[发明专利]开关电源装置

说明书

本发明提供一种开关电源装置。在二次侧同步整流方式的开关电源装置中，能够间接掌握一次侧的状态来进行二次侧同步整流元件的接通、断开控制。在具有对同步整流用MOS晶体管进行接通、断开控制的二次侧控制电路的开关电源装置中，上述二次侧控制电路具备：波峰期间检测电路，其检测同步整流用MOS晶体管的漏极电压的波峰期间；以及判定基准电压生成电路，其根据漏极电压的波峰期间的电压，生成成为用于判定波峰期间的基准的电压，波峰期间检测电路根据同步整流用MOS晶体管的漏极电压和由判定基准电压生成电路生成的基准电压，检测出漏极电压的波峰期间，二次侧控制电路根据由波峰期间检测电路检测出的波峰期间对同步整流用MOS晶体管的接通定时进行控制。

技术领域

本发明涉及具备电压变换用变压器的开关控制方式的直流电源装置，例如涉及利用于在变压器的二次侧设有同步整流开关的绝缘型DC-DC变换器而有效的技术。

背景技术

以往，作为开关电源装置之一，有如下的开关电源装置(绝缘型DC-DC变换器)：具备作为用于使电流间歇性地流过变压器的一次侧线圈的开关元件的MOS晶体管(绝缘栅场效应晶体管)以及对该元件进行接通、断开控制的控制电路(IC)，通过二极管对电流流过一次侧线圈而在二次侧线圈中感应出的电流进行整流，并通过电容器进行平滑后输出。

然而，在二次侧电路中使用整流用二极管的绝缘型DC-DC变换器中，整流用二极管中的损耗较大，成为效率下降的原因。因此，存在以下技术：代替二次侧电路的整流用二极管而设有同步整流用的开关元件(MOS晶体管)，并且通过二次侧控制电路检测二次侧开关元件的端子电压(源极、漏极间电压)，在体二极管中流过正向电流的定时，对二次侧开关元件进行接通控制，由此降低整流元件中的损耗，实现高效率化(例如，专利文献1)。

此外，在具备变压器的开关电源装置中，一次侧电路与二次侧电路电绝缘地连接，因此在一次侧发生了异常的情况下，为了从一次侧电路向二次侧电路通知异常的发生，需要设置光遮断器这样的绝缘型信号传递部件，若不追加部件则难以传递信号。

另外，在一次侧发生了异常的情况下，一次侧控制电路停止对一次侧的开关元件的接通、断开控制，由此能够使二次侧电路的动作停止。然而，在该情况下，二次侧控制电路不会掌握在一次侧存在异常而停止二次侧电路的动作。因此，在一次侧存在例如输入电压因交流(AC)纹波而下降这样的一次侧控制不至于停止的异常的情况下，二次侧电路难以掌握这样的一次侧的异常，停止接通、断开控制或变更控制。

另一方面，在二次侧的同步整流用MOS晶体管的源极、漏极间电压VDS取波峰的期间，一次侧开关的接通期间变得几乎相等，因此能够从二次侧的VDS波形间接地获知一次侧的状态。以此为基础，例如在一次侧开关的接通期间能够观察到异常的情况下，进行不接通二次侧的同步整流用MOS晶体管等控制，从而能够提高电路的安全性。另外，同步整流用MOS晶体管的源极端子通常与二次侧的接地点连接，因此在以下的说明中，将源极、漏极间电压简单地称为漏极电压。

但是，漏极电压VDS的振幅根据电源的状态、一次侧的输入电压而变化，因此在固定的基准值与VDS的比较中，无法检测出准确的VDS波峰期间。此外，若以VDS的波峰期间的电压为基础制作比较的基准值，则能够对应于各种电源，但使用了单纯的基于二极管和电容的波峰保持电路的情况下，保持电压因二极管的正向电压Vf而下降，并且Vf的温度依存度较大，因此存在VDS振幅越小，基于温度的Vf的变化的影响越增大的问题。

此外，用于检测VDS波峰期间的基准值因上述原因而下降时，选取了电流不连续期间的谐振波峰等一次侧接通期间以外的期间的波峰，无法检测出准确的VDS波峰期间。并且，在VDS中存在浪涌导致的变动时，基准值与该浪涌量对应地上升，而检测出错误的VDS波峰期间。此外，一次侧的输入电压因AC纹波而下降或输入电压断开时，VDS波峰下降，因此基准值不与VDS对应地发生变化，存在无法观察到VDS波峰期间本身的问题。