開關(guān)電源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及通過開關(guān)元件對輸入電壓進(jìn)行開關(guān)從而控制輸出電壓的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，能量問題等環(huán)境問題受到關(guān)注，強(qiáng)烈希望開關(guān)電源裝置等電源供給裝置的待機(jī)電力削減。例如，提出了在AC適配器或充電器中在沒有連接負(fù)載設(shè)備的狀態(tài)等不需要從開關(guān)電源裝置供給電力的情況下使輸出電壓降低而削減消耗電力的系統(tǒng)。
[0003]在作為以往技術(shù)的特開2007 — 143397號公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)中，提出了檢測AC適配器的負(fù)載的有無、當(dāng)輸出側(cè)為無負(fù)載狀態(tài)時(shí)使開關(guān)電源裝置的動作停止而削減消耗電力、進(jìn)而如果被從連接到輸出側(cè)的負(fù)載設(shè)備施加電壓則重新開始動作而開始電源供給的技術(shù)。
[0004]作為負(fù)載設(shè)備的電源，可以考慮使用一次電池或二次電池等蓄電部件。
[0005]在圖22中，表示在輸出側(cè)為無負(fù)載狀態(tài)時(shí)使開關(guān)電源裝置的動作停止、如果從負(fù)載設(shè)備向輸出側(cè)施加電壓則重新開始動作的以往的開關(guān)電源裝置的一結(jié)構(gòu)例。以下，簡單地說明該開關(guān)電源裝置的動作。
[0006]由輸出控制電路911經(jīng)由電阻909監(jiān)視二次側(cè)的負(fù)載設(shè)備912的負(fù)載狀態(tài)，在檢測到無負(fù)載狀態(tài)的情況下，從輸出控制電路911經(jīng)由耦合器電路906將無負(fù)載檢測信號向電源通斷電路905輸入。并且，如果從電源通斷電路905向開關(guān)控制電路900的驅(qū)動控制電路901輸入動作停止信號，則驅(qū)動控制電路901控制驅(qū)動電路902以將開關(guān)元件7的動作停止。并且，開關(guān)電源裝置的輸出電壓成為零。
[0007]在使開關(guān)電源裝置的動作重新開始的情況下，當(dāng)輸出電壓為零時(shí)，從負(fù)載設(shè)備912的蓄電部(圖中沒有清楚標(biāo)記)經(jīng)由輸出端子16施加電壓，輸出控制電路911檢測出輸出電壓不是零。并且，將該電壓作為電源，輸出控制電路911經(jīng)由光耦合器910將重新啟動信號向電源通斷電路905輸入。與此同時(shí)，在一定期間中，從電源通斷電路905停止生成動作停止信號。如果從電源通斷電路905向驅(qū)動控制電路901輸入動作開始信號，則驅(qū)動控制電路901控制驅(qū)動電路902以開始開關(guān)元件7的動作。
[0008]如果使用該技術(shù)，則能夠?qū)崿F(xiàn)以下的系統(tǒng):例如在負(fù)載設(shè)備(例如筆記本計(jì)算機(jī))上沒有連接開關(guān)電源裝置(例如AC適配器)時(shí)(無負(fù)載狀態(tài))，能夠使開關(guān)電源裝置的開關(guān)動作停止而削減消耗電力(斷開模式)，如果開關(guān)電源裝置連接到負(fù)載設(shè)備而從負(fù)載設(shè)備的蓄電部件(例如電池)施加電壓則開關(guān)電源裝置開始電源供給。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:特開2007 — 143397號公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]但是，在上述系統(tǒng)中有以下這樣的問題。
[0013]為了使停止了動作的開關(guān)電源裝置再次動作而從負(fù)載設(shè)備的蓄電部施加電壓，進(jìn)而為了使重新啟動信號從二次側(cè)傳遞到一次側(cè)而使用光耦合器。但是，在搭載于負(fù)載設(shè)備的一次電池或二次電池等蓄電部件中積蓄的電荷變空的情況下，無法施加電壓或使光耦合器動作。在此情況下，發(fā)生即使將開關(guān)電源裝置連接到負(fù)載設(shè)備而要使開關(guān)電源裝置啟動、也會維持使動作停止的狀態(tài)而無法轉(zhuǎn)移到通常動作的致命性的問題。
[0014]本發(fā)明用于解決如上所述的問題，提供一種能夠與一次電池或二次電池等蓄電部件的狀態(tài)無關(guān)地啟動的開關(guān)電源裝置及構(gòu)成它的設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路。
[0015]—種開關(guān)電源裝置，具備:第二開關(guān)元件，被供給輸入電壓；輸出端子，能夠與負(fù)載設(shè)備拆裝；輸入輸出變換電路，將由第二開關(guān)元件進(jìn)行了開關(guān)的輸入電壓變換為輸出電壓，向與輸出端子連接的負(fù)載設(shè)備供給電力；以及開關(guān)控制電路，控制第二開關(guān)元件的開關(guān)動作，具有根據(jù)輸入到OFF端子中的信號將開關(guān)動作停止的斷開模式；上述開關(guān)電源裝置的特征在于，具備:第一整流電路，連接在輸入輸出變換電路與輸出端子之間；變壓器，二次繞組的一端連接于輸出端子；第一開關(guān)元件，連接于變壓器的一次繞組；脈沖產(chǎn)生器，向第一開關(guān)元件的柵極端子供給脈沖信號；以及波形檢測電路，檢測對應(yīng)于脈沖信號而在變壓器的繞組中產(chǎn)生的電壓或電流，并與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，將與比較結(jié)果相應(yīng)的輸出信號向OFF端子輸出。
[0016]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，即使在搭載于開關(guān)電源裝置的二次側(cè)或負(fù)載設(shè)備的一次電池或二次電池的電力沒有的情況下，設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路也能夠檢測電源系統(tǒng)和負(fù)載設(shè)備的連接狀態(tài)。
【附圖說明】
[0017]圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式I的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0018]圖2A是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式I的波形檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0019]圖2B是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式I的變壓器的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0020]圖2C是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式I的脈沖產(chǎn)生器的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0021]圖3是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式I的開關(guān)電源裝置的動作的時(shí)間圖。
[0022]圖4A是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式2的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0023]圖4B是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式3的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0024]圖4C是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式4的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0025]圖4D是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式4的另一例的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0026]圖5A是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式2的波形檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0027]圖5B是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式2的變壓器的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0028]圖6A是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式2的開關(guān)電源裝置的動作的時(shí)間圖。
[0029]圖6B是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式3的開關(guān)電源裝置的動作的時(shí)間圖。
[0030]圖6C是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式4的開關(guān)電源裝置的動作的時(shí)間圖。
[0031]圖6D是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式4的另一例的開關(guān)電源裝置的動作的時(shí)間圖。
[0032]圖7是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式2的變形例I的波形檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0033]圖8是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式2的變形例I的開關(guān)電源裝置的動作的時(shí)間圖。
[0034]圖9是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式5的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0035]圖1OA是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式5的開關(guān)電源裝置的通常動作時(shí)的動作的時(shí)間圖。
[0036]圖1OB是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式5的開關(guān)電源裝置的保護(hù)動作時(shí)的動作的時(shí)間圖。
[0037]圖11是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式6的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0038]圖12是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式6的開關(guān)電源裝置的動作的時(shí)間圖。
[0039]圖13是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式7的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0040]圖14是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式7的脈沖產(chǎn)生器的動作的時(shí)間圖。
[0041]圖15是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式8的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0042]圖16是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式8的斷開模式控制電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0043]圖17是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式8的開關(guān)電源裝置的動作的時(shí)間圖。
[0044]圖18是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式9的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0045]圖19A是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式I的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0046]圖19B是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式I的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0047]圖19C是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式I的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0048]圖20是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式10的開關(guān)電源裝置的第一整流電路和其周邊的電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0049]圖21是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式10的開關(guān)電源裝置的動作的特性圖。
[0050]圖22是表示有關(guān)以往例的開關(guān)電源裝置的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051](實(shí)施方式I)
[0052]說明本發(fā)明的實(shí)施方式I的開關(guān)電源裝置、設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路。
[0053]圖1是表示本實(shí)施方式I的開關(guān)電源裝置、設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的一結(jié)構(gòu)例的電路圖。
[0054]在圖1中，來自商用電源I的輸入交流電壓經(jīng)過輸入濾波電路2、輸入整流電路3、輸入平滑電路4，作為輸入直流電壓被輸入到輸入輸出變換電路300。
[0055]輸入輸出變換電路300為了將輸入的輸入電壓變換為希望的輸出電壓而被配置。例如，如圖1那樣由電力變換用的變壓器301、二極管302、平滑電容器303構(gòu)成，變壓器301具有一次繞組301a和二次繞組301b，一次繞組301a和二次繞組301b的極性反向。該開關(guān)電源裝置是回掃型。
[0056]在一次繞組301a連接有開關(guān)元件7，通過將開關(guān)控制電路100的OUT端子輸出信號輸入到開關(guān)元件7的控制電極(柵極)，進(jìn)行接通斷開的開關(guān)控制。
[0057]此外，開關(guān)控制電路100中作為外部輸入輸出端子而具有Vin端子、VDD端子、GND端子、OUT端子及OFF端子這5個(gè)端子。開關(guān)控制電路例如如圖1那樣，由脈沖寬度控制電路101、驅(qū)動電路102、斷開模式檢測器103、基準(zhǔn)電壓源104、斷開模式開關(guān)105、調(diào)節(jié)器(regulator) 106 等構(gòu)成。
[0058]Vin端子是開關(guān)控制電路100的電源端子，由將輸入平滑電路的輸入直流電壓進(jìn)行輸出的線路(line)供給電力。從Vin端子輸入的電力被輸入到調(diào)節(jié)器106，經(jīng)由調(diào)節(jié)器106向開關(guān)控制電路100內(nèi)的電路供給電力。
[0059]GND端子連接在輸入平滑電路的低電位側(cè)，成為一次側(cè)的電壓基準(zhǔn)。
[0060]OUT端子是經(jīng)由電阻6而與開關(guān)元件7的柵極連接的端子。
[0061]VDD端子是開關(guān)控制電路100的基準(zhǔn)電壓用端子。在VDD端子連接有電容器17，在動作中從VDD端子向電容器17流入充電電流，電容器17的電壓上升。由開關(guān)控制電路100控制為該電壓在基準(zhǔn)電壓下成為一定。
[0062]OFF端子是被輸入從設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路200A輸出的斷開模式信號、用來切換斷開模式和通常動作的端子。
[0063]輸出端子16由輸出從輸入輸出變換電路300輸出的輸出電壓的端子和二次側(cè)GND端子這2個(gè)端子構(gòu)成。
[0064]負(fù)載設(shè)備400例如是筆記本計(jì)算機(jī)、平板電腦等電子設(shè)備，能夠與輸出端子16拆裝。
[0065]設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路200A為了檢測輸出端子16和負(fù)載設(shè)備400是連接狀態(tài)還是非連接狀態(tài)而被配置，連接于開關(guān)控制電路100的VDD端子、OFF端子、GND端子、以及輸出端子16、二極管18的陽極。
[0066]例如如圖1那樣，由負(fù)載設(shè)備連接端子5、波形檢測電路201、變壓器202、脈沖產(chǎn)生器203、開關(guān)元件204構(gòu)成。
[0067]波形檢測電路201例如如圖2A的波形檢測電路201A那樣由電阻206、電阻207、電容器208構(gòu)成。
[0068]變壓器202例如如圖2B的變壓器202A那樣具有一次繞組209a和二次繞組209b，一次繞組209a和二次繞組209b的極性正向。
[0069]脈沖產(chǎn)生器203例如如圖2C的脈沖產(chǎn)生器203A那樣，由電阻233、234、235、238、239,240,電容器236、運(yùn)算放大器237、電壓比較器241構(gòu)成。該電路是通常周知的脈沖產(chǎn)生電路，所以省略動作的詳細(xì)說明。
[0070]對開關(guān)元件204而言，通過將脈沖產(chǎn)生器203的輸出脈沖輸入到開關(guān)元件204的控制電極(柵極)，進(jìn)行接通斷開的開關(guān)控制。開關(guān)元件204例如使用MOSFET等晶體管。
[0071]二極管15為了防止對輸出端子16和負(fù)載設(shè)備400的連接狀態(tài)進(jìn)行檢測的信號流入到輸入輸出變換電路300而被配置，二極管15的陽極連接于輸入輸出變換電路300的二次側(cè)輸出，二極管15的陰極連接于輸出端子16。
[0072]二極管18為了防止來自輸入輸出變換電路300的輸出電流流入到變壓器202而被配置，二極管18的陽極連接于負(fù)載設(shè)備連接端子5，二極管18的陰極連接在二極管15的陰極與輸出端子16之間。
[0073]說明如以上那樣構(gòu)成的圖1所示的開關(guān)電源裝置及設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路的動作。
[0074]如果從商用電源I經(jīng)由輸入濾波電路2輸入交流電壓，則通過輸入整流電路3和輸入平滑電路4進(jìn)行整流及平滑化，變換為直流電壓。從該直流電壓向開關(guān)控制電路100供給啟動電流，如果開關(guān)控制電路100成為可動作的狀態(tài)，則開始使開關(guān)元件7進(jìn)行開關(guān)的控制，從輸入輸出變換電路300經(jīng)由輸出端子16向負(fù)載設(shè)備400供給電力。
[0075]從開關(guān)控制電路100的VDD端子向設(shè)備連接狀態(tài)檢測電路200A