[发明专利]开关电源装置、开关电源控制电路和开关电源装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明提供具备具有电流谐振电感器和电流谐振电容器的串联谐振电路的开关电源装置、开关电源控制电路和开关电源装置的控制方法，尤其是涉及消除在轻负载时电流的逆流的开关电源装置、开关电源控制电路和开关电源装置的控制方法。 

背景技术

作为现有技术的开关电源装置，公知的是如图5所示的具备电流谐振型变换器的装置。在该电流谐振型变换器中，输入直流电压Vi被施加于具有谐振电感器Lr和谐振电容器Cr的串联谐振电路，导通关断由MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属-氧化物-半导体场效应晶体管)等构成的2个主开关元件Qa、Qb，控制在电力变换用的变压器T的第一线圈L1中流通的一次侧电流的通路，由此在变压器T的第一线圈L1中流通正弦波状的电流。另外，在变压器T的第二线圈L2、第三线圈L3(使L1∶L2∶L3的线圈比为n∶1∶1)分别连接有对所感应的二次电流I1、I2进行整流的整流二极管D1、D2；和将对负载LD的输出电压V₀平滑的输出电容器C₀。并且，对负载LD的输出电压V₀通过误差放大器1和VCO(电压控制振荡电路)2反馈到主开关元件Qa、Qb的驱动电路3，控制流通到变压器T的第一线圈L1的电流和电压，将输出电压V₀控制为恒压。此外，VCO2按照以下方式发挥功能，即：根据误差放大器1的输出如果判断为输出电压V0比设定电压高，或者判断为是轻负载，则提高其输出频率；如果判断为输出电压V0比设定电压低，或者判断为是重负载，则降低其输出频率。 

但是，将如此构成的开关电源装置作为低电压·大电流的电源使用的情况下，当二次电流I1、I2在变压器T的二次侧设置的整流二极管D1、D2中流通时，由于整流二极管D1、D2的正向电压降V_F，产生较大的电力损失V_F×I₀。I0为二次电流I1、I2的任意一个。因此，如图6所示，代替这些整流二极管D1、D2，而使用分别将导通电阻较低的MOSFETQs1、Qs2作为同步整流用的开关元件而连接进行同步整流，降低如此产生的电力损失的他励驱动方式的电流谐振电路。图6的MOSFETQs1、Qs2，通过驱动电路3分别与将一次侧的主开关元件Qa、Qb导通关断的动作频率fop同步而被导通关断控制，从而二次电流I1、I2交替地被积蓄在电容器C₀。 

如此构成的现有技术的开关电源装置，按照使主开关元件Qa、Qb开关动作，通过电压变换用的变压器T获得任意的直流输出的方式构成，因而取决于与二次侧连接的负载LD的大小等积蓄在电容器C₀的电荷被放电产生向变压器T侧逆流的电流(反向电流)，出现在逆流区域中的电力损失问题。 

图7是表示二次侧二极管整流的电流谐振型变换器的一例的电路图。在该图7中，将图5的电流谐振型变换器的变压器T分为励磁电感成分Lm和理想变压器Ti进行图示，便于理解地表示出其动作原理。在此，在上述的逆流区域的电力损失的说明之前，对于电流谐振型变换器的动作原理进行说明。 

在图7所示的电流谐振型变换器中，能够定义以下的两种基本的电流谐振频率。在此Lr、Lm和Cr分别表示谐振电感器Lr的电感、变压器T的励磁电感成分和谐振电容器Cr的电容。 

【公式1】 

fr1=12πLr·Cr...(1)]]>

【公式2】