電流諧振型電源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電流諧振型電源裝置，尤其涉及電流諧振型電源裝置的小負(fù)載時的輸出電壓控制。
【背景技術(shù)】
[0002]圖16是示出現(xiàn)有的電流諧振型電源裝置的電路圖。在圖16中，在對交流電壓進行整流的全波整流電路RCl的輸出兩端連接有平滑電容器Cl，并且連接有由MOSFET構(gòu)成的開關(guān)元件Ql和開關(guān)元件Q2的串聯(lián)電路。開關(guān)元件Ql和開關(guān)元件Q2交替地導(dǎo)通/截止。在開關(guān)元件Q2的兩端連接有諧振電抗器Lr、變壓器T的一次繞組P與電流諧振電容器C2的串聯(lián)電路。
[0003]變壓器T的二次繞組SI與二次繞組S2串聯(lián)連接，在二次繞組SI的一端連接著二極管Dl的陽極，在二次繞組S2的一端連接著二極管D2的陽極。二極管Dl的陰極以及二極管D2的陰極與平滑電容器C3的一端連接，平滑電容器C3的另一端連接于二次繞組SI的一端與二次繞組S2的一端之間的連接點。平滑電容器C3的兩端連接有檢測器11。此外，也可以用諧振電抗器Lr替代變壓器T的漏感。
[0004]檢測器11檢測平滑電容器C3的輸出電壓，輸出到振蕩器13。振蕩器13根據(jù)平滑電容器C3的輸出電壓，生成使振蕩頻率可變的頻率信號。在來自振蕩器13的頻率信號為由電阻Rl和電阻R2對電源Vcc的電壓進行分壓后的分壓電壓以上的情況下，比較器CMl輸出高電平，在來自振蕩器13的頻率信號小于由電阻Rl和電阻R2對電源Vcc的電壓進行分壓后的分壓電壓的情況下，比較器CMl輸出低電平。
[0005]反相器INl使來自比較器CMl的輸出反轉(zhuǎn)，通過反轉(zhuǎn)輸出，使開關(guān)元件Q2導(dǎo)通/截止。高側(cè)(high side)驅(qū)動器12通過來自比較器CMl的輸出使開關(guān)元件Ql導(dǎo)通/截止。
[0006]接著，說明如上構(gòu)成的現(xiàn)有的電流諧振型電源裝置的動作。首先，在開關(guān)元件Ql導(dǎo)通后，在RCl — Ql — Lr — P — C2 — RCl的路徑中流過電流。該電流是在變壓器T的I次側(cè)的勵磁電感Lp中流過的勵磁電流與經(jīng)由一次繞組P、二次繞組S2、二極管D2、電容器C3而從輸出端子OUT提供給負(fù)載的負(fù)載電流的合成電流。前者的電流為(電抗器Lr+勵磁電感Lp)與電流諧振電容器C2的正弦波狀的諧振電流，其諧振頻率低于開關(guān)元件Ql的導(dǎo)通期間，因而正弦波的一部分作為三角波狀的電流被觀測到。后者的電流為體現(xiàn)電抗器Lr與電流諧振電容器C2的諧振要素的正弦波狀的諧振電流。
[0007]開關(guān)元件Ql截止后，通過蓄積于變壓器T的勵磁電流的能量，產(chǎn)生基于(電抗器Lr+勵磁電感Lp)、電流諧振電容器C2以及開關(guān)元件Q2的兩端具有的電壓諧振電容器Crv(未圖示)的電壓偽諧振。此時，電容較小的電壓諧振電容器Crv的諧振頻率作為開關(guān)元件Ql以及開關(guān)元件Q2的兩端電壓被觀測到。即，開關(guān)元件Ql的電流在開關(guān)元件Ql截止的同時轉(zhuǎn)移到電壓諧振電容器Crv。若電壓諧振電容器Crv放電至零伏，則電流轉(zhuǎn)移到開關(guān)元件Q2的內(nèi)部二極管。此時，蓄積于變壓器T中的勵磁電流的能量經(jīng)由開關(guān)元件Q2的內(nèi)部二極管對電流諧振電容器C2進行充電。通過在該期間內(nèi)使開關(guān)元件Q2導(dǎo)通，能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)元件Q2的零電壓開關(guān)動作。
[0008]開關(guān)元件Q2導(dǎo)通后，以電流諧振電容器C2為電源，在C2 — P — Lr — Q2 — C2的路徑中流過電流。該電流是在變壓器T的勵磁電感Lp中流過的勵磁電流與經(jīng)由一次繞組P、二次繞組S1、二極管Dl、平滑電容器C3從輸出端子OUT提供給負(fù)載的負(fù)載電流的合成電流。前者的電流為(電抗器Lr+勵磁電感Lp)與電流諧振電容器C2的正弦波狀的諧振電流，其諧振頻率低于開關(guān)元件Q2的導(dǎo)通期間，因而正弦波的一部分作為三角波狀的電流被觀測到。后者的電流為顯現(xiàn)電抗器Lr與電流諧振電容器C2的諧振要素的正弦波狀的諧振電流。
[0009]在開關(guān)元件Q2截止后，通過蓄積于變壓器T的勵磁電流的能量，產(chǎn)生基于(電抗器Lr+勵磁電感Lp)、電流諧振電容器C2以及電壓諧振電容器Crv的電壓偽諧振。此時，電容較小的電壓諧振電容器Crv的諧振頻率作為開關(guān)元件Ql以及開關(guān)元件Q2的兩端電壓被觀測到。即，開關(guān)元件Q2的電流在開關(guān)元件Q2截止的同時轉(zhuǎn)移到電壓諧振電容器Crv。若電壓諧振電容器Crv被充電至全波整流電路RCl的輸出電壓，則電流轉(zhuǎn)移到開關(guān)元件Ql的內(nèi)部二極管。此時，蓄積于變壓器T的勵磁電流的能量經(jīng)由開關(guān)元件Ql的內(nèi)部二極管而在全波整流電路RCl中再生。通過在該期間內(nèi)使開關(guān)元件Ql導(dǎo)通，能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)元件Ql的零電壓開關(guān)動作。
[0010]圖17示出現(xiàn)有的電流諧振型電源裝置的小負(fù)載時的各部分的波形。在圖17中，Id(Ql)表示開關(guān)元件Ql的漏極電流，I(P)表示在一次繞組P中流過的電流，V(C2)表示電流諧振電容器C2的兩端電壓，Vds(Q2)表示開關(guān)元件Q2的漏極/源極間的電壓，V(P)表示一次繞組P的兩端電壓，V(Dl)表示二極管Dl的兩端電壓，V(D2)表示二極管D2的兩端電壓。
[0011 ] 此外，在現(xiàn)有的電流諧振型電源裝置中，開關(guān)元件Ql和開關(guān)元件Q2以占空比50 %交替地重復(fù)導(dǎo)通/截止，控制開關(guān)頻率，從而控制輸出電壓。此時，如圖17所示，電流諧振電容器C2的電壓V(C2)以平滑電容器Cl的電壓V(Cl)的兩端電壓的1/2電壓為中心重復(fù)進行上下對稱的充放電。由此，一次繞組P產(chǎn)生電壓V(P)，二次繞組S1、S2產(chǎn)生電壓，通過二極管Dl、D2對該電壓進行整流，從而可獲得輸出電壓。
[0012]另外，作為現(xiàn)有技術(shù)的關(guān)聯(lián)技術(shù)，已知例如專利文獻I?專利文獻4所記載的電流諧振型電源裝置。
[0013]專利文獻1:日本特開2013-78228號公報
[0014]專利文獻2:日本特開平7-135769號公報
[0015]專利文獻3:美國專利2005-0157522號公報
[0016]專利文獻4:美國專利8213189B2號公報
[0017]但是，在現(xiàn)有的電流諧振型電源裝置中，在為了提高小負(fù)載的效率以改變占空比的方式進行控制時，在小負(fù)載時，如果輸入電壓變大，則在I個周期內(nèi)向2次側(cè)傳送的能量變大，因此，進行間歇動作。在進行該間歇動作時，會超過輸出電壓的恒壓控制范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明提供即使在小負(fù)載時也能夠穩(wěn)定地控制輸出電壓的電流諧振型電源裝置。
[0019]為了解決上述問題，本發(fā)明是如下電流諧振型電源裝置，其特征在于，具有:第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件，它們串聯(lián)連接在直流電源的兩端；串聯(lián)電路，其由變壓器的一次繞組和電容器串聯(lián)連接而成，該串聯(lián)電路與所述第I開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件之間的連接點以及所述直流電源的一端連接；整流平滑電路，其對在所述變壓器的二次繞組上產(chǎn)生的電壓進行整流和平滑，取出直流電壓；控制電路，其使所述第I開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件交替地導(dǎo)通/截止；電壓檢測部，其檢測所述直流電源的電壓；以及占空比控制部，在小負(fù)載時，隨著由所述電壓檢測部檢測出的電壓的值變大，該占空比控制部使所述第I開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件的占空比接近50%。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，在電壓檢測部檢測出直流電源的電壓時，在小負(fù)載時，隨著由電壓檢測部檢測出的電壓的值變大，占空比控制部使第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件的占空比接近50%，因此，即使在小負(fù)載時也能夠穩(wěn)定地控制輸出電壓。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實施例1的電流諧振型電源裝置的電路圖。
[0023]圖2是示出在本發(fā)明的實施例1的電流諧振型電源裝置中，低側(cè)(low side)的開關(guān)元件的導(dǎo)通時間、高側(cè)(high side)的開關(guān)元件的導(dǎo)通時間、反饋量、負(fù)載的狀態(tài)與小負(fù)載時的輸入電壓之間的關(guān)系的圖。
[0024]圖3是本發(fā)明的實施例2的電流諧振型電源裝置的電路圖。
[0025]圖4是示出在本發(fā)明的實施例2的電流諧振型電源裝置中，低側(cè)的開關(guān)元件的導(dǎo)通時間、高側(cè)的開關(guān)元件的導(dǎo)通時間、反饋量、負(fù)載的狀態(tài)與小負(fù)載時的輸入電壓之間的關(guān)系的圖。
[0026]圖5是本發(fā)明的實施例3的電流諧振型電源裝置的電路圖。
[0027]圖6是示出在本發(fā)明的實施例3的電流諧振型電源裝置中，低側(cè)的開關(guān)元件的導(dǎo)通時間、高側(cè)的開關(guān)元件的導(dǎo)通時間、反饋量、負(fù)載的狀態(tài)與小負(fù)載時的輸入電壓之間的關(guān)系的圖。
[0028]圖7是示出本發(fā)明的實施例3的電流諧振型電源裝置的大負(fù)載時的各部的波形的圖。
[0029]圖8是示出本發(fā)明的實施例3的電流諧振型電源裝置的中負(fù)載時的各部的波形的圖。
[0030]圖9是示出本發(fā)明的實施例3的電流諧振型電源裝置的小負(fù)載時的各部的波形的圖。