[发明专利]自激式开关电源电路

说明书

技术领域

本发明涉及自激式开关电源电路，更详细来说，涉及在使变压器的一次线圈的励磁电流停止时从二次输出线圈向负载放出在变压器中积蓄的能量的回扫型的自激式开关电源电路。

背景技术

开关电源电路，作为把工频交流电压变换为直流电压来输出的稳定化电源，被用于具有DC-DC变换器的蓄电池充电器或者电动机等中。当大体区分开关元件的驱动方式(开关方式)时，可分为自激振荡方式和他励振荡方式，自激振荡方式是把在变压器等电感部件的反馈线圈上表现出的电压作为驱动信号，正反馈到开关元件的控制端子，进行振荡动作的方式，目前已知采用该自激振荡方式的自激式开关电源电路(专利文献1)。

使用图8说明该现有的自激式开关电源电路100。自激式开关电源电路100，通过电源开关4在工频交流电源AC上连接由桥式整流器7和滤波电容器1组成的电容输入型整流滤波电路，在滤波电容器1的高压侧端子1a和低压侧端子1b之间发生对工频交流电压进行整流滤波而得的不稳定的直流电压，作为直流输入电源。

2是变压器，在其一次侧设置一次线圈2a、与一次线圈2a在同一方向卷绕的第一反馈线圈2b、以及相对于一次线圈2a在反方向卷绕的第二反馈线圈2d，在二次侧设置二次输出线圈2c。另外，3是振荡电场效应晶体管(下面记为FET)。21是起动电阻，用于在电路起动时对该FET3的栅极提供正向偏压(换言之，阈值电压V_TH以上的栅极电压)，在起动电阻21上串联连接的电阻25具有比起动电阻21小的电阻值，由此对滤波电容器1的充电电压(直流输入电源的输入电压)进行分压，在输出了低的直流电压的情况下不使电路起动。

6是防止向栅极的过大输入的齐纳二极管，12是与反馈电阻11一起在反馈线圈2b和FET3的栅极之间串联连接的起动电容器，24是用于阻止向栅极的过大输入的电阻，5是把集电极向栅极连接、把发射极向低压侧端子1b连接的关断控制晶体管元件。该关断控制晶体管5的基极通过电阻52连接到FET3和一次电流检测电阻51的连接点，并且通过关断控制电容器53连接到低压侧端子1b。

在二次输出线圈2c侧连接由整流二极管和滤波电容器组成的输出侧整流滤波电路26，对二次输出线圈2c的输出进行整流滤波，向高压侧输出线20a和低压侧输出线20b之间输出。

这样构成的自激式开关电源电流100，从接通电源开关4来连接工频交流电源AC的起动时起，通过用桥式整流电路7全波整流后的正弦波电压对滤波电容器1充电，在滤波电容器1的高压侧端子1a和低压侧端子1b之间，如图9所示，表现出从0V向141V上升的直流输入电源的输入电压。当直流输入电源的输入电压上升时，通过起动电阻21对起动电容器12充电(图中下面的电极为+，上面的电极为-的极性)，起动电容器12的充电电压慢慢上升，如图11所示，FET3的栅极电压上升。当起动电容器12的充电电压达到阈值电压V_TH，在FET3的栅极上施加正向偏压时，FET3导通。

当FET3导通，从滤波电容器(直流输入电源)1开始在串联连接的一次线圈2a中流过励磁电流时，在变压器2的各线圈中产生感应电动势，在变压器2中积蓄励磁能量。通过一次线圈2a中流动的电流上升，关断控制电容器53用一次电流检测电阻51两端的电压充电，关断控制晶体管5的基极电压上升。在该FET3的导通期间中，在反馈线圈2b内发生的感应电压叠加在起动电容器12的充电电压上，把FET3的栅极电压维持在其阈值电压V_TH以上的电压。

一次线圈2a内流动的电流与FET3导通后的经过时间成比例地上升，以一次电流检测电阻51两端的电压充电的关断控制电容器53的充电电压也上升，当关断控制晶体管5的基极电压达到规定的偏置电压时，关断控制晶体管5进行导通动作。其结果，关断控制晶体管5的集电极-发射极之间成为导通状态，FET3的栅极实质上与低压侧端子1b成为短路状态，FET3关断。

当FET3关断，在变压器2中流动的电流实质上被切断时，在各线圈中发生所谓的回扫电压(感应反电动势)，在二次输出线圈2c中发生的回扫电压通过输出侧滤波整流电路26被整流滤波，作为供给在输出线20a、20b之间连接的负载的电力而输出。在该关断期间中，起动电容器12，通过把齐纳二极管6、反馈电阻11作为充电路径的反馈线圈2b中发生的回扫电压、和把起动电阻21作为充电路径的滤波电容器1的充电电压(直流输入电源的输入电压)被充电。