[发明专利]开关电源装置

说明书

一种开关电源装置包括：开关晶体管；感测电阻器，其串联连接到所述开关晶体管，并且当所述开关晶体管导通时在所述感测电阻器上产生感测电压；变压器，其包括当所述开关晶体管导通时被施加输入电压的第一绕组以及连接到负载的第二绕组；光电耦合器，其中基于所述第二绕组侧上的输出电压来产生光电耦合器电流；负载功率检测电路，其根据所述开关晶体管的导通周期来产生负载功率信号；导通周期控制电路；截止周期控制电路；以及SRFF电路。

技术领域

本发明涉及一种使用变压器和光电耦合器的作为DC/DC转换器的开关电源装置。

背景技术

图13示出相关技术(例如专利文献1：JP-A-2005-027412)的开关电源装置的电路。参考数字50代表变压器，并且包括第一绕组L11、第一辅助绕组L12、第二绕组L13、和第二辅助绕组L14。参考数字MN2代表NMOS开关晶体管，并且参考数字60代表包括光电二极管PD2和光电晶体管PT2的光电耦合器。参考数字R11至R19代表电阻器，参考数字Rs2代表对开关晶体管MN2的漏极电流进行检测的感测电阻器，并且参考数字C11至C14代表电容器。

在该开关电源装置中，当通过以电阻器R18和R19对输出电压Vout进行分压所得到的电压高于电压源VB11的参考电压Vref11时，运算放大器OP11的输出电压根据它们之间的差值电压而减小。当运算放大器OP11的输出电压等于或小于预定值时，电流根据输出电压的值流至光电耦合器60的光电二极管PD2，根据从光电二极管发射的光量来确定光电晶体管PT2的内阻值。

当施加了电源电压Vin时，通过经电阻器R11和R13流至第一辅助绕组L12的激励电流，电容器C13被充电以使得电阻器R13侧被设置为正极性。当电容器C13在电阻器R13侧上的电压达到开关晶体管MN2的阈值电压时，开关晶体管MN2导通。

由此，当电流开始从DC电压Vin流至连接到开关晶体管MN2的第一绕组L11时，在变压器50的绕组L12、L13和L14中产生感生电动势，并在变压器50中积累能量。在第一辅助绕组L12中产生的感生电压(●侧为正极性)与电容器C13的电压重叠，因此开关晶体管MN2由其被维持在等于或大于阈值电压的电压处的栅极电压保持在导通状态。

在该情况下，开关晶体管MN2的漏极电流流至感测电阻器Rs2，其中产生的感测电压通过电阻器R15对电容器C12充电。流至第一绕组L11的激励电流在开关晶体管MN2导通之后随时间基本上线性增大，并且电容器C12的电压也相应上升。

之后，当电容器C12的电压达到晶体管Q11的阈值电压时，晶体管Q11被设置为导通状态，因此开关晶体管MN2由其减小到等于或小于阈值电压的电压处的栅极电压截止。

当流至第一绕组L11的电流被截止的开关晶体管MN2切断时，在绕组L11至L14的每一个中产生反激电压。在该情况下，在第二绕组L13中产生的反激电压被二极管D11和电容器C14整流和平滑，并且作为输出电压Vout被输出。

另一方面，在第一辅助绕组L12中产生的反激电压具有与第二绕组L13中产生的反激电压成比例的关系，电容器C13通过电阻器R12和R13被充电以使得电阻器R13侧被第一辅助绕组L12中产生的反激电压设置为正极性(●侧为负极性)，并且用于将开关晶体管MN2导通的预备阶段继续进行。

同时，在开关晶体管MN2截止之后，不产生由来自第一绕组L11的电流生成的感测电阻器Rs2的电压。而且，电容器C12通过电阻器R15和Rs2的电流放电，这是因为由于输出电压Vout是很低而光电晶体管PT2未被操作。由此，当电容器C12的电压被设置为等于或小于晶体管Q11的阈值电压时，晶体管Q11截止。

顺便地说，晶体管Q11的基极与集电极之间的部分作为等效二极管操作，因此电容器C13也被充电，使得电阻器R13侧被从与第一辅助绕组L12的●侧相对的一侧流过感测电阻器Rs2、电阻器R15、晶体管Q11的基极和集电极、以及电阻器R13的电流设置为正极性。