发明名称 开关电源装置
摘要 使第1电感器(Lr)与变压器(T)之1次绕组(Lp)串联,并设置第2电感器(Li),俾于第1开关电路(S1)的接通期间施加将交流输入电压整流而成之正弦波状的电容(Ca)电压。又设置:二极体(Di),以阻止对第2电感器(Li)之逆电流;及电容器(Ci),以储存于第2电感器(Li)的激磁能量充电、并于第1开关电路(S1)的接通期间对1次绕组(Lp)施加电压。再者,以与电感器(Lr)、1次绕组(Lp)、第2开关电路(S2)一起构成封闭回路的方式来设置电容器(Cr)。开关控制电路(SC1)、(SC2),系控制第1开关元件(Q1)的接通期间来控制输出电压Vo,并以第2开关元件(Q2)的接通期间来控制输入电压Vi。
申请公布号 TWI295874 申请公布日期 2008.04.11
申请号 TW093139992 申请日期 2004.12.22
申请人 村田制作所股份有限公司 发明人 细谷达也;竹村博
分类号 H02M3/155(2006.01) 主分类号 H02M3/155(2006.01)
代理机构 代理人 桂齐恒 台北市中山区长安东路2段112号9楼;阎启泰 台北市中山区长安东路2段112号9楼
主权项 1.一种开关电源装置,具备:第1开关电路S1,由第1开 关元件Q1、第1二极体D1、及第1电容器Cds1之并联电 路所构成;变压器T,具有1次绕组Lp与2次绕组Ls;第1 电感器Lr,串联于该1次绕组Lp;整流平滑电路RS,连接 于该2次绕组;输入侧整流电路Da,具有至少1个用以 整流交流电压之整流元件;第2电感器元件Li,当第1 开关电路S1在导通状态之接通(ON)期间能施加取自 该输入侧整流电路Da之整流电压;第3电容器Ci,以储 存于该第2电感器元件Li的激磁能量充电,且在该接 通期间将电压施加于该1次绕组Lp;及开关控制电路 ,系控制第1开关元件Q1而从连接于该2次绕组Ls之整 流平滑电路RS取得输出,其特征在于具备: 由第2开关元件Q2、第2二极体D2、第2电容器Cds2之 并联电路所构成之第2开关电路S2;及 串联于该第2开关电路S2之第4电容器Cr; 使第2开关电路S2与第4电容器Cr的串联电路之一端, 连接第1开关电路S1的一端; 该开关控制电路,系以在第1开关元件Q1断开时接通 第2开关元件Q2、在第2开关元件Q2断开时接通第1开 关元件Q1的方式来进行控制,并控制在该接通期间 透过第1开关电路S1对第3电容器Ci充电之电荷量。 2.如申请专利范围第1项之开关电源装置,其中该开 关控制电路,系控制第1开关元件Q1的接通期间,俾 使取自该整流平滑电路RS之输出电压稳定。 3.如申请专利范围第1项之开关电源装置,其中该开 关控制电路,系按照第3电容器Ci的两端电压来控制 第2开关元件Q2之接通期间。 4.如申请专利范围第2项之开关电源装置,其中该开 关控制电路,系按照第3电容器Ci的两端电压来控制 第2开关元件Q2之接通期间。 5.如申请专利范围第1项之开关电源装置,其中该开 关控制电路,系控制第2开关元件Q2之接通期间,俾 使取自整流平滑电路RS之输出电压稳定,并按照第3 电容器Ci的两端电压来控制第1开关元件Q1之接通 期间。 6.如申请专利范围第1至5项中任一项之开关电源装 置,其系设置不同于变压器T的第2变压器T2,以第2变 压器T2的输入绕组来构成第2电感器元件Li,在第2变 压器T2之输出绕组Lo与该整流平滑电路RS间设置整 流二极体Ds2。 7.如申请专利范围第1至5项中任一项之开关电源装 置,其系设置不同于该变压器T的第2变压器T2,使第2 变压器T2之输入绕组Li1串联第2电感器Li,在第2变压 器T2之输出绕组Lo与该整流平滑电路RS间设置整流 二极体Ds2。 8.如申请专利范围第1至5项中任一项之开关电源装 置,其系在该变压器T设置3次绕组Lt,将第2电感器Li 与该3次绕组Lt串联。 9.如申请专利范围第1至5项中任一项之开关电源装 置,其系在该变压器T设置单数或复数驱动绕组Lb1 、Lb2,该开关控制电路使用驱动绕组Lb1、Lb2所产生 的电压,来驱动第1开关元件Q1或第2开关元件Q2。 10.如申请专利范围第1至5项中任一项之开关电源 装置,其系在该驱动绕组Lb1、Lb2与第1、第2开关元 件Q1、Q2之控制端子间,具备由电阻Rg1、Rg2与电容 器Cg1、Cg2之串联电路所构成的延迟电路DL1、DL2,该 开关控制电路,系在该驱动绕组Lb1、Lb2产生供接通 该开关元件Q1、Q2之电压后进行延迟,再接通该开 关元件Q1、Q2。 11.如申请专利范围第10项之开关电源装置,系将该 延迟电路DL1、DL2的延迟时间设定成,待施加于第1 、第2开关元件Q1、Q2的两端电压降至零电压或零 电压附近后再予接通。 12.如申请专利范围第1至5项中任一项之开关电源 装置,其中该开关控制电路系具有时间常数电路TC1 、TC2,其从驱动绕组Lb1、Lb2产生供接通开关元件Q1 、Q2之电压起,经既定时间后使开关元件Q1、Q2断开 。 13.如申请专利范围第1至5项中任一项之开关电源 装置,其中该开关控制电路系控制第1开关元件Q1, 俾在较既定负载为低负载或无负载时成为间歇振 荡动作模式,以周期性地重复第1、第2开关元件Q1 、Q2接通断开之振荡期间、和停止该振荡之振荡 停止期间。 14.如申请专利范围第1至5项中任一项之开关电源 装置,其系以该变压器T的漏电感作为第1电感器Lr 。 15.如申请专利范围第1至5项中任一项之开关电源 装置,其中,第1开关电路S1与第2开关电路S2之至少 一方系以场效电晶体构成。 图式简单说明: 图1系第1实施形态之开关电源装置之电路图。 图2系该开关电源装置之各部波形图。 图3系输入电压、输入电流、及通过电感器之电流 波形示图。 图4系第2实施形态之开关电源装置之电路图。 图5系第3实施形态之开关电源装置之电路图。 图6系第4实施形态之开关电源装置之电路图。 图7系第5实施形态之开关电源装置之电路图。 图8系第6实施形态之开关电源装置之电路图。 图9系第7实施形态之开关电源装置之电路图。 图10系第8实施形态之开关电源装置之电路图。 图11系第9实施形态之开关电源装置之电路图。 图12系第10实施形态之开关电源装置之电路图。 图13系第11实施形态之开关电源装置的开关控制电 路之示例图。 图14系习知的开关电源装置之电路图。 图15系习知的开关电源装置之电路图。 图16系习知的开关电源装置之电路图。
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