[发明专利]电源装置

说明书

技术领域

在本文中所讨论的实施例涉及一种电源装置。

背景技术

近年来，在各个领域中节省能源已经引起了公众的注意，并且作为结果，其影响已经传播到很多领域，例如包括电源领域。具体地，例如，存在对于更有效的开关电源装置的需求。

对开关电源装置的功率因数进行校正的功率因数校正（PFC）转换器包括：二极管电桥，输入通用交流电力并且对所输入的交流电力执行全波整流；以及升压斩波电路，输入全波整流后的电压。为了减少二极管电桥电路中的电力损耗，还存在用作不具有整流电桥电路的无桥PFC的开关电源装置。

图1示出了具有无桥PFC电路的开关电源装置的电路图的一个示例。在图1所示的开关电源装置中，通用交流电力连接到第一输入端子A1和第二输入端子A2，并且输入交流输入电压VAC。在开关电源装置的输入端子中未设置对交流输入电压VAC执行全波整流的二极管电桥。

包括第一开关元件TR1和第一二极管D1的第一串联电路并联地连接到两个输出端子P1和P2。另外，包括第二开关元件TR2和第二二极管D2的第二串联电路并联地连接到两个输出端子P1和P2。例如，可以使用金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）作为开关元件。

通过电容器C1对直流输出进行平滑的平滑电路并联地连接到两个输出端子P1和P2。

第一PFC电路由T型连接的第一电感器L1、第一开关元件TR1、第一二极管D1以及电容器C1构成，并且当交流输入电压VAC是正周期时，第一PFC电路用作有效的滤波器电路，该滤波器电路通过减少在交流输入电流中所包括的谐波失真来对电力的功率因数进行校正。

第二PFC电路由T型连接的第二电感器L2、第二开关元件TR2、第二二极管D2以及电容器C1构成，并且当交流输入电压VAC是负周期时，第二PFC电路用作有效的滤波器电路，该滤波器电路通过减少在交流输入电流中所包括的谐波失真来对电力的功率因数进行校正。

第一电感器L1插入在第一开关元件TR1和第一二极管D1间的连接点与交流输入电力的第一输入端子A1之间。第二电感器L2插入在第二开关元件TR2和第二二极管D2间的连接点与交流输入电力的第二输入端子A2之间。

第一返回二极管D3插入在第一输入端子A1和第一电感器L1间的连接点与输出端子P2的线路之间。第二返回二极管D4插入在第二输入端子A2和第二电感器L2间的连接点与输出端子P2的线路之间。

图2A和图2B是示出当交流输入电压VAC是正半周期时，图1所示的开关电源装置的电流路径的图。在正半周期中，通过接通和关断第一开关元件TR1来控制PFC。此时，还同时地接通和关断第二开关元件TR2。

图2A示出了当接通第一开关元件TR1时的电流路径，并且图2B示出了当关断第一开关元件TR1时的电流路径。

参照图2A，当接通第一开关元件TR1时，从第一输入端子A1流向第一电感器L1的电流从第一开关元件TR1流向输出端子P2的线路。当流向输出端子P2的线路的电流通过返回二极管D4返回到第二输入端子A2时，也接通了为MOSFET的第二开关元件TR2，并且作为结果，第二开关元件TR2的电压降落小于返回二极管D4中的电压降落。因此，大部分的返回电流流向第二开关元件TR2，并且少量的电流流向返回二极管D4。

参照图2B，当关断第一开关元件TR1时，从第一输入端子A1流向第一电感器L1的电流不通过第一开关元件TR1而是通过第一二极管D1流向输出端子P1。来自输出端子P2的返回电流通过返回二极管D4返回到第二输入端子A2。返回电流甚至通过第二开关元件TR2的寄生二极管（“体二极管”）BD2和第二电感器L2返回到第二输入端子A2。

因为电感器具有允许电流连续地流过的性质，所以即使将第一开关元件TR1从接通状态切换到关断状态时，第二电感器L2也允许返回电流如原样地连续地流过。因此，返回电流也连续地流向第二开关元件TR2的体二极管BD2。

一旦将第一开关元件TR1从接通状态切换到关断状态时，电流不流过返回二极管D4，并且之后电流缓慢地流出。然而，因为体二极管BD2的电压降落小于返回二极管D4的电压降落，所以大部分的返回电流流向关断的第二开关元件TR2的体二极管BD2，并且仅有少量的电流流向返回二极管D4。

当返回电流流过体二极管BD2时，往往会损耗电力。因此，为了进一步改进开关电源装置的输出效率，需要降低流向体二极管BD2的返回电流。