[发明专利]电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝缘型开关电源装置的稳定化技术。

背景技术

以往，作为高效的电源装置，已知有开关电源装置。开关电源装置具备作为开关元件的晶体管和使该晶体管导通/截止的控制IC，使控制IC通过以与输入电压相应的占空比将晶体管导通/截止的PWM控制(PWM：Pulse Width Modulation(脉宽调制))来控制该晶体管的开关动作，由此高效地生成了预定的输出电压。

并且，这种开关电源装置中已知绝缘型开关电源装置，其通过对电压转换器例如使用变压器，来使一次侧和二次侧绝缘。绝缘型开关电源装置效率高且绝缘性好，还能够通过对变压器设置多个二次线圈来简单地构成多输出的电源装置，因此被很好地应用于将输入电压转换为多个输出电压的用途。

另外，在绝缘型开关电源装置中，有时由于负载变动、输入电压变动导致输出电压发生变动而变得不稳定。为了解决该问题，以往已知有如下一种技术(例如，参照专利文献1)：通过将输出电压的变动反馈给上述控制IC来进行PWM控制，由此使输出电压恒定。

专利文献1：日本特开2003-079146号公报

一般来说，控制IC使变压器的一次侧的输入电压作为电源电压进行动作，以该输入电压为电压源来生成晶体管的驱动信号。因此，驱动信号的电压成为与作为电源电压的输入电压相同的电压，该电压作为栅极电压而被施加到晶体管的栅极端子。

然而，在将电源装置用于如输入电压发生变动那样的用途的情况下，在输入电压变动到了高压侧时，有可能导致施加到晶体管的栅极电压超过栅极耐压，从而晶体管遭到损坏。

作为该对策，考虑在控制IC与晶体管的栅极端子之间插入对电压进行限制的齐纳二极管的结构。然而，在使用齐纳二极管的情况下，需要设置对流过该齐纳二极管的电流进行限制的电流限制电阻，由于该电流限制电阻直接变成栅极电阻，因此产生了晶体管的开关速度受限这样的问题。

因此，通过取为在二次侧生成栅极耐压以下的输出电压并将该输出电压用于生成控制IC的驱动信号的结构，能够防止超出栅极耐压。

具体地说，如图3所示，构成二次侧的输出电压Vout变为栅极耐压Vz以下的开关电源装置200，在该开关电源装置200中设置有检测电路210和IC电源电压生成电路220。检测电路210为了能够对二次侧的输出电压Vout进行反馈控制，而将与该输出电压Vout相应的电压电平的检测信号反馈给控制IC。IC电源电压生成电路220用于生成控制IC 230的电源电压，利用该电源电压规定晶体管电路240的栅极电压Vg。更详细地说，IC电源电压生成电路220将输入电压Vin和作为检测电路210的检测信号的电压的检测信号电压Vs通过二极管215A、215B进行二极管OR耦合，将较高的电压作为电源电压Va输出。

根据该电路结构，由于在起动时接收到输入电压Vin的最初为Vin＞Vs(＝0V)，因此从IC电源电压生成电路220向控制IC 230输出与输入电压Vin相当的电压的电源电压Va，从而栅极电压Vg为电源电压Va的电压电平。之后，在二次侧生成输出电压Vout，在二次侧的输出电压Vout超过输入电压Vin时，将相当于该输出电压Vout的检测信号电压Vs作为电源电压Va而从IC电源电压生成电路220输出到控制IC 230，将栅极电压Vg维持为相当于检测信号电压Vs的电压电平。如上所述，由于输出电压Vout被抑制为栅极耐压Vz以下，因此栅极电压Vg被抑制为栅极耐压Vz以下。

另外，在IC电源电压生成电路220中设置有用于通过降低输入电压Vin来将输出该输入电压Vin时的电源电压Va始终抑制为栅极耐压Vz以下的电阻250。由此，即使在开关动作以后输入电压Vin发生变动而形成为Vin＞Vs，并由IC电源电压生成电路220将输入电压Vin作为电源电压Va输出，也能够将栅极电压Vg抑制为栅极耐压Vz以下。

然而，当由于输入电压Vin超过输出电压Vout而IC电源电压生成电路220将输入电压Vin切换为电源电压Va时，该电源电压Va大于检测信号电压Vs，因此栅极电压Vg也上升。这种栅极电压Vg的变动会破坏晶体管电路240的动作的稳定性。

另外，即使在起动时输入作为低电压的输入电压Vin，也需要驱动控制IC 230、晶体管电路240，因此电阻250的电阻值也是有限度的。因此也存在如下情况：在超过了电阻250中的电压下降量的过大的输入电压Vin被输入的情况下，最终会导致栅极电压Vg超过了栅极耐压Vz。

发明内容