專利名稱：開關(guān)電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有改善功率因數(shù)功能的開關(guān)電源裝置，尤其是涉及具有過壓保護(hù)功能的開關(guān)電源裝置。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的開關(guān)電源裝置，眾所周知有如圖1所示的裝置。下面對圖1所示現(xiàn)有的開關(guān)電源裝置100的工作加以說明。
若給電源裝置施加交流電源1，則由交流電源1供應(yīng)的正弦波電壓在整流器3進(jìn)行全波整流，向斬波電路提供全波整流波形。
最初，將在升壓電抗器5設(shè)置的副繞組5b的一端與地(GND)連接，通過電阻R13將其另一端向比較電路13的-輸入端子輸入，同時(shí)，將基準(zhǔn)電壓Vref2輸入比較電路13的+輸入端子。在比較電路13，將兩項(xiàng)輸入電壓比較，在向+輸入端子輸入的基準(zhǔn)電壓Vref2的一方高于向-輸入端子輸入的副繞組5b的檢測電壓時(shí)，將來自比較電路13的高電平置位信號向觸發(fā)電路15輸出。
依據(jù)來自比較電路13的置位信號，將觸發(fā)電路15置位，對來自Q輸出端子的高電平驅(qū)動信號進(jìn)行輸出，對開關(guān)元件Q1進(jìn)行接通控制。開關(guān)元件Q1一接通，開關(guān)電流就通過升壓電抗器5的原繞組5a、開關(guān)元件Q1的漏-源極、電流檢測用電阻9向地流動，在升壓電抗器5存儲能量。
這時(shí)，在向開關(guān)元件Q1流動的開關(guān)電流，利用在開關(guān)元件Q1的源極-地間所設(shè)置的電流檢測用電阻R9變換為電壓Vs，向比較器11的+輸入端子輸入，在比較器11與乘法器9所輸出的電流目標(biāo)值Vm作比較。
在開關(guān)電流的電壓變換值Vs達(dá)到電流目標(biāo)值Vm時(shí)，通過“或”電路23將來自比較器11的高電平復(fù)位信號向觸發(fā)電路15輸出。通過“或”電路23，依據(jù)從比較器11輸入的復(fù)位信號將觸發(fā)電路15復(fù)位，從Q輸出端子輸出的高電平驅(qū)動信號替換低電平信號對開關(guān)元件Q1進(jìn)行斷開控制。
開關(guān)元件Q1一斷開，就將在升壓電抗器5儲存的能量和整流器3所提供的電壓合成，通過二極管D5在輸出電容器C1進(jìn)行充電。結(jié)果，在輸出電容器C1輸出高于整流器3所提供的全波整流器波形峰值的升壓直流電壓。
利用電阻R5和電阻R7將在電容器C1施加的電壓分壓向誤差放大器7輸入，利用誤差放大器7與基準(zhǔn)電壓Vref1比較，向乘法器9提供該誤差電壓Ver。
利用電阻1和電阻3，將來自整流器3的全波整流波形分壓，輸入乘法器9，利用乘法器9將全波整流波形與該誤差電壓相乘，作為開關(guān)電流的電流目標(biāo)值Vm供給比較電路11的-輸入端子。
接著，升壓電抗器5存儲的能量釋放一結(jié)束，則副繞組5b感應(yīng)的電壓逆轉(zhuǎn)。于是，利用比較電路13將該電壓與基準(zhǔn)電壓Vref2比較，從比較電路13向觸發(fā)電路15輸出高電平置位信號。結(jié)果，根據(jù)來自比較電路13的置位信號將觸發(fā)電路15置位，再向開關(guān)元件Q1輸入驅(qū)動信號進(jìn)行接通控制。
隨后，通過反復(fù)這一動作，使輸出電容器C1的輸出電壓保持一定。同時(shí)，交流電源1的電流成為交流電源1電壓的隨動正弦波電流波形。
下面，對現(xiàn)有的開關(guān)電源裝置100設(shè)置的過壓保護(hù)電路16的基本工作進(jìn)行說明。
在過壓保護(hù)電路16中，利用電阻R15和電阻R17將輸出電壓Vo分壓的B點(diǎn)的電壓向齊納二極管ZD1的陰極輸入。
在B點(diǎn)電壓低于齊納二極管ZD1的齊納電壓的情況下，由于齊納二極管成為高阻抗而沒有電流流向電阻R19，所以比較電路17的+輸入端子的電壓成為低于基準(zhǔn)電壓Vref3。因此，因?yàn)閺谋容^電路17輸出低電平信號，因此從觸發(fā)電路21的Q輸出端子輸出低電平信號，從比較電路11周期性輸出的高電平復(fù)位信號通過“或”電路23向觸發(fā)電路15輸出。結(jié)果，如上所述，使輸出電容器C1的輸出電壓保持一定。
另一方面，在B點(diǎn)電壓高于齊納二極管ZD1的齊納電壓的情況下，由于在電阻R19流過電流，所以比較電路17的+輸入端子的電壓高于基準(zhǔn)電壓Vref3。因此，因?yàn)閺谋容^電路17輸出高電平信號，將觸發(fā)電路21置位，從觸發(fā)電路21的Q輸出端子輸出高電平信號，隨后通過“或”電路19，將從觸發(fā)電路21的Q輸出端子輸出的高電平信號輸入觸發(fā)電路21的置位端子S，來自觸發(fā)電路21的Q輸出端子的高電平置位信號通過“或”電路23，向觸發(fā)電路15的復(fù)位端子R輸出，并將其保持。結(jié)果，開關(guān)元件Q1停止接通工作，輸出電容器C1的輸出電壓下降，并保持在0伏。
下面，對現(xiàn)有的開關(guān)電源裝置100所進(jìn)行的輸入電壓變動試驗(yàn)、臨界輸入電壓試驗(yàn)和環(huán)行波試驗(yàn)進(jìn)行說明。
(1)輸入電壓變動試驗(yàn)在輸入電壓變動試驗(yàn)中，即使輸入交流90伏～交流264伏范圍的交流電源，如果例如輸出電壓Vo以380伏的直流電壓輸出，則可判斷在正常工作。
(2)臨界輸入電壓試驗(yàn)在臨界輸入電壓試驗(yàn)中，即使輸入最大交流400伏的交流電源，如果例如輸出電壓V0也輸出高于輸入電壓有效值的直流電壓，則可判斷在正常工作。
(3)環(huán)行波試驗(yàn)在環(huán)行波試驗(yàn)中，即使例如在交流240伏的交流電源中又輸入與240√2伏的脈沖信號重疊電壓(480√2伏)的交流電壓，如果例如輸出電壓V0也輸出高于380伏的直流電壓，則可判斷在正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
但是在對現(xiàn)有的開關(guān)電源裝置100進(jìn)行環(huán)行波試驗(yàn)等過壓試驗(yàn)時(shí)，考慮有以下問題這里，參照圖2所示的定時(shí)圖，對現(xiàn)有的開關(guān)電源裝置100進(jìn)行施加電壓最高的環(huán)行波試驗(yàn)的情況作有關(guān)說明。
如圖2(a)所示，在定時(shí)t101～t102之間，在交流240伏的交流電源上又輸入疊加240√2脈沖信號疊加電壓(480√2伏)時(shí)，由于圖1的B點(diǎn)的電壓變得高于齊納二極管ZD1的齊納電壓，在電阻R19流過電流，所以比較電路17的+輸入端子的電壓變得高于基準(zhǔn)電壓Vref3。因此，因?yàn)閺谋容^電路17輸出高電平信號，所以將觸發(fā)電路21置位，從Q輸出端子輸出高電平信號。此后，從觸發(fā)電路21的Q輸出端子輸出的高電平信號通過“或”電路19向觸發(fā)電路21的置位端子S輸入，如圖2(c)所示，來自觸發(fā)電路21的Q輸出端子的高電平復(fù)位信號通過“或”電路23，向觸發(fā)電路15的復(fù)位端子R輸出，并加以保持。
結(jié)果，開關(guān)元件Q1停止接通工作，如圖2(b)所示，輸出電容器C1的輸出電壓V0降到電源電壓。而且，即使在定時(shí)t101～t102之間不施加在交流電源上添加的脈沖信號，可繼續(xù)從在現(xiàn)有的開關(guān)電源裝置100上設(shè)置的過壓保護(hù)電路16輸出復(fù)位信號。
這樣，在現(xiàn)有的開關(guān)電源裝置100中進(jìn)行環(huán)行波試驗(yàn)等過壓試驗(yàn)時(shí)，存在過壓保護(hù)電路16很容易工作的問題。
本發(fā)明考慮到上述問題提出，其目的是即使在進(jìn)行輸入電壓變動試驗(yàn)、臨界輸入電壓試驗(yàn)和環(huán)行波試驗(yàn)時(shí)也提供能使裝置繼續(xù)工作的開關(guān)電源。
根據(jù)本發(fā)明的第一技術(shù)方面，是一種開關(guān)電源裝置，這種裝置向升壓電抗器輸入交流電壓，對與升壓電抗器的輸出連接的開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)控制，升壓到比交流電壓高的直流電壓，提供輸出電壓，所述裝置具有在上述升壓電抗器設(shè)置的副繞組所產(chǎn)生的電壓低于第一基準(zhǔn)電壓時(shí)控制接通上述開關(guān)元件的接通控制設(shè)備，產(chǎn)生由上述輸出電壓的檢測值和第二基準(zhǔn)電壓之差所構(gòu)成的誤差電壓的誤差電壓產(chǎn)生設(shè)備，產(chǎn)生與上述交流的全波整流波形和誤差電壓所構(gòu)成的全波整流波形聯(lián)動的電流目標(biāo)值的電流目標(biāo)產(chǎn)生設(shè)備，在上述開關(guān)元件中流過的電流達(dá)到電流目標(biāo)值時(shí)控制上述開關(guān)元件斷開的斷開控制設(shè)備，僅在上述升壓電抗器設(shè)置的副繞組上產(chǎn)生高于第三基準(zhǔn)電壓的過電壓時(shí)停止上述開關(guān)元件繼續(xù)工作的過壓保護(hù)設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的第二技術(shù)方面，將在上述過壓保護(hù)手段上所設(shè)定的第三基準(zhǔn)電壓規(guī)定為比在環(huán)行波試驗(yàn)等過壓試驗(yàn)中在上述交流電壓上施加的電壓還高的電壓。
根據(jù)本發(fā)明的第三技術(shù)方面，在將由上述誤差電壓產(chǎn)生設(shè)備所產(chǎn)生的誤差電壓保持在最大值的情況下，上述過壓保護(hù)設(shè)備工作，以停止上述開關(guān)元件繼續(xù)工作。


圖1是現(xiàn)有的功率因素改善換流器100的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是用來說明現(xiàn)有的功率因素改善換流器100的電壓試驗(yàn)操作的定時(shí)圖。
圖3是可能適應(yīng)與本發(fā)明的一種實(shí)施形式有關(guān)的開關(guān)電源裝置的功率因素改善換流器10的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是說明功率因素改善換流器10的工作的定時(shí)圖。
圖5是說明功率因素改善換流器10的工作的波形A和B。
圖6是說明在功率因素改善換流器10設(shè)置的升壓電抗器5通常的工作電壓的定時(shí)圖。
圖7是說明在功率因素改善換流器10設(shè)置的升壓電抗器5電壓試驗(yàn)時(shí)的工作電壓的定時(shí)圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施形式。圖3是可能適應(yīng)與本發(fā)明的一種實(shí)施形式有關(guān)的開關(guān)電源裝置的功率因素改善換流器10的結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖3，對該功率因素改善換流器10的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
在圖3中，由交流電源1提供的正弦波電壓在由二極管D1～D4組成的整流器3被全波整流，向斬波電路提供該全波整流波形。
在升壓電抗器5上設(shè)置原繞組5a和副繞組5b，原繞組5a的一端與整流器3的一個(gè)輸出端子和電阻R1連接，原繞組5a的另一端與開關(guān)元件Q1的漏極和整流二極管D5的陽極連接。該整流二極管D5的陰極與輸出電容器C1的一端連接。
而且，副繞組5b的一端與地(GND)連接，副繞組5b的另一端則通過電阻R13與比較電路13的-輸入端子連接，而且串聯(lián)連接的電阻R11和電容器C3對電阻R13進(jìn)行并聯(lián)連接。
下面對功率因素改善換流器10控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
比較電路13的-輸入端子，從上述電阻R13等通過副繞組5b與地連接。而且向比較電路13的+輸入端子輸入基準(zhǔn)電壓Vref2。在該比較電路13中，將兩項(xiàng)輸入電壓作比較，在向-輸入端子輸入的副繞組5b上產(chǎn)生的電壓低于基準(zhǔn)電壓Vref2的情況下，向觸發(fā)電路15的置位端子輸出高電平置位信號。
比較電路13的輸入端子與觸發(fā)電路15的置位輸入端子連接，比較電路11的輸出端子通過“或”電路37與復(fù)位輸入端子連接，而且開關(guān)元件Q1的柵端子與Q輸出端子連接。在該觸發(fā)電路15中，從比較電路13輸入高電平置位信號的情況下，向Q輸出端子輸出高電平驅(qū)動信號。而且高電平復(fù)位信號通過“或”電路37從比較電路11輸入的情況下，向Q輸出端子輸出低電平信號。
向誤差放大器7的-輸入端子輸入利用電阻R5和R7電阻分壓輸出電壓的電壓，向+輸入端子輸入基準(zhǔn)電壓Vref1，誤差放大器7產(chǎn)生由輸出電壓V0和基準(zhǔn)電壓Vref1之差所組成的誤差電壓，向乘法器9提供。乘法器9，在一方的輸入端子上輸入利用電阻R1和電阻R3將來自整流器3的全波整流波形分壓的電壓，將來自誤差放大器7的誤差電壓輸入另一方的輸入端子，將該誤差電壓與全波整流波形相乘，將與全波整流波形聯(lián)動的電流目標(biāo)值Vm供給比較電路11的-輸入端子。
比較電路11則從乘法器9向-輸入端子提供開關(guān)電流的電流目標(biāo)值Vm，利用電流檢測用的電阻R9檢測與在開關(guān)元件Q1接通期間某時(shí)刻的漏極-源極電流對應(yīng)的電壓，作為電流檢測值向+輸入端子輸入。比較電路11，在開關(guān)電流一達(dá)到與全波整流波形聯(lián)動的電流目標(biāo)值Vm，就通過“或”電路37將高電平復(fù)位信號向觸發(fā)電路15輸出。
下面對在功率因素?fù)Q流器10設(shè)置的過壓保護(hù)電路30的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
二極管D6的陽極與作為過壓檢測點(diǎn)的副繞組5B的另一端連接，二極管D6的陰極與電容器C4和齊納二極管ZD3的陰極連接。電容器C4的另一端與地(GND)連接。而且副繞組5B的另一端與功率因素改善換流器10的控制系統(tǒng)的電阻R11和R13連接。
而且，齊納二極管ZD3的陽極通過電阻R21與比較電路31的+輸入端子連接。向比較電路31的-輸入端子輸入基準(zhǔn)電壓Vref5，在該比較電路31將兩項(xiàng)輸入電壓作比較，在向+輸入端子輸入的電壓高于基準(zhǔn)電壓Vref5的情況下，通過“或”電路33將高電平過電壓信號輸入觸發(fā)電路35的置位端子。
通過“或”電路37將觸發(fā)電路35的Q輸出向觸發(fā)電路15的復(fù)位端子R輸出。即，將“或”電路33的輸出端子與觸發(fā)電路15的置位端子S連接，在置位端子具有高電平輸入的情況下，將Q輸出端子鎖定在高電平，將其輸出向“或”電路37輸入。而且因?yàn)閺腝輸出端子通過“或”電路33將高電平信號輸入到觸發(fā)電路35的置位端子S，因此該Q輸出端子成為高電平而被鎖定。
在向設(shè)置在“或”電路37的2個(gè)輸入端子中的任何一方輸入高電平信號的情況下，向觸發(fā)電路15的復(fù)位端子輸入高電平復(fù)位信號，觸發(fā)電路15被復(fù)位，而將Q輸出端子保持低電平，對開關(guān)元件Q1進(jìn)行斷開控制。因此，在副繞組5b的另一端檢測出過壓的情況下，觸發(fā)電路35的Q輸出成為高電平而被鎖定，通過“或”電路37對觸發(fā)電路15進(jìn)行強(qiáng)制復(fù)位。
因此，開關(guān)電源裝置10具有下述特點(diǎn)開關(guān)電源裝置10具有根據(jù)在升壓電抗器5設(shè)置的副繞組5b上所產(chǎn)生的電壓Vb和流過開關(guān)元件Q1的電流對開關(guān)元件進(jìn)行開-關(guān)的開關(guān)控制設(shè)備，只有在副繞組5b上所產(chǎn)生的電壓高于基準(zhǔn)電壓Vref5的情況下，停止上述開關(guān)元件工作并保持這種停止的過壓保護(hù)設(shè)備30。
下面對與本發(fā)明實(shí)施方式有關(guān)的開關(guān)電源裝置的動作進(jìn)行說明。
在電源裝置上一施加交流電源1，就用整流器3將由交流電源1提供的正弦波電壓進(jìn)行全波整流，并向斬波電路提供。
(1)啟動時(shí)的動作最初，比較電路13的-輸入端子通過電阻R13和副繞組5b成為與地(GND)連接的狀態(tài)，同時(shí)向比較電路13的+輸入端子輸入基準(zhǔn)電壓Vref2。在比較電路13上，將兩項(xiàng)輸入電壓作比較，因?yàn)?輸入端子的電壓一方是低電位，因此高電平置位信號從比較電路13向觸發(fā)電路15輸出。
根據(jù)來自比較電路13的置位信號，將觸發(fā)電路15置位，如圖4(b)所示的定時(shí)t1那樣，從Q輸出端子輸出高電平驅(qū)動信號，對開關(guān)元件Q1進(jìn)行接通控制。
開關(guān)元件Q1一接通，就如圖4(a)所示的定時(shí)t1那樣，開關(guān)元件Q1的漏極電壓Vd降到接近0伏。于是，從整流器3通過原繞組5a、開關(guān)元件Q1的漏極-源極和電流檢測用電阻R9向地(GND)流過開關(guān)電流，在升壓電抗器5存儲能量。
這時(shí)，在開關(guān)元件Q1中流動的開關(guān)電流，如圖4(c)所示，利用在開關(guān)元件Q1的源極-地(GND)間設(shè)置的電流檢測用電阻R9變換為電壓Vs，向比較電路11的+輸入端子輸入，在比較電路11上與從乘法器9輸出的全波整流波形聯(lián)動的電流目標(biāo)值Vm作比較。
(2)電流目標(biāo)值Vm利用二極管D5將表示在原繞組5a中感應(yīng)的升壓和用整流器3全波整流的脈動電壓的重疊電壓的交流電壓整流，通過電容器C1進(jìn)行平滑后作為輸出電壓V0從輸出端子輸出。同時(shí)，將從輸出端子輸出的輸出電壓V0利用電阻R5和R7進(jìn)行電阻分壓，作為直流電壓向誤差放大器7的-輸入端子輸入。
在誤差放大器7中，將由該直流電壓與基準(zhǔn)電壓Vref1之差所構(gòu)成的誤差電壓進(jìn)行運(yùn)算，向乘法器9提供。而且，圖5所示波形A表示從誤差放大器7輸出的誤差電壓。
同時(shí)，利用電阻R1和R3將從整流器3輸出的全波整流波形分壓并輸入乘法器9。而且，圖5所示波形B表示從整流器3輸出的全波整流波形，頻率成為商用電源頻率的2倍。
在乘法器9中，將來自誤差放大器7的誤差電壓與來自整流器3的全波整流波形相乘，形成乘積電壓，作為與全波整流波形聯(lián)動的電流目標(biāo)值Vm，向比較電路11的-輸入端子提供。
(3)開關(guān)元件的斷開控制如圖4(c)所示的定時(shí)t2那樣，開關(guān)電流的電流檢測值Vs一達(dá)到與全波整流波形聯(lián)動的電流目標(biāo)值Vm，就通過“或”電路37將高電平復(fù)位信號從比較電路11向觸發(fā)電路15輸出。根據(jù)來自“或”電路37的復(fù)位信號將觸發(fā)電路15復(fù)位，從Q輸出端子輸出的高電平驅(qū)動信號切換成低電平信號，對開關(guān)元件Q1進(jìn)行斷開控制。
開關(guān)元件Q1一斷開，就將升壓電抗器5所存儲的能量與整流器3所提供的電壓合成，通過整流二極管D5在輸出電容器C1進(jìn)行充電。
結(jié)果，向輸出電容器C1輸出經(jīng)過升壓的輸出電壓V0，其升壓額度是利用電抗器5從整流器3提供的全波整流波形峰值的升壓量。
(4)開關(guān)元件的接通控制接著，升壓電抗器5所存儲的能量釋放一結(jié)束，副繞組5B的電壓就逆轉(zhuǎn)。在該電壓大致為0伏時(shí)，基準(zhǔn)電壓Vref2的一方變大，在定時(shí)t3中，從比較電路13向觸發(fā)電路15輸出高電平置位信號。
結(jié)果，根據(jù)來自比較電路13的置位信號，將觸發(fā)電路15置位，如圖4(b)所示的定時(shí)t3那樣，再次將驅(qū)動信號輸入開關(guān)元件Q1，進(jìn)行接通控制。
隨后，通過重復(fù)這樣的動作，將在功率因素改善換流器10的輸出電容器C1所產(chǎn)生的輸出電壓保持一定。同時(shí)，交流電源1的電流成為交流電源1電壓的隨動正弦波電流波形。
(5)通常的過壓保護(hù)電路的動作在過壓保護(hù)電路30中，利用二極管D6和電容器C4將在升壓電抗器5所設(shè)置的副繞組5b上產(chǎn)生的電壓整流平滑而產(chǎn)生消除了高次諧波噪聲的檢測電壓Vb。
作為對開關(guān)元件Q1進(jìn)行斷開控制的定時(shí)，在圖6的t2～t3時(shí)刻，在升壓電抗器5所設(shè)置的副繞組5b上，產(chǎn)生與開關(guān)元件Q1斷開時(shí)的原繞組5a的端子間電壓的原繞組5a和副繞組5b的匝數(shù)比對應(yīng)的電壓。由于在對開關(guān)元件Q1進(jìn)行斷開控制的定時(shí)時(shí)，原繞組的二極管D5陽極一側(cè)的輸出高于整流器3的輸出電壓，成為輸出電壓V0與整流器3的輸出電壓的差電壓(升壓量)，因此副繞組5b的二極管D6陽極一側(cè)的輸出也變得高于地(GND)的水平。結(jié)果，二極管D6的陰極一側(cè)所產(chǎn)生的檢測電壓Vb，如圖6(b)所示，成為正電位。
另一方面，作為對開關(guān)元件Q1進(jìn)行接通控制的定時(shí)，在圖6的t3～t4時(shí)刻，在升壓電抗器5所設(shè)置的副繞組5b上，產(chǎn)生與開關(guān)元件Q1接通時(shí)的原繞組5a的端子間電壓的原繞組5a和副繞組5b的匝數(shù)比對應(yīng)的電壓。由于在對開關(guān)元件Q1進(jìn)行接通控制的定時(shí)時(shí)，向原繞組施加整流器3的正的輸出電壓，因此副繞組5b的二極管D6的陽極一側(cè)的輸出低于地(GND)的電平。結(jié)果，二極管D6的陽極一側(cè)所產(chǎn)生的檢測電壓Vb，如圖6(b)所示，成為負(fù)電位。
即副繞組5b的端子間電壓，在開關(guān)元件Q1斷開時(shí)，與升壓量成比例，成為正電壓；在接通時(shí)，成為與輸入電壓成比例的負(fù)電壓。結(jié)果，過壓保護(hù)電路30通過采用二極管60檢測出與升壓量成比例的正電壓。
這里，通常的檢測電壓Vb，即使在對開關(guān)元件Q1進(jìn)行接通控制或斷開控制時(shí)，因?yàn)闆]有超過齊納二極管ZD3的齊納電壓Vz，因此沒有齊納電流流動。因此，在比較電路31的+輸入端子施加的電壓低于基準(zhǔn)電壓Vref5。
結(jié)果，從比較電路31輸出低電平信號，通過“或”電路33將低電平信號輸入觸發(fā)電路35的置位端子S，過壓保護(hù)電路30不工作。因此，從觸發(fā)電路35的Q輸出端子輸出低電平信號，將上述開關(guān)元件的開關(guān)控制動作周期性重復(fù)。
(6)環(huán)行波試驗(yàn)時(shí)過壓保護(hù)電路的動作如圖2所示，對在定時(shí)t101～t102之間輸入在交流240伏的交流電源上又重疊240√2V的脈沖信號的電壓(480√2伏)時(shí)的接通期間與斷開期間的過壓保護(hù)電路30的動作進(jìn)行說明。
作為對開關(guān)元件Q1進(jìn)行斷開控制時(shí)的定時(shí)，在圖7的t2～t3時(shí)刻，在升壓電抗器5所設(shè)置的副繞組5b上，產(chǎn)生與將開關(guān)元件Q1斷開時(shí)原繞組5a的端子間電壓的原繞組5a和副繞組5b的匝數(shù)比對應(yīng)的電壓。在對開關(guān)元件Q1進(jìn)行斷開控制的定時(shí)，因?yàn)樵@組的二極管D5陽極一側(cè)的輸出高于整流器3的輸出電壓，成為輸出電壓V0與整流器3的輸出電壓的差電壓(升壓量)，所以副繞組5b的二極管D6陽極一側(cè)的輸出高于地(GND)的電平。結(jié)果，二極管D6的陽極一側(cè)所產(chǎn)生的檢測電壓Vb，如圖7(b)所示，成為正電位。
這里，在進(jìn)行上述環(huán)行波試驗(yàn)時(shí)，整流器3的輸出電壓急劇上升，但是輸出電壓V0與整流器3的輸出電壓的差電壓(升壓量)變小，或反過來變?yōu)檎髌?的輸出電壓高于輸出電壓V0，因而副繞組5b的二極管D6陽極一側(cè)的電壓變小或低于地(GND)的電平。結(jié)果，二極管D6的陽極一側(cè)所產(chǎn)生的檢測電壓Vb，成為比如圖6(b)所示電壓低的電壓。所以過壓保護(hù)電路不動作。
另一方面，作為將開關(guān)元件Q1進(jìn)行接通控制的定時(shí)，在圖7的t3～t4時(shí)刻，在升壓電抗器5所設(shè)置的副繞組5b上，產(chǎn)生與將開關(guān)元件Q1接通時(shí)的原繞組5a的端子間電壓的原繞組5a和副繞組5b的匝數(shù)比對應(yīng)的電壓。在對開關(guān)元件Q1進(jìn)行接通控制的定時(shí)，因?yàn)樵谠@組上施加整流器3的正輸出電壓，因此副繞組5b的二極管D6陽極一側(cè)低于地(GND)的電平。結(jié)果，二極管D6的陽極一側(cè)所產(chǎn)生的檢測電壓Vb，如圖7(b)所示，成為負(fù)電位。
這里，在進(jìn)行上述環(huán)行波試驗(yàn)時(shí)，整流器3的輸出電壓急劇上升，副繞組5b的端子間電壓成為與輸入電壓成比例的負(fù)電壓。因?yàn)檫^壓保護(hù)電路30通過采用二極管60檢測出與升壓量成比例的正電壓，所以即使負(fù)電壓上升，過壓保護(hù)電路也不動作。
即在進(jìn)行環(huán)行波試驗(yàn)時(shí)，在升壓電抗器5所設(shè)置的原繞組5a上施加最大電壓(480√2伏)的情況下，由于在副繞組5b產(chǎn)生與原繞組5a的匝數(shù)比對應(yīng)的環(huán)行波時(shí)的電壓Vbmax，所以若將齊納二極管ZD3的齊納電壓Vz設(shè)定為Vbmax＜Vz，則即使在進(jìn)行上述輸入電壓變動試驗(yàn)或臨界輸入電壓試驗(yàn)情況下，過壓保護(hù)電路30也不動作。
因此，在比較電路31的+輸入端子施加的電壓變得低于基準(zhǔn)電壓Vref5。結(jié)果，因?yàn)閺谋容^電路31輸出低電平信號，通過“或”電路33低電平信號向觸發(fā)電路35的置位輸入端子S輸入，所以過壓保護(hù)電路30不動作。于是，因?yàn)閺挠|發(fā)電路35的Q輸出端子輸出低電平信號，所以將上述(3)的開關(guān)元件的開關(guān)控制動作作周期性重復(fù)。
(7)P點(diǎn)切斷時(shí)的過壓保護(hù)電路的動作通常，利用電阻R5和R7將輸出端子所輸出的輸出電壓Vo進(jìn)行電阻分壓作為升壓量向誤差放大器7的-輸入端子輸輸出。
這里，將電阻R5、R7的連接點(diǎn)A和誤差放大器7的-輸入端子連接的布線在途中P點(diǎn)被切斷的情況下，在誤差放大器7中，-輸入端子的輸入電壓變?yōu)?伏左右，進(jìn)行演算，使誤差電壓成為最大值那樣運(yùn)算，供給乘法器9。
在乘法器9中，產(chǎn)生將來自誤差放大器7的誤差電壓的最大值與來自整流器3的全波整流波形相乘的電壓，作為與全波整流波形聯(lián)動的最大電流目標(biāo)值Vm，向比較電路11的-輸入端子提供。
在比較電路11中，因?yàn)殚_關(guān)電流的電流檢測值Vs繼續(xù)增長，直到達(dá)到與全波整理波形聯(lián)動的最大電流目標(biāo)值Vm，因此在開關(guān)元件Q1接通期間比通常急劇伸長很多，在電流檢測值Vs達(dá)到最大電流目標(biāo)值Vm時(shí)，通過“或”電路37從比較電路11向觸發(fā)電路15輸出高電平復(fù)位信號。觸發(fā)電路15根據(jù)來自“或”電路37的復(fù)位信號復(fù)位，從Q輸出端子輸出的高電平驅(qū)動信號切換到低電平，進(jìn)行開關(guān)元件Q1的斷開控制。
開關(guān)元件Q1一斷開，在這樣急劇伸長的接通期間，就將在升壓電抗器5存儲的能量和整流器3所提供的電壓合成，通過整流二極管D5向輸出電容器C1充電。
同時(shí)，在升壓電抗器5所設(shè)置的副繞組5b中，產(chǎn)生與原繞組5a的匝數(shù)比對應(yīng)的最大電壓，在二極管D6的陰極一側(cè)產(chǎn)生的檢測電壓Vb，對于環(huán)行波時(shí)的電壓Vbmax、齊納二極管ZD3的齊納電壓Vz，有成為Vbmax＜Vz＜Vb的關(guān)系。因此，因?yàn)闄z測電壓Vb超過齊納二極管ZD3的齊納電壓Vz，所以從副繞組5b，通過二極管D6、齊納二極管ZD3和電阻R21，在比較電路31的+輸入端子急劇流過齊納電流。因此，在比較電路31的+輸入端子施加的電壓變得高于基準(zhǔn)電壓Vref5。
結(jié)果，從比較電路31輸出高電平信號，因?yàn)橥ㄟ^“或”電路33向觸發(fā)電路35的置位端子S輸入高電平信號，所以過壓保護(hù)電路30動作。即從觸發(fā)電路35的Q輸出端子輸出高電平信號，通過“或”電路37，將高電平信號作為復(fù)位信號向觸發(fā)電路15的復(fù)位端子R輸出，從Q輸出端子輸出的高電平驅(qū)動信號切換成低電平，進(jìn)行開關(guān)元件Q1的斷開控制。
而且，從觸發(fā)電路35的Q輸出端子通過“或”電路33將鎖定在高電平的輸出信號又輸入觸發(fā)電路35的置位端子，因此觸發(fā)電路35的輸出被鎖定在高電平，通過“或”電路37將經(jīng)常是高電平的復(fù)位信號向觸發(fā)電路15的復(fù)位端子R輸出。
結(jié)果，繼續(xù)停止開關(guān)元件Q1的接通動作，輸出電容器C1的輸出電壓V0下降到電源電壓。
這樣，依據(jù)本發(fā)明，是將脈動電壓輸入升壓電抗器5，對與升壓電抗器5的輸出連接的開關(guān)元件Q1進(jìn)行開關(guān)控制，升壓為高于交流電壓的直流電壓而提供輸出電壓的開關(guān)電源裝置10，過壓保護(hù)電路30在開關(guān)元件斷開期間檢測在升壓電抗器5設(shè)置的副繞組5b所產(chǎn)生的電壓，在檢測出比規(guī)定電壓大的電壓時(shí)，強(qiáng)制性停止開關(guān)元件Q1的動作。即因?yàn)檫^壓保護(hù)電路30在開關(guān)元件斷開期間檢測在副繞組5b所產(chǎn)生的電壓，因此可以正確檢測只因升壓量增大而產(chǎn)生的過壓。
結(jié)果，因?yàn)椴皇墉h(huán)行波試驗(yàn)等過壓輸入所產(chǎn)生的影響，所以不會由于這些過壓輸入試驗(yàn)產(chǎn)生停止電源這樣的誤動作。
而且，在過壓保護(hù)電路30將由誤差放大器7所產(chǎn)生的誤差電壓保持為最大值的情況下，因?yàn)槭估^續(xù)停止開關(guān)元件Q1的動作那樣操作，因此可以防止從開關(guān)電源裝置輸出過壓。
依據(jù)本發(fā)明，是向升壓電抗器輸入交流電壓，通過對與升壓電抗器的輸出連接的開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)控制，升壓為比交流電壓高的直流電壓而提供輸出電壓的開關(guān)電源裝置，過壓保護(hù)電路在升壓電抗器所設(shè)置的副繞組上在輸入的交流電壓上產(chǎn)生比第三基準(zhǔn)電壓大的過壓時(shí)，可以使開關(guān)元件繼續(xù)停止動作那樣構(gòu)成。而且可以在交流電壓比第三基準(zhǔn)電壓低時(shí)使裝置繼續(xù)工作。
因此，若在環(huán)行波試驗(yàn)等過壓試驗(yàn)中規(guī)定第三基準(zhǔn)電壓為比在交流電壓上施加的電壓大的電壓，則即使在進(jìn)行這種試驗(yàn)時(shí)也可使裝置繼續(xù)工作。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電源裝置，其中，向升壓電抗器輸入交流電壓，對與升壓電抗器的輸出連接的開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)控制，升壓為比交流電壓高的直流電壓而提供輸出電壓，其特征在于，裝備在上述升壓電抗器所設(shè)置的副繞組上產(chǎn)生的電壓比第一基準(zhǔn)電壓低時(shí)對上述開關(guān)元件進(jìn)行接通控制的設(shè)備，產(chǎn)生由上述輸出電壓的檢測值和第二基準(zhǔn)電壓之差所構(gòu)成的誤差電壓的誤差電壓產(chǎn)生設(shè)備，從上述交流的全波整流波形和誤差電壓產(chǎn)生與全波整流波形聯(lián)動的電流目標(biāo)值的電流目標(biāo)值產(chǎn)生設(shè)備，和在上述開關(guān)元件上流過的電流達(dá)到電流目標(biāo)值時(shí)對上述開關(guān)元件進(jìn)行斷開控制的斷開控制設(shè)備，具有僅在上述升壓電抗器所設(shè)置的副繞組上產(chǎn)生比第三基準(zhǔn)電壓大的過壓時(shí)，停止上述開關(guān)元件的動作，并保持這種停止的過壓保護(hù)設(shè)備。
2.權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源裝置，其特征在于，在上述過壓保護(hù)設(shè)備上所設(shè)定的第三基準(zhǔn)電壓設(shè)定為，比由于在過壓試驗(yàn)中施加在上述交流電壓上的電壓在上述開關(guān)元件的斷開期間在上述副繞組上產(chǎn)生的電壓大的電壓。
3.權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源裝置，其特征在于，上述過壓保護(hù)設(shè)備在將由上述誤差電壓產(chǎn)生設(shè)備所產(chǎn)生的誤差電壓保持為最大值的情況下，進(jìn)行動作使停止上述開關(guān)元件的動作，并保持這種停止。
全文摘要
即使在進(jìn)行環(huán)行波試驗(yàn)等過壓試驗(yàn)的情況下，也提供能使裝置繼續(xù)工作的開關(guān)電源。在升壓電抗器5的副繞組5b的檢測電壓Vb超過齊納二極管ZD3的齊納電壓Vz的情況下，齊納電流從副繞組5b通過二極管D6、齊納二極管ZD3和電阻21向比較電路31的+輸入端子流動，高電平信號從比較電路31向觸發(fā)電路35輸入。結(jié)果，保持從Q輸出端子輸出的高電平信號，通過“或”電路37高電平信號作為復(fù)位信號向觸發(fā)電路15輸出，從觸發(fā)電路15的Q輸出端子輸出的驅(qū)動信號切換為低電平信號，繼續(xù)對開關(guān)元件Q1進(jìn)行斷開控制。
文檔編號H02M7/12GK1639954SQ0380454
公開日2005年7月13日 申請日期2003年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月25日
發(fā)明者內(nèi)田昭廣 申請人:三墾電氣株式會社