控制IC104f降低控制信号HGD、LGD的频率(降低开关元件104a、开关元件104b的工作频率)。另一方面,当根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout低时或流向负载侧器件的负载电流小时,控制IC104f升高控制信号HGD、LGD的频率(升高开关元件104a、开关元件104b的工作频率)。
即,控制IC104f随着输出电压Vout增高(或者随着负载电流增大)而降低控制信号HGD、LGD的频率。换言之,控制IC104f随着输出电压Vout降低(或者随着负载电流减小)而升高控制信号HGD、LGD的频率。
并且,在本实施方式中,控制IC104f在LLC谐振转换器104启动时通过由商用电源AC等经由未图示的电源线供给的电源进行工作。然后,当从变压器104c输出输出电压Vout并且变压器辅助绕组104g开始发电时,控制IC104f通过由变压器辅助绕组104g产生的电源进行工作。
在本实施方式中,控制IC104f在LLC谐振转换器104启动之后通过由变压器辅助绕组104g产生的电源进行工作,但并不限定于此,在LLC谐振转换 器104启动之后,也可以通过由商用电源AC等经由未图示的电源线供给的电源进行工作。
并且,控制IC104f将表示开关元件104a、开关元件104b的工作频率的频率信号Fsw通知给PFC转换器103的控制IC103c。由此,PFC转换器103的控制IC103c能够根据开关元件104a、开关元件104b的工作频率来控制输入电压Vin。在本实施方式中,控制IC104f将模拟频率信号Fsw通知给控制IC103c,但也可以将转换为数字信号的频率信号Fsw经由总线通知给控制IC103c。
图2是表示本实施方式所涉及的开关电源装置所具有的LLC谐振转换器的增益与工作频率的关系的一例的图。在图2中,纵轴表示LLC谐振转换器104的增益G,横轴表示开关元件104a、开关元件104b的工作频率。
接着,使用图2对LLC谐振转换器104的增益G与开关元件104a、开关元件104b的工作频率的关系的一例进行说明。
LLC谐振转换器104的增益G是输入电压Vin与输出电压Vout之比。具体而言,LLC谐振转换器104的增益G由下述的式(1)表示。
G=2*n*(Vout/Vin)……(1)
在此,n是变压器104c所具有的初级绕组的匝数与次级绕组的匝数之比。
如图2所示,若根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout减小(或者流向负载侧器件的负载电流减小),则增益G降低。因此,控制IC104f升高开关元件104a、开关元件104b的工作频率。另一方面,如图2所示,若根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout增大(或者流向负载侧器件的负载电流增大),则增益G上升。因此,控制IC104f降低开关元件104a、开关元件104b的工作频率。
在以往的开关电源装置中,PFC转换器103的控制IC103c控制输入电压Vin成为恒定的电压。因此,在以往的开关电源装置中,为了调整根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout,将LLC谐振转换器104的开关元件104a、开关元件104b的工作频率作为变量而调整输出电压Vout。
然而,当根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout或负载电流的范围大时,开关元件104a、开关元件104b的工作频率的调整范围也变宽。因此,在以往的开关电源装置中,根据负载侧器件的条件,开关元件104a、开关元件 104b的工作频率有可能被调整在利用控制IC104f的规格设定的工作频率的范围(以下,称为可使用区域)R0外。
而且,若开关元件104a、开关元件104b的工作频率被调整为高于可使用区域R0的上限T1的工作频率,则成为变压器104c的铁损恶化或由控制开关元件104a、开关元件104b的驱动器的损失等引起的效率恶化的主要原因。并且,若开关元件104a、开关元件104b的工作频率达到可使用区域R0的上限T1,则控制IC104f间歇地工作,电源系统的响应性有可能降低。另外,若开关元件104a、开关元件104b的工作频率被调整为低于可使用区域R0的下限T2的工作频率,则在基于控制IC104f的反馈控制中发生不良情况,有可能发生开关元件104a、开关元件104b的谐振偏离。
并且,已开发出如下技术:在连接电源系统(变压器104c)和负载侧器件的电源线上设置电流检测用电阻,使用该电阻检测输出电流,并根据其检测结果来控制开关元件104a、开关元件104b的工作频率。然而,根据该技术,由输入电压Vin转换为输出电压Vout的效率恶化,因此难以应用于大电流电路。
因此,在本实施方式中,PFC转换器103的控制IC103c使LLC谐振转换器104的开关元件104a、开关元件104b的工作频率(从控制IC104f通知的频率信号Fsw所表示的工作频率)落入规定的工作频率范围R1(参考图2)内。具体而言,控制IC103c控制输入电压Vin,使开关元件104a、开关元件104b的工作频率落入规定的工作频率范围R1内。换言之,PFC转换器103的控制IC103c作为使用LLC谐振转换器104的控制IC104f(监视单元的一例)控制输入电压Vin来将LLC谐振转换器104的开关元件104a、开关元件104b的工作频率控制在规定的工作频率范围内的控制部的一例发挥功能。
由此,能够抑制当根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout或负载电流的范围大时,开关元件104a、开关元件104b的工作频率被调整在可使用区域R0外。其结果,即使在根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout或负载电流的范围大的情况下,也能够抑制变压器104c的铁损,且实现高效率及高响应性。
并且,在本实施方式中,LLC谐振转换器104的控制IC104f不使用电流检测用电阻而基于开关元件104a、开关元件104b的工作频率来控制输入电压Vin。由此,能够抑制由输入电压Vin转换为输出电压Vout的效率恶化,因此 能够应用于大电流电路。
在此,规定的工作频率范围R1是预先设定的工作频率的范围,其上限T3低于可使用区域R0的上限T1,且其下限T4高于可使用区域R0的下限T2。由此,能够进一步抑制当根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout或负载电流的范围大时,开关元件104a、开关元件104b的工作频率被调整在可使用区域R0外。其结果,即使在根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout或负载电流的范围大的情况下,也能够进一步抑制变压器104c的铁损,且进一步提高高效率及高响应性。
并且,以输入电压Vin与输出电压Vout之比(即,增益G)成为最大的工作频率(可使用区域R0的下限T2)作为基准,规定的工作频率范围R1的下限T4高出所设定的频率(例如,预先设定的频率)的量。由此,能够更有效地抑制当根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout或负载电流的范围大时,开关元件104a、开关元件104b的工作频率被调整在可使用区域R0的下限T2以下。其结果,能够抑制因开关元件104a、开关元件104b的工作频率被调整为低于可使用区域R0的下限T2的工作频率而发生基于控制IC104f的反馈控制的不良情况及发生开关元件104a、开关元件104b的谐振偏离。
在本实施方式中,PFC转换器103的控制IC103c以使开关元件104a、开关元件104b的工作频率落入规定的工作频率范围R1内的方式控制输入电压Vin,但LLC谐振转换器104的控制IC104f(控制部的一例)也可以以使开关元件104a、开关元件104b的工作频率在规定的工作频率范围R1内的方式使控制IC103c的FB端子的电压可经由电阻等直接改变来控制输入电压Vin。
并且,在本实施方式中,PFC转换器103的控制IC103c通过控制输入电压Vin来使开关元件104a、开关元件104b的工作频率落入规定的工作频率范围R1内,但并不限定于此。例如,由可变线圈构成变压器104c,控制IC103c也可以通过控制可变线圈的电感来使开关元件104a、开关元件104b的工作频率落入规定的工作频率范围R1内。或者,控制IC103c也可以通过控制电容器104d的静电电容来使开关元件104a、开关元件104b的工作频率落入规定的工作频率范围R1内。
并且,在本实施方式中,如上所述,PFC转换器103的控制IC103c具有频率上限检测电路103h及频率下限检测电路103i(参考图1)。频率上限检测 电路103h检测开关元件104a、开关元件104b的工作频率超过规定的工作频率范围R1的上限T3。并且,频率下限检测电路103i检测开关元件104a、开关元件104b的工作频率低于规定的工作频率范围R1的下限T4。
而且,当检测出开关元件104a、开关元件104b的工作频率超过规定的工作频率范围R1的上限T3或者开关元件104a、开关元件104b的工作频率低于规定的工作频率范围R1的下限T4时,PFC转换器103的控制IC103c控制输入电压Vin,使开关元件104a、开关元件104b的工作频率落入规定的工作频率范围R1内。
或者,在本实施方式中,也可以与开关元件104a、开关元件104b的工作频率是否超过规定的工作频率范围R1的上限T3或者开关元件104a、开关元件104b的工作频率是否低于规定的工作频率范围R1的下限T4无关地,PFC转换器103的控制IC103c将开关元件104a、开关元件104b的工作频率调整为规定的工作频率范围R1内的一个工作频率(基准频率)。换言之,PFC转换器103的控制IC103c使用LLC谐振转换器104的控制IC104f(监视单元的一例)控制输入电压Vin来将开关元件104a、开关元件104b的工作频率控制为规定的工作频率范围内的一个基准频率。
并且,在本实施方式中,PFC转换器103的控制IC103c的响应性慢于LLC谐振转换器104的响应性。具体而言,PFC转换器103的控制IC103c的处理时间长于LLC谐振转换器104的处理时间。在此,控制IC103c的处理时间是将开关元件104a、开关元件104b的工作频率控制在规定的工作频率范围R1内所需要的时间。并且,LLC谐振转换器104的处理时间是基于该LLC谐振转换器104(控制IC104f)的开关元件104a、开关元件104b的工作频率的控制所需要的时间。
由此,能够在基于LLC谐振转换器104的开关元件104a、开关元件104b的工作频率的控制变稳定之前进行基于控制IC103c的工作频率的控制。其结果,能够使开关元件104a、开关元件104b的工作频率更快地收敛在规定的工作频率范围R1内。
并且,在本实施方式中,对PFC转换器103的控制IC103c使LLC谐振转换器104的开关元件104a、开关元件104b的工作频率落入规定的工作频率范围R1内的例子进行了说明,但只要控制开关元件的工作频率来控制将输入电 压Vin转换为输出电压Vout的转换器的该开关元件的工作频率,则并不限定于此。例如,PFC转换器103的控制IC103c也可以使降压型转换器的开关元件的工作频率落入规定的工作频率范围R1内。
图3是表示本实施方式所涉及的开关电源装置中的开关元件的工作频率的控制处理的流程的一例的流程图。
接着,使用图3对根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout或负载电流增大时的开关元件104a、开关元件104b的工作频率的控制处理的流程的一例进行说明。
PFC转换器103的控制IC103c的频率下限检测电路103i判断由LLC谐振转换器104的控制IC104f通知的频率信号Fsw所表示的工作频率是否低于规定的工作频率范围R1的下限T4(步骤S301)。
当通过频率下限检测电路103i检测出频率信号Fsw所表示的工作频率为规定的工作频率范围R1的下限T4以上时(步骤S301:否),控制IC103c不改变输入电压Vin而结束开关元件104a、开关元件104b的工作频率的控制处理。
另一方面,当通过频率下限检测电路103i检测出频率信号Fsw所表示的工作频率低于规定的工作频率范围R1的下限T4时(步骤S301:是),控制IC103c升高FB端子的预先设定的基准电压来升高施加于电阻103e、电阻103f之间的电压FB,由此将输入电压Vin升压来将开关元件104a、开关元件104b的工作频率调整为规定的工作频率范围R1的下限T4以上(步骤S302)。
图4是表示本实施方式所涉及的开关电源装置中的开关元件的工作频率的控制处理的流程的一例的流程图。
接着,使用图4对根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout或负载电流减小时的开关元件104a、开关元件104b的工作频率的控制处理的流程的一例进行说明。
PFC转换器103的控制IC103c的频率上限检测电路103h判断由LLC谐振转换器104的控制IC104f通知的频率信号Fsw所表示的工作频率是否高于规定的工作频率范围R1的上限T3(步骤S401)。
当通过频率上限检测电路103h检测出频率信号Fsw所表示的工作频率为规定的工作频率范围R1的上限T3以下时(步骤S401:否),控制IC103c不 改变输入电压Vin而结束开关元件104a、开关元件104b的工作频率的控制处理。
另一方面,当通过频率上限检测电路103h检测出频率信号Fsw所表示的工作频率高于规定的工作频率范围R1的上限T3时(步骤S401:是),控制IC103c降低FB端子的预先设定的基准电压来降低施加于电阻103e、电阻103f之间的电压FB,由此将输入电压Vin降压来将开关元件104a、开关元件104b的工作频率调整为规定的工作频率范围R1的上限T3以下(步骤S402)。
如此,根据本实施方式所涉及的电源系统,能够抑制当根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout或负载电流的范围大时,开关元件104a、开关元件104b的工作频率被调整在可使用区域R0外。其结果,即使在根据负载侧器件的条件而要求的输出电压Vout或负载电流的范围大的情况下,也能够抑制变压器104c的铁损,且实现高效率及高响应性。
对本发明的实施方式进行了说明,但该实施方式是作为例子而提示的,并不意图限定发明的范围。该新的实施方式可以以其他的各种各样的方式来实施,在不脱离发明的要旨的范围内能够进行各种省略、替换、改变。该实施方式或其变形包含于发明的范围或要旨中,并且包含于权利要求书中所记载的发明及其等同的范围内。
【符号说明】
101-整流电路,102-平滑用电容器,103-PFC转换器,103a-升压用线圈,103b、104a、104b-开关元件,103c、104f-控制IC,103d、104h、104i、104j-二极管,103e、103f-电阻,103g、104d、104k-电容器,103h-频率上限检测电路,103i-频率下限检测电路,104-LLC谐振转换器,104c-变压器,104e-电压检测部,104g-变压器辅助绕组,AC-商用电源。

Claims (5)

  1. 一种开关电源装置,其将交流电压转换为输出电压即直流信号,所述开关电源装置具备:
    整流电路,其对所述交流电压进行整流;
    升压型的第一开关电源电路,其通过利用监视第一输出电压的电路将由所述整流电路整流的第一输入电压与第一基准电压进行比较来控制所述第一输出电压;及
    降压型的第二开关电源电路,其接受所述第一输出电压作为第二输入电压,并通过利用监视第二输出电压的电路与第二基准电压进行比较来控制所述第二输出电压,
    所述第二开关电源电路具有:监视单元,其控制工作频率来将所述第二输出电压和所述第二基准电压控制为规定的关系,且监视所述工作频率,
    所述第一开关电源电路具有:控制部,其使用所述监视单元控制所述第二输入电压来将所述工作频率控制在规定的工作频率范围内。
  2. 根据权利要求1所述的开关电源装置,其中,
    所述控制部使用所述监视单元控制所述第二输入电压来将所述工作频率控制为所述规定的工作频率范围内的一个基准频率。
  3. 根据权利要求1或2所述的开关电源装置,其中,
    所述控制部随着所述工作频率降低而使所述第二输入电压升高。
  4. 根据权利要求1至3中任一项所述的开关电源装置,其中,
    以所述第二输入电压与所述输出电压之比成为最大的所述工作频率作为基准,所述规定的工作频率范围的下限高出所设定的频率的量。
  5. 根据权利要求1至4中任一项所述的开关电源装置,其中,
    通过所述控制部将所述工作频率控制在所述规定的工作频率范围内所需要的处理时间长于基于所述第二开关电源电路的所述工作频率的控制所需要的处 理时间。
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