[发明专利]开关电源装置的控制方法及控制电路

说明书

在LLC电流谐振转换器中改善负载突变时的响应性。首先，将低侧的开关元件关断(S1)。此时，对谐振电流反转前时间Tbh进行计数(S2)，如果谐振电流进行了反转(S3)，则保持其计数值，并开始谐振电流反转后时间Tah的计数动作(S4)。接着，基于反馈信号计算高侧的开关元件应关断的Tah的目标值Tah_t(S5)，继续Tah的计数动作(S6)。如果其计数值达到了其目标值Tah_t(S7)，则结束Tah的计数动作(S8)，高侧的开关元件被关断(S9)。在对关于该高侧的半周期进行了控制之后，对低侧的半周期进行同样的控制(S10‑S16)。通过每个半周期的控制，从而改善负载突变时的响应性。

技术领域

本发明涉及在作为开关电源的一个方式的LLC电流谐振转换器中改善了负载突变时的响应性的开关电源装置的控制方法及控制电路。

背景技术

作为高效率的开关电源装置，使用有电流谐振转换器。电流谐振转换器通常具备半桥电路、谐振电路和整流电路。半桥电路以串联连接两个开关元件的方式构成，通过交替地使开关元件进行开关从而使直流电压成为矩形的电压而将其输出。谐振电路具有谐振电感器、变压器的励磁电感、以及谐振电容器，接收矩形的电压而进行谐振动作，向变压器的次级侧输出交流电压。整流电路对交流电压进行整流，并利用电容器进行平滑化而输出直流的电压。该直流的输出电压被施加到负载。

在这样的电流谐振转换器中，将输出电压与其目标电压之间的误差信号反馈到半桥电路的控制IC(Integrated Circuit：集成电路)，并设为与误差信号对应的开关频率。该方式是所谓的电压模式控制，由此，将输出电压控制为恒定。在该电压模式控制中，在反馈误差信号的系统中具有相位补偿的电容器，但在电流谐振转换器的情况下，该电容器的电容值具有较大的值。另一方面，通常，开关电源装置进行如下的控制：如果处于包括无负载的轻负载，则为了改善效率而进行突发动作(间歇动作)，如果负载加重则返回到连续动作。在此情况下，存在如下特性：在负载从轻负载骤增而转移到连续动作时，因相位补偿的电容器的大的电容值而导致反馈电压的变化迟缓，返回到连续动作也变得迟缓，因此针对负载变化的响应差。

对此，也进行使用负载瞬态响应速度比电压模式控制的负载瞬态响应速度快的电流模式控制，在每个开关周期对从变压器的初级侧向次级侧传输电力进行控制(例如，参照专利文献1)。根据该专利文献1中记载的技术，求出将输入电压分压而生成的中心电压和被认为是基于对输出电压进行反馈的信号而生成的误差电压。根据中心电压和误差电压，设定比中心电压高出误差电压的第一阈值电压，并且设定比中心电压低了误差电压的第二阈值电压。

在此，将对谐振电容器的两端电压进行分压而生成的正弦波的谐振电压与第一阈值电压和第二阈值电压进行比较。此时，如果谐振电压进行变化而高达第一阈值电压，则高侧的开关元件被关断，如果谐振电压进行变化而低至第二阈值电压，则低侧的开关元件被关断。如此，通过使第一阈值电压和第二阈值电压根据输出电压而变化，从而使开关频率(或者周期)变化，且输出电压被控制为恒定。另外，由于将第一阈值电压和第二阈值电压设定为相对于中心电压上下差距相等的误差电压，因此将通过半桥电路生成的方波的时间比率保持为50％。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第9065350号说明书

发明内容

技术问题

然而，在专利文献1记载的技术中，例如如其图14所示，由于需要由用于检测电源的输入电压和谐振电容器的两端电压的电阻和电容器所构成的外置的分压电路，因此成本增加。另外，在分压电路中，对电阻和电容器要求高精度，但由于电阻和电容器的偏差大，因此存在特别是无负载时的控制极其困难的问题。

本发明是鉴于这样的问题而做出的，其目的在于提供一种不使用新的外置部件并且即使在无负载时也可以稳定的控制，进而改善了在负载突变时的响应性的开关电源装置的控制方法、开关电源装置和其控制电路。

技术方案