[发明专利]开关电源电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种输出在50W以下较低输出的且可以便宜地供应的开关电源电路。 

背景技术

图5示出被称为线性AC适配器的早期的直流电源电路。在该图5中，在AC输入端子10、11之间输入的商用交流电压Vi由变压器12变换为规定的电压，由全波等整流器13整流，由滤波电容器14滤波，从而直流电压Vo和直流电流Io通过直流输出端子15、16提供给负荷17。 

在该图5中示出的被称为线性AC适配器的简便、便宜的直流电源电路中，输入交流电压Vi或高或低时，如图6所示，与其高低相应地输出电压Vo不仅变化为V1、V2、V3，而且特别的问题是直流输出电流Io增加时输出电压Vo有逐步降低的倾向。由此，往往根据在已经出现的电子机器等的负荷17中直流输出电流Io增加时输出电压Vo逐步降低的特性而设计。 

最近，关于输出为50W以下较低输出的直流电源电路，代替图5所示的电路，可以使用如图7所示的RCC(Ringing Choke Convertor)方式的开关电源电路(非专利文献1)。 

在该图7中，在+侧端子18和-侧端子19之间，施加整流AC电压的直流电压时，通过启动电阻21将阈值电压以上的电压瞬时施加到由MOS·FET构成的第一开关元件22的栅极上。此时，在第一开关元件22中流过微小的漏极电流，由此，在回扫变压器24的励磁线圈25中产生电压，在此影响下在驱动线圈27中也产生电压。在该驱动线圈27中产生的电压通过电阻31、33和电容器34增加到第一开关元件22的栅极，由此形成正反馈环，第一开关元件22在图8(a)的t(1)时刻瞬时成为导通状态。此时，第一开关元件22的漏极·源极间电压Vds如图8(a)所示成为0。通过第一开关元件22成为导通状态，在回扫变压器24上施加与在+侧端子18和-侧端子19之间施加的直流电压大致相同 的电压，在驱动线圈27中产生由输出线圈26的匝数对励磁线圈25的匝数的匝数比决定的如图8(d)所示的电压Vd。 

通过在该驱动线圈27中产生的电压Vd，经电阻31、光耦合器32的受光元件46开始对电容器28充电。对电容器28充电的电压Vc构成如图8(e)所示的波形，并且当该电压Vc在t2时刻到达第二开关元件23的基极·发射极间的电压Vde时，在第二开关元件23中流入基极电流从而成为导通状态。由于第二开关元件23成为导通状态时，第一开关元件22的栅极·源极间电压大约成为0V，所以第一开关元件22瞬时成为关断状态。在第一开关元件22从导通到关断的期间t1～t2中，如图8(b)所示，在励磁线圈25中流入电流Id。 

第一开关元件22在t2时刻关断的同时，在二次侧的输出线圈26中产生与励磁线圈25侧正负反向的电压。该电压分别由整流二极管40、滤波电容器41整流、滤波并提供给负荷17。此时，在输出线圈26中流过的电流Io在图8(c)中示出。该电流Io急速上升，之后慢慢向0减小，并下降直到整流二极管40关断。在该整流二极管40关断的t3时刻的同时，通过输出线圈26内部的残留磁通量，在驱动线圈27中产生如图8(d)所示的反向电压Vd，第一开关元件22再次导通。此间，通过经由电阻29和齐纳二极管30反向的电压Vd对电容器28进行负充电。通过反复此振荡动作而得到输出电压。 

在此，由电阻48检测的输出电压Vo与齐纳二极管47的基准电压Vref进行比较，当输出电压Vo超过基准电压Vref时，其差分流入光耦合器32的发光元件45中。由此，由于光耦合器32的受光元件46的集电极·发射极之间的阻抗变化，所以由在第一开关元件22的导通期间对电容器28进行充电的路径中的电阻31、光耦合器32的受光元件46和电容器28确定的时间常数变化。此时，电容器电压Vc对应于输出电压Vo，即如果输出电压Vo高则相应地电容电压Vc较快地到达Vbe，相反地，如果输出电压Vo低则相应地电容电压Vc较慢地到达Vbe。当电容电压Vc到达Vbe时，第二开关元件23导通，第一开关元件22关断。通过该时间常数的变化，Vc到达Vbe的时间变化，第一开关元件22的导通周期被控制，并且输出电压Vo稳定。 

并且，在图7中，为了防止在开关电源中的切换过渡状态下产生的高峰值电压，与励磁线圈25并联地连接由二极管35、电容器36、电阻37构成的减震电路38。

非专利文献1户川治朗著“实用电源电路设计手册”CQ出版，1999年3月1日第17版发行，P140～147。 

发明内容

本发明解决的技术问题