[发明专利]开关电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源装置，特别是涉及在电力变化动作中利用谐振现象的谐振型开关电源装置的发明。

背景技术

专利文献1记载的开关电源装置，基于在设于绝缘变压器的2个辅助绕组产生的电压，来使高边开关元件和低边开关元件交替通断，从而使绝缘变压器的1次绕组产生谐振电压，其结果，从绝缘变压器的2次绕组输出恒定的直流电压。专利文献1记载的开关电源装置构成为在2个辅助绕组与2次绕组间卷绕1次绕组。由此，2个辅助绕组通过增强与1次绕组的耦合度、削弱与2次绕组的耦合度，使在2个辅助绕组产生的电压与在1次绕组产生的电压相似，能进行ZVS(零电压开关)动作。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2008-228382号公报

发明的概要

发明要解决的课题

在专利文献1记载的开关电源装置中，期望低边开关元件以与在1次绕组的电感产生的电压波形相同的波形驱动，高边开关元件以与在2次绕组的电感产生的电压波形相同的波形驱动，高边开关元件和低边开关元件交替通断的动作变得更可靠。换言之，需要低边驱动绕组增强与1次绕组的耦合，使低边驱动绕组和1次绕组的电压波形相似，高边驱动绕组增强与2次绕组的耦合，使高边驱动绕组和2次绕组的电压波形相似。

但是，在专利文献1记载的开关电源装置中，由于驱动绕组(高边驱动绕组以及低边驱动绕组)在与2次绕组间存在1次绕组，因此不能提高2次绕组与辅助绕组的耦合度。另外，在专利文献1中，由于1次绕组与2次绕组的物理距离靠近，通过1次绕组与2次绕组的耦合产生的漏电感变小，因此不能生成所期望的励磁电感以及漏电感。另外，各绕组由于需要设置安全标准上的距离，难以进行自由的设计。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供在各绕组间设置合适的距离的开关电源装置。另外，在于提供使低边驱动绕组与1次绕组的耦合、以及高边驱动绕组与2次绕组的耦合分别增强、能确实地进行高边开关元件以及低边开关元件的ZVS动作的开关电源装置。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的开关电源装置具备：被输入输入电源电压的电源电压输入部；输出直流电压的直流电压输出部；具有卷绕在绕线架的卷绕部的1次绕组以及2次绕组、低边驱动绕组以及高边驱动绕组、和形成封闭磁路的芯的变压器；包含所述1次绕组而形成LC谐振电路的电容器；与所述电源电压输入部的低边开关元件和高边开关元件的串联电路；和具有控制所述低边开关元件的低边开关控制部和控制所述高边开关元件的高边开关控制部的开关控制电路，所述LC谐振电路包含所述变压器的所述1次绕组或所述2次绕组的漏电感，所述低边开关元件与所述1次绕组串联连接，通过其连通来对所述1次绕组施加所述电源电压输入部的电压，所述低边开关控制部检测在所述低边驱动绕组产生的绕组电压的极性翻转来接通所述低边开关元件，在基于检测输出电压的电路的反馈信号的时间切断所述低边开关元件，所述高边开关控制部检测在所述高边驱动绕组产生的绕组电压的极性翻转来接通所述高边开关元件，对应于所述低边开关元件的连通时间来切断所述高边开关元件，所述绕线架具备：具有狭缝的分隔部，所述分隔部沿所述卷绕部的外周而设，将所述卷绕部分割为卷绕所述1次绕组的第1卷绕区域和卷绕所述2次绕组的第2卷绕区域，所述1次绕组从所述卷绕部的外周面卷绕到第1高度h1，所述2次绕组从所述卷绕部的外周面卷绕到第2高度h2，所述低边驱动绕组以及所述高边驱动绕组以所述高边驱动绕组为所述2次绕组侧沿卷绕轴方向并设，并卷绕在所述1次绕组。

在该构成中，由于低边(low side)驱动绕组以及高边(high side)驱动绕组卷绕在1次绕组的外侧，因此低边驱动绕组以及高边驱动绕组与1次绕组的耦合较强。由此，由于在低边驱动绕组产生的电压的波形与在1次绕组产生的电压的波形相似，因此，低边开关控制部通过检测在低边驱动绕组产生的电压极性的翻转来合适地检测谐振的定时，通过接通低边开关元件来确实地进行低边开关元件的ZVS动作。另外，由于能合适地检测谐振的定时，因此能防止失去谐振条件的状态(“失谐”)，由此能提升装置的可靠性。

另外，由于高边驱动绕组和2次绕组的卷绕轴大致相同，且在高度h1到h2间至少一部分在相同的高度卷绕，因此高边驱动绕组与2次绕组的耦合较强。由此，在高边驱动绕组产生的电压的波形与在2次绕组产生的电压的波形相似，高边开关控制部在在2次绕组产生电压的定时接通高边开关元件，从而能进行高边开关元件的ZVS动作。