[发明专利]开关电源装置

权利要求书

1.一种开关电源装置，具备：

电力变换电路，包含进行接通/断开动作的主开关元件；以及

控制电路，通过控制该接通/断开动作，使输出电压恒定电压化，

上述控制电路具有：

运算单元，确定上述主开关元件的接通时间以及断开时间；以及

驱动脉冲生成单元，生成使上述主开关元件接通/断开的驱动脉冲，

在上述运算单元中，包含输出电压及对该输出电压的变化进行表示的输出微分值作为变量，将这两个变量的关系定义为：与输出电压的一个值相对应的输出微分值仅存在一个的连续函数式并且是以如下方式规定的控制函数式，即，在输出电压处于比使该输出电压恒定电压化的目标值低的范围时，对应的输出微分值为正的值；在输出电压处于比目标值高的范围时，对应的输出微分值为负的值；在输出电压与目标值相等时，对应的输出微分值为零，

上述运算单元，

以与主开关元件的开关周期同步的定时，采样检测到输入电压的输入电压信号和检测或估计出输出电压的输出电压信号；

以基于采样到的这两个信号导出的下次或这以后的采样定时下的输出电压信号以及输出微分值满足上述控制函数式所规定的关系的方式，进行对该采样定时以后的开关周期中的主开关元件的接通时间以及断开时间中的至少一方进行计算的运算处理，

上述驱动脉冲生成单元生成驱动脉冲，以在上述两个信号的采样定时以后的开关周期中，基于由上述运算单元所确定的接通时间以及断开时间使上述主开关元件接通/断开。

2.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，

上述运算单元按上述主开关元件的每个开关周期进行上述各信号的采样、及计算接通时间以及断开时间中的至少一方的运算处理。

3.如权利要求2所述的开关电源装置，其特征在于，

上述电力变换电路，在上述主开关元件的接通期间，停止从输入直流电源对输出的电力供应并通过输入直流电源对内置的电感元件进行励磁，在上述主开关元件的断开期间，进行将蓄积于上述电感元件的励磁能量释放至输出来进行电力供应的动作，

上述运算单元在上述电感元件正在释放励磁能量期间进行上述各信号的采样。

4.如权利要求2所述的开关电源装置，其特征在于，

上述驱动脉冲生成单元，生成将夹着上述各信号的采样周期的中间时刻且前后相等的期间作为上述主开关元件的接通期间的驱动脉冲、或生成将夹着该采样周期的中间时刻且前后相等的期间作为上述主开关元件的断开期间的驱动脉冲。

5.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，

上述电力变换电路，在上述主开关元件的接通期间，从输入直流电源对输出进行电力供应，并且通过输入直流电源对内置的电感元件进行励磁，

在上述主开关元件的断开期间，进行将蓄积于上述电感元件的励磁能量释放至输出来继续电力供应的动作，

上述运算单元以上述主开关元件的开关周期的一半的周期，进行上述各信号的采样、及计算接通时间以及断开时间中的至少一方的运算处理，

上述驱动脉冲生成单元，生成将夹着开关的一个周期之中的第二次采样定时的前后的期间作为上述主开关元件的接通期间的驱动脉冲、或生成将夹着该第二次采样定时的前后的期间作为上述主开关元件的断开期间的驱动脉冲。

6.如权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，

上述控制电路具备状态变量估计单元，该状态变量估计单元利用特定的电路部分的检测值来估计检测困难的地方的动作状态，

上述状态变量估计单元进行如下处理，即，以上述运算单元采样输入电压信号的定时，获得该输入电压信号以及检测了输出电压的输出电压信号，并且获得上述运算单元在即将到达上述定时之前确定的接通时间以及断开时间，并基于获得的输入电压信号、输出电压信号、接通时间以及断开时间，估计下一采样定时的输出电压信号，

上述运算单元，采样该输入电压信号、输出电压信号、接通时间以及断开时间、和由上述状态变量估计单元估计出的输出电压信号，并基于采样到的信号进行上述的运算处理。