[发明专利]开关式电源电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种一般用于电子设备中的开关式电源电路，尤其涉及一种通过使用变压器或抗流圈而将商用电源电压转换成所需的直流电压的开关式电源电路。

背景技术

近些年，随着电子设备尺寸和重量的减小，小而轻、并能有效输出功率的开关式电源已经广泛被使用。在开关式电源中，当输入侧和输出侧之间必须电绝缘时，变压器被使用。作为使用变压器的开关式电源，公知的是通过其能获得高功率输出电压的回扫式开关电源。

在回扫式开关电源中，变压器初级侧绕组和开关元件串联连接，且通过整流和滤波商用电源电压的交流电压而获得的直流电压被提供到其串联的电路中，且当开关元件打开或关闭时，电流流过变压器的初级侧绕组。当开关元件打开时，流过变压器初级侧绕组的电流在变压器的磁芯聚集能量，且当开关元件关闭时，所聚集的能量从转换器次级侧绕组释放，以使输出电流经由二极管充电到电容器中，且由此，产生直流输出电压。

因此，在回扫式开关电源中，根据开关元件打开与关闭间的转换而改变操作，且输出电压能通过改变导通周期与截止周期的比率来控制。而且，输出电压也可根据变压器的匝数比或特性而改变。

另一方面，当输入侧与输出侧间不需电绝缘时，使用抗流圈代替变压器的斩波型开关式电源被采用。一般，作为变压器或抗流圈磁芯的磁性材料，使用具有低损耗和高效率的铁氧体。然而，由于铁氧体易于磁性饱和，因此当缠绕在磁芯周围绕组的电流超出一定值时，磁芯饱和，且磁特性变得较低。为了避免这个问题，必须在磁芯中形成一沟槽，但是，这种情况下，出现了磁通量泄漏的问题。

作为现有技术，日本专利申请公开JP-P2004-320917A公开了一种开关式电源装置，该开关式电源装置可防止电路元件由于具有简单结构电路的电源输出的过电流而导致的故障，并且有利于降低该装置的尺寸及成本。该开关式电源装置包括电流检测电路，该电流检测电路用于检测在主要开关元件中流动的电流，并将检测结果输出至控制IC的电流检测端，控制IC具有一脉冲接着脉冲的过电流保护电路，该过电流保护电路用于当流过主要开关元件的电流超出预定的阈值时，关闭该主要开关元件。

而且，该开关式电源装置包括用于检测电源输出电压的电源输出检测电路，和用于设置主要开关元件的开关频率的开关频率设置电路。当电源的输出电压低于预设值时，在开关频率设置电路中流动的一部分电流被分流到电流检测电路中，并与其中的电流叠加，控制IC在电流检测端处检测叠加的电流，并操作，以抑制在主要开关元件中流动的电流。同时，该开关式电源装置降低了由开关频率设置电路提供的开关频率，以进行电源输出的过电流保护操作。

JP-P2004-320917A公开了内容：能够实现降低部件的尺寸，如整流元件和变压器部件，但是其没有公开内容：除了铁氧体的磁性材料可被用作变压器的磁芯。

而且，日本专利公开JP-P3642398(JP-P2001-75659A)公开了内容：在控制电源输出的电源控制方法中，根据温度，可变化地设置最大额定输出，该最大额定输出允许在预定时间内超出额定输出的过负载条件。

而且，日本专利申请公开JP-P2003-284330A公开了一种控制装置，该控制装置参考实际使用情况下的开关元件尺寸，来控制直流转换器。该控制装置包括用于检测输入到直流转换器的输入电压的检测构件，用于根据所检测的输入电压的电压电平来确定表示直流转换器工作电流最大值的最大额定电流的确定构件，以便当输入电压变得较低时而抑制电流，和用于当直流转换器的输出电流超出最大额定电流时来抑制输出电流的抑制构件。

然而，JP-P3642398或JP-P2003-284330A没有公开内容：使用除了铁氧体的磁性材料作为变压器的磁芯。

发明内容

因此，考虑到上述观点，本发明的目的在于提供一种开关式电源电路，通过使用比铁氧体更难饱和的磁性材料作为变压器或抗流圈的磁芯，并适当地保护开关元件，其对作为打印机的动力负载，改善了电源性能，其中功耗瞬时增加。

为了实现上述目的，本发明第一方面的开关式电源电路包括：一变压器，其具有一包括非晶金属磁性材料的磁芯、缠绕在磁芯周围的一初级侧绕组和一次级侧绕组；一开关元件，其与变压器的初级侧绕组串联连接，用于根据推进驱动信号而使电流流过变压器的初级侧绕组；一初级侧电流检测电路，用于检测流过变压器初级侧绕组的电流；多个电路元件，用于整流和滤波变压器次级侧绕组中产生的电压，以产生一输出电压；和一控制电路，用于基于至少初级侧电流检测电路的检测结果而产生驱动信号，并限制变压器初级侧绕组中流动电流的周期。