開關電源裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及向負載輸出穩(wěn)定的直流電力的開關電源裝置，尤其涉及如下的回掃型 的開關電源裝置，即停止流過變壓器的一次繞組的勵磁電流而將變壓器蓄積的能量作為直 流電力輸出給與變壓器的二次側的輸出線連接的負載。
【背景技術】
[0002] 將交流電源變化為穩(wěn)定的直流電源后輸出的開關電源裝置用于電池充電器 化atte巧charger)和AC適配器等。該開關電源裝置根據(jù)在變壓器的二次側產(chǎn)生的電力的 定時而被大致分為正激型（forward)和回掃型（flyback),回掃型是在停止流過變壓器的 一次繞組的勵磁電流的期間，將在變壓器的二次繞組產(chǎn)生的電力輸出給負載。
[0003] 在回掃型的開關電源裝置中，連接有各種重負載，并且有時由該負載導致的消耗 電力也發(fā)生變化，因此根據(jù)負載的輕重而對開關電源裝置的輸出電力Wout進行了控制。已 知有如下的開關電源裝置（專利文獻1):將開關元件的開關周期設為f，將一次繞組的電感 (in化ctance)設為Lp，將流過一次繞組的最大一次繞組電流設為Ipmax，將效率設為n，通 過數(shù)學式（1)來表現(xiàn)通過開關元件來開閉流過變壓器的一次繞組的勵磁電流（一次繞組電 流）而在變壓器的二次側產(chǎn)生的輸出電力Wout,因此通過使數(shù)學式（1)中的開關頻率f發(fā) 生變化的PFM調(diào)制（周期調(diào)制），根據(jù)負載的輕重而使輸出電力Wout發(fā)生變化。
[0004]
【主權項】
1. 一種開關電源裝置，具有： 變壓器，其具有一次繞組和二次輸出繞組； 振蕩用開關元件，其與一次繞組串聯(lián)地連接于使一次繞組勵磁的直流電源； 振蕩控制部，其對振蕩用開關元件進行接通/斷開控制，并重復由接通動作時間和斷 開動作時間構成的振蕩周期，其中，所述接通動作時間是對振蕩用開關元件進行了接通控 制之后到進行斷開控制為止的時間，所述斷開動作時間是進行了斷開控制之后到進行接通 控制為止的時間；以及 整流平滑化電路，其使二次輸出繞組的輸出整流平滑化， 所述開關電源裝置是將在接通動作時間變壓器蓄積的能量作為直流電力在斷開動作 時間輸出給連接在整流平滑化電路的輸出線之間的負載的回掃型開關電源裝置，其特征在 于，所述開關電源裝置具有： 繞組電流檢測部，其對流過變壓器的某一繞組的繞組電流進行檢測； 負載狀態(tài)判別部，其將由繞組電流檢測部在一個振蕩周期檢測出的繞組電流的最大繞 組電流設為Imax、將繞組電流流過的繞組的電感設為L，根據(jù)E=L*Imax2/2 ? ? ? (2)計 算出在一個振蕩周期變壓器蓄積的能量E，并根據(jù)計算出的能量E和蓄積該能量E的振蕩周 期的時間T來判別負載的消耗電力；以及 輸出檢測部，其對在接通動作時間變壓器蓄積的能量消失的消失時刻進行檢測， 振蕩控制部在從斷開控制到消失時刻為止的輸出時間T2上加上斷開調(diào)整時間T3來作 為各振蕩周期的斷開動作時間，其中，斷開調(diào)整時間T3是與負載狀態(tài)判別部判別出的負載 的消耗電力的增加/減少相對應地使經(jīng)過時間縮短/延長的時間， 當連接在所述輸出線間的負載為重負載時，使振蕩用開關元件的振蕩頻率上升，當為 輕負載時使振蕩用開關元件的振蕩頻率降低。
2. 根據(jù)權利要求1所述的開關電源裝置，其特征在于， 繞組電流檢測部檢測流過變壓器的一次繞組的一次繞組電流， 負載狀態(tài)判別部將變壓器的一次繞組的電感設為Ll、將在第k(k是自然數(shù)）振蕩周期T(k)流過一次繞組的最大一次繞組電流設為Ipmax(k)，根據(jù)數(shù)學式（3)計算出包括判別負 載的消耗電力的第n(n是1以上的自然數(shù)）振蕩周期在內(nèi)的連續(xù)m次（m是1以上的自然 數(shù)）振蕩周期的移動平均電力Wav，并將該移動平均電力Wav作為負載的消耗電力。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的開關電源裝置，其特征在于， 所述開關電源裝置具有： 輔助繞組，其在變壓器的一次側產(chǎn)生與二次繞組反極性的電壓；以及 繞組電壓監(jiān)視部，其監(jiān)視輔助繞組的電壓， 振蕩控制部將與負載狀態(tài)判別部判別出的負載的消耗電力的增加/減少相對應地使 經(jīng)過時間縮短/延長的斷開調(diào)整時間T3調(diào)整成在以準共振方式振動的輔助繞組的電壓達 到某一極大值時斷開調(diào)整時間T3結束。
4. 根據(jù)權利要求3所述的開關電源裝置，其特征在于， 振蕩控制部累積消失時刻后在輔助繞組的電壓中出現(xiàn)的極大值，在累積值超過與負載 狀態(tài)判別部判別出的負載的消耗電力的增加/減少相對應地降低/上升的負載狀態(tài)閾值時 結束斷開調(diào)整時間T3,轉移到下一振蕩周期的接通控制。
5. 根據(jù)權利要求3或4所述的開關電源裝置，其特征在于， 輸出檢測部在輔助繞組產(chǎn)生了回掃電壓之后檢測其極性最初反轉的極性反轉時刻作 為消失時刻。
6. 根據(jù)權利要求1~5中的任一項所述的開關電源裝置，其特征在于， 該開關電源裝置具有： 輸出監(jiān)視電路，其對輸出線的輸出電壓和/或流過輸出線的輸出電流進行監(jiān)視；以及 反饋控制部，其在輸出電壓或輸出電流超過預定的輸出閾值時，向振蕩控制部輸出反 饋信號， 振蕩控制部使連續(xù)的各振蕩周期的接通動作時間在沒有從反饋控制部輸入反饋信號 的期間逐漸增加、在輸入了反饋信號的期間逐漸減少。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種開關電源裝置，其定量檢測出與輸出線連接的負載的消耗電力，能夠與負載的消耗電力對應地精確控制輸出電力Wout。將一個振蕩周期繞組電流檢測部檢測出的繞組電流的最大繞組電流設為Imax，將流過繞組電流的繞組的電感設為L，通過E＝L*Imax2/2計算出在一個振蕩周期變壓器蓄積的能量E，根據(jù)計算出的能量E和蓄積該能量E的振蕩周期的時間T判別負載的消耗電力，在接通動作時間變壓器蓄積的能量消失的消失時刻為止的輸出時間上加上與判別出的負載的消耗電力的增加/減少相對應地使經(jīng)過時間縮短/延長的斷開調(diào)整時間，將其作為各振蕩周期的斷開動作時間，當負載為重負載時使振蕩用開關元件的振蕩頻率上升，當為輕負載時使其降低。
【IPC分類】H02M3-28
【公開號】CN104716839
【申請?zhí)枴緾N201410440142
【發(fā)明人】飴井俊裕
【申請人】Smk株式會社
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年9月1日