[发明专利]开关电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及防止反馈控制循环中的振荡以力图使开关动作稳定的电流谐振型的开关电源装置。

背景技术

图5是以LLC方式的转换器装置为代表的电流谐振型的开关电源装置的简要结构图。这种电流谐振型的开关电源装置包括串联连接以形成半桥电路、且对输入电压Vin交替地进行开关的第一和第二开关元件Q1、Q2。所述第一开关元件Q1串联地经由电容器Cr和电感器Lr与绝缘变压器T的一次绕组P串联连接。另外，所述第二开关元件Q2经由所述电容器Cr和所述电感器Lr与所述绝缘变压器T的一次绕组P并联连接。而且，由二极管D1、D2和输出电容器Cout构成的输出电路与所述绝缘变压器T的二次绕组S1、S2相连接。

所述开关电源装置使所述第一开关元件Q1导通以在所述一次绕组P中流过电流之后，使所述第二开关元件Q2导通以在由所述电容器Cr、电感器Lr、和所述绝缘变压器T的漏感Lm构成的谐振电路中产生电流谐振。所述开关电源装置通过重复上述动作从而在所述绝缘变压器T的一次绕组P中流过交变电流。另外，所述输出电路经由所述二极管D1、D2对所述绝缘变压器T的二次绕组S1、S2中产生的交变电压进行整流，并利用所述输出电容器Cout进行平滑，从而得到规定的输出电压Vout。

此外，图5中CONT是对所述第一和第二开关元件Q1、Q2交替地进行导通驱动的控制电路。该控制电路由生成开关频率fs的驱动信号的振荡器构成。另外，VS是检测所述输出电压Vout以生成与该输出电压Vout相对应的反馈信号FB的输出电压检测电路。所述控制电路CONT根据由所述输出电压检测电路VS提供的所述反馈信号FB来控制所述第一和第二开关元件Q1、Q2的开关频率fs，由此使所述输出电压Vout恒定。

图6示意性地示出所述开关电源装置的反馈控制循环的概念。所述控制电路CONT以开关频率fs交替地对开关电源装置主体SW中的所述第一和第二开关元件Q1、Q2进行导通驱动。另外，所述输出电压检测电路VS检测所述开关电源装置主体SW的输出电压Vout，根据检测出的输出电压Vout来生成所述反馈信号FB。该反馈信号FB由反馈电压VFB或反馈电流IFB构成。所述控制电路CONT通过对这种反馈信号FB进行频率转换，从而控制所述开关频率fs[＝f(Vout)]。例如在专利文献1中详细介绍的那样，通过控制所述开关频率fs，从而使所述开关电源装置主体SW中的输入输出电压比(电压转换比)发生变化，使所述输出电压Vout恒定。

此外，所述开关电源装置中的输入输出电压比取决于所述开关频率fs而发生变化，并且根据负载电阻Ro的大小如图7所示那样发生变化。具体而言，所述输入输出电压比如图7所示，随着开关频率fs变高而变高，在某一频率fr达到最大之后，逐渐降低。而且，在所述开关频率fs达到所述电流谐振电路的谐振频率fo时，所述输入输出电压比成为[1]。

因此，所述开关电源装置通常构成为使得成为所述输入输出电压比始终在[1]以上的升压模式。具体而言，所述开关电源装置构成为以使得在所述输入输出电压比成为最大值的频率fr与所述谐振频率fo之间，根据所述反馈信号FB对所述开关频率fs进行调制控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009－171837号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

上述的开关频率fs的控制、即频率调制控制通过根据作为所述反馈信号FB提供的反馈电压VFB或反馈电流IFB对所述开关频率fs进行线性可变控制，或者对开关周期Ts进行线性可变控制来实现。此外，所述开关周期Ts相对于所述开关频率fs具有[fs＝1/Ts]的关系。因而，在对开关周期Ts进行线性控制的情况下，如图8中实线所示，成为所述反馈电压VFB越低、所述开关频率fs的变化越大的非线性控制特性。

在所述开关电源装置的输入电压Vin或输出电压Vout发生变化的情况下，若执行上述的开关频率fs的线性控制，则如图9中虚线所示，随着反馈电压VFB变大，所述谐振电路的增益上升得较大。而且，若所述反馈电压VFB变大，则上述的反馈控制循环的增益变大。于是，可能会导致所述反馈控制循环自身发生振荡，或动作不稳定。