[发明专利]具有有源箝位电路的开关式电源装置

说明书

本申请要求于2007年6月20日在韩国知识产权局提交的韩国申请No.10-2007-0060683的优先权，其公开作为参考资料结合在此处。

技术领域

本发明的方面涉及一种开关式电源装置，并且尤其是，涉及具有有源箝位电路的开关式电源装置，其可以抑制开关设备的电压应力，以调整提供给开关式电源装置的变压器的初级线圈的电源。

背景技术

在常规的开关式电源装置中，尤其是，在逆向变换器、正向变换器等等中，当执行切换操作的时候，由于存储在变压器的磁化电感器或者泄漏电感器中的能量，在主开关设备上产生一个电压尖脉冲。由于电压尖脉冲，功率损耗增加，并且过度的电压应力被施加于主开关设备。为了抑制该电压应力，使用了一个有源箝位电路，以形成用于存储在泄漏电感器或者磁化电感器中的能量的放电路径。当主开关设备打开的时候，该有源箝位电路起作用，以便防止主开关设备由于存储在泄漏电感器或者磁化电感器中的能量而被损坏，并且重复使用该能量，从而提高功率转换效率。此外，通过使用该有源箝位电路，在主开关设备和有源箝位电路的箝位开关设备之间的零电压转换是可能的。因此，切换损失被降低，从而提高效率，并且降低当切换时的热量。

但是，当在其中开关式电源装置的功率消耗变得非常低的待机模式使用有源箝位电路的时候，由于开关式电源装置的变压器的负载损耗或者铜耗，功率损耗增加。铜耗是由变压器的初级侧的环流所引起的，其是通过箝位操作产生的，并且处于待机模式之中的开关式电源装置的功率消耗的降低被限制。此外，由于有源箝位电路的箝位操作，因为开关式电源装置仅仅在连续的导通模式(CCM)中起作用，其很难进入其中切换损耗可以被降低的脉冲模式或者跳跃循环模式，并且因此，功率损耗在待机模式进一步增加。

发明内容

本发明的方面提供一种具有有源箝位电路的开关式电源装置，其可以将处于待机模式之中的功率消耗减到最小以提高效率。

按照本发明的一个方面，提供了一种开关式电源装置，包括：具有连接到源的初级线圈和连接到输出电路的次级线圈的变压器；主开关设备，调整从源提供到变压器的初级线圈的电源；有源箝位电路，抑制主开关设备的电压应力；和控制电路，当开关式电源装置处于待机模式之中的时候，使有源箝位电路的箝位操作无效。

按照本发明的一个方面，该有源箝位电路可以包括第一开关设备和执行箝位操作的箝位电容器。

按照本发明的一个方面，第一开关设备可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，并且来自控制电路的控制信号被输入给MOS场效应晶体管器件的栅极以控制第一开关设备的切换操作来执行箝位操作，和第二开关设备可以连接到MOS场效应晶体管器件的栅极，并且控制电路通过关闭处于待机模式之中的第二开关设备使箝位操作无效。

按照本发明的一个方面，该有源箝位电路可以包括耦合到变压器的初级线圈的辅助线圈，并且控制MOS场效应晶体管器件的切换操作的控制信号是由辅助线圈产生的。

按照本发明的一个方面，该开关式电源装置可以进一步包括脉宽调制(PWM)控制单元，产生控制主开关设备的开关操作的主控信号，和控制MOS场效应晶体管器件的开关操作的控制信号。

按照本发明的一个方面，该有源箝位电路可以进一步包括连接到MOS场效应晶体管器件的栅极的空载时间(dead-time)控制电路。

按照本发明的一个方面，该有源箝位电路进一步包括安排在PWM控制器和MOS场效应晶体管器件的栅极之间的脉冲变压器。

按照本发明的一个方面，该有源箝位电路可以进一步包括连接到MOS场效应晶体管器件的栅极的自举(bootstrap)电路。

按照本发明的一个方面，该控制电路可以按照连接到变压器的次级线圈的输出电路的输出电压产生一个控制信号以使有源箝位电路的箝位操作无效。该控制电路可以将输出电压与预定的基准电压比较，并且按照该比较结果产生控制信号以使有源箝位电路的箝位操作无效。

按照本发明的一个方面，该控制电路可以按照流过主开关设备的电流产生控制信号以使有源箝位电路的箝位操作无效。该控制电路可以将连接到开关设备的电阻器两端间的电压与预定的基准电压比较，并且按照该比较结果产生控制信号以使有源箝位电路的箝位操作无效。

按照本发明的一个方面，该控制电路可以按照由安装在开关式电源装置外面的外部设备产生的信号产生用于使有源箝位电路的操作无效的控制信号，该外部设备表示开关式电源装置是否处于待机模式之中。