[发明专利]电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及电源装置，更特别地，涉及减少关断开关元件所耗费的时间段。

背景技术

图7示出作为第一常规例子的常规的自激回扫电源(self-excitedflyback power supply)的电路图的例子。以下将描述自激回扫电源的操作。在图7中，从商用交流(AC)电源700输入的交变电压经由滤波器电路701被整流电路702和平滑电容器703转换成直流(DC)电压。变压器(transformer)704的初级绕组(primary winding)Np和开关元件706被串联连接。起动电阻器(start resistor)705被连接在电容器703的正端子和开关元件706的栅极之间。辅助绕组Nb围绕在变压器704的初级侧。电阻器710被设置在开关元件706的栅极和源极之间。栅极电阻器709被设置在开关元件706的栅极侧。电流经由电阻器707和电容器708从辅助绕组Nb流入电阻器709和710。

当电流通过电容器703的DC电压而流过起动电阻器705使得开关元件706的栅极电压上升时，漏极电流流动，并且电流流过初级绕组Np。结果，变压器704被激励，使得在辅助绕组Nb中感应出电压。因此，开关元件706的栅极电压上升，使得开关元件706被接通。另一方面，辅助绕组Nb的电压也被供给到包含电阻器711和电容器712的时间常数电路。电容器712两端的电压也被施加在晶体管713的基极和发射极之间。

当电容器712两端的电压上升使得晶体管713被接通时，电流经由电阻器709流动。因此，开关元件706的栅极电压下降，使得开关元件706被关断。设置电阻器715和二极管716用于将电容器712放电。

当开关元件706被关断时，变压器704的次级绕组Ns的端子电压反转。因此，电流经由次级整流二极管721流出次级绕组Ns。该电流对电容器722充电。

在存储在变压器704中的能量被次级绕组Ns的电感限制的同时，通过该能量对电容器722充电。在开关元件706被关断的时段中的开关元件706的漏极电压是通过将次级绕组Ns的电压乘以初级绕组Np的匝数与次级绕组Ns的匝数的比值获得的电压、与对电容器703充电的电压的和。

当次级绕组Ns中的电流变为零时，在开关元件706的漏极处产生的电压开始以对电容器703进行充电的电压为中心，以由次级绕组Ns的电感和电容器726确定的周期振动。

初级绕组Np的电压被反映在辅助绕组Nb上。当开关元件706的漏极电压变得比电容器703两端的电压低时，向绕组Nb施加电压，使得开关元件706的栅极电压高于其源极的电压。当电压超过开关元件706的栅极阈值电压时，开关元件706被再次接通，以重复上述的一系列操作。

当电容器722两端的电压上升时，通过被电阻器723和724分割的电压操作分路调节器725，并且，电流经由电阻器流过光电耦合器PC101。光电耦合器PC101中的光电二极管点亮，使得光电耦合器PC101中的光电晶体管的阻抗降低。

结果，与经由电阻器711对电容器712充电时相比，时间常数电路中的电容器712两端的电压更早地上升。因此，晶体管713被接通，并且，开关元件706被关断。开关电源通过这种反馈操作输出预定的电压。

图7还示出用于通过初级侧的电流检测来关断初级侧的开关元件706的电路的例子。电阻器717的两端分别与晶体管718的基极和电流检测电阻器720连接。开关元件706被接通，使得漏极电流流过开关元件706。因此，电流检测电阻器720的电压上升。当晶体管718的基极-发射极电压上升到约0.6伏时，晶体管718中的基极电流迅速增大。

作为晶体管718中的基极电流的Hfe倍的电流流过晶体管718的集电极，以将其栅极处的电荷放电。因此，开关元件706的栅极电压下降，使得开关元件706被关断。

当电源的电容小并且开关元件706的栅极与源极之间的电容以及开关元件706的栅极与漏极之间的电容小时，可以没有任何问题地使用第一常规例子中的电源装置中的开关元件706中的电流限制电路(电阻器720和晶体管718)。当电源的输出功率增大并且开关元件706的电流增大时，栅极与源极之间的电容和栅极与漏极之间的电容较大。因此，难以迅速将栅极电压设为栅极阈值电压或更小。

更具体而言，使开关元件706关断所耗费的时间段(即，关断时间)较长，并且，开关元件706在被完全关断之前限制电流，使得电流检测电阻器720的检测值减小。当电流检测电阻器720的检测值减小时，晶体管718中的基极电流也减小。因此，晶体管718不流动用于降低栅极电压的电流，并且，关断时间变长。