[发明专利]开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及回扫型开关电源，其用半导体开关的开关操作产生通过变压器与第一直流电源绝缘的第二直流电压，且具体地，本发明涉及使用辅助绕组（三次绕组）检测变压器二次侧输出电压、并将该输出电压控制为恒定电压的控制电路。

背景技术

开关电源被用作为负载提供恒定电压的充电器电源或笔记本计算机AC适配器的电源。作为已知方法，存在通过其将使用用于绝缘和检测输出电压Vo的光电耦合器的电压检测电路设置在图13所示的开关电源的二次侧，且将输出电压控制为恒定电压的一种方法。输出电压用此方法恒定监测，意味着，即使当骤加负载变化发生和输出电压下降时，也可快速检测到输出电压的下降，且可能将输出电压控制为恒定电压。然而，尽管可能通过直接检测二次侧电压实现稳定的控制，在使用光电耦合器的电压检测电路中一直发生功率损耗，这是节能和提高效率的障碍。

同时，作为在不使用使用光电耦合器的电压检测器的情况下获得输出电压信息的方法，存在通过等效地检测来自一次侧开关电压波形的输出电压将输出电压控制为恒定电压，而不用直接检测二次侧电压的一种方法。图10示出如JP-A-7-170731和JP-A-2010-22121中所示的已知电路的示例，其检测变压器的三次绕组电压，并将直流输出电压控制为恒定电压。由于JP-A-2010-22121是JP-A-7-170731的改进版本，因此在电压检测器电路中存在区别。

图10中所示的电路的配置和操作如下。在整流电路1中，交流输入被转换为直流电压，且获得在电容器2中被平滑的直流电压Vi。通过将直流电压Vi作为输入，变压器6的一次绕组6-1由用作半导体开关的MOSFET7进行导通/截止控制。变压器6的二次绕组6-2连接至二极管3，且在整流后，电压在电容器5中被平滑，从而变成直流输出Vo。电阻器4是假负载电阻，用于在没有负载或轻负载时抑制电压的上升。这是所谓回扫型开关电源电路，其中当MOSFET7被导通时激励能被累积在变压器中，且当MOSFET7被截止时，经由二极管3激励能从二次绕组6-2充电至电容器5。变压器6的三次绕组6-3的电压在二极管12和电容器11中被整流和平滑，从而变成控制电路13的电源。同样，通过检测三次绕组6-3的电压Vt（其等效于变压器6的二次绕组电压），进行输出电压Vo至恒定电压的控制。

使用图11和12，将给出使用三次绕组的输出电压检测的原理的描述。当MOSFET7被导通时，电流Ip流过变压器6的一次绕组，并上升。接着，当MOSFET7被截止时，电流从二次绕组6-2流过二极管3，从而变成为电流Is，对电容器Co充电，并且电容器Co变成为具有输出电压Vo。当此时取二次绕组6-2的电压极性为正时，则当MOSFET7处于导通状态时二次绕组6-2和三次绕组6-3的电压均为负极性。当MOSFET7处于截止状态、且电流Is流过连接至二次绕组6-2的二极管3时，二次绕组6-2的电压Vs是输出电压Vo和二极管3的正向电压降Vf之和。因此，三次绕组6-3的电压Vt是与二次绕组6-2和三次绕组6-3的匝数比成比例的电压，且等效于检测二次绕组6-2的电压Vs。通过检测检测到的输出电压Vt和流过一次侧MOSFET7的电流Ip，输出电压被控制为恒定的电压。同样，当存在轻负载或没有负载时执行开关控制，从而通过降低开关频率抑制待机功率。

如上所述，使用通过其从一次侧开关电压波形获得输出电压信息的方法、使用通过其检测变压器的三次绕组电压的方法等，而不使用通过使用光电耦合器直接检测直流输出电压的输出电压检测方法，不可能检测到输出电压，除非半导体开关进行开关动作。因此，当在其中开关频率降低、且功耗减少的状态中发生骤加负载变化时、当存在轻负载或没有负载时，即使当输出电压由于该骤加负载变化而降低时，直到下一次开关动作前不可能检测到输出电压的降低。当存在轻负载或没有负载时开关频率较低之时，开关动作之间的间隔变长，意味着存在这样的问题：在骤加负载变化发生与下一次开关动作之间在输出电压中存在瞬时较大压降。

发明内容

因此，本发明的目的是提供作为使用三次绕组采集输出电压信息并将输出电压控制为恒定电压的回扫型开关电源的开关电源，该开关电源可抑制当在电路中存在轻负载或没有负载时由于骤加负载变化引起的输出电压中的下降，其中功耗一般较低。