[发明专利]光耦合器以及开关电源电路

说明书

技术领域

本发明涉及在开关电源电路中使用的光耦合器以及使用了光耦合器的开关电源电路，特别涉及在AC适配器(adapter)或LED照明等中所使用的从商用交流电源生成直流电压的开关电源电路。

背景技术

作为以往的开关电源电路的一例，有下述的文献1～3中公开的开关电源。在图15～图17中，分别示出文献1～3中公开的开关电源的电路图。

文献1：

“TNY274-280，TinySwitch-III Family，Energy Efficient，Offline Switcherwith Enhaanced Flexiblity and Extended Power Range”、图1、[online]、[平成20年5月8日检索]、internet<URL：http://www.powerint.com/PDFFileis/tny274-280.pdf>

文献2：

“Product Specification，Highly Integrated Green-Mode PWM

Controller SG5841/J”、第1页的附图、[online]、[平成20年5月8日检索]、internet<URL：http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/202762/FAIRCHILD/SG5841.html>

文献3：

“晶体管技术”、CQ出版、1997年3月号、275页、图9

图15所示的开关电源电路(现有例1)是对由高耐压工艺制作的开关动作控制用IC和受光元件使用了光电晶体管(phototransistor)的光耦合器进行组合而构成的。以下，简单地对现有例1的动作进行说明。

在一对直流供给端子HV+、HV-之间，施加对AC电压进行整流、平滑后的直流电压(AC电压的整流、平滑电路的图示省略)。以高耐压工艺制作的开关电源用IC即IC101开始D端子和S端子间的接通断开动作(开关动作)，在变压器T101的一次侧(一次绕组L101)流过锯齿状的电流。在变压器T101的二次侧(二次绕组L201)产生交流电压，由二极管D102进行整流，成为脉动电流，由电容器C103进行平滑，成为直流，在直流输出端子DC+、DC-间产生直流的输出电压。

当输出电压超过二极管D103的齐纳电压(zener voltage)时，光耦合器的发光二极管D104点亮，光耦合器PC101的光电晶体管Q101对发光二极管D104的发光信息进行受光，将输出电压超过齐纳电压的情况传给控制用IC101。控制用IC101在接收输出电压超过齐纳电压的信息时，停止开关动作。其结果是，从变压器T101的一次侧向二次侧的电力传递停止，所以，直流输出端子DC+、DC-间的输出电压降低。输出电压低于齐纳电压时，发光二极管D104熄灭，再次开始控制用IC101的开关动作。通过反复进行上述动作，由此，使直流输出端子DC+、DC-间的输出电压保持固定。

此外，二极管D101、电阻R101、电容器C101构成缓冲电路(snubbercircuit)，对控制用IC101的D端子和S端子间断开的瞬间所产生的高电压进行切断。

图16所示的开关电源电路(现有例2)是对以中低耐压工艺制作的开关动作控制用IC、受光元件使用了光电晶体管的光耦合器、辅助绕组(三次绕组)进行组合而构成的。以下，简单地说明现有例2的动作。

当在一对交流供给端子L、N间施加AC电压时，由二极管D201进行整流并且由电容器C201进行平滑，在电容器C201的两端子间产生直流电压。该直流电压通过电阻R201施加到控制用IC201的启动用输入端子VIN上，控制用IC201启动，在端子GATE产生矩形波。晶体管Q201与矩形波匹配地对漏极源极间进行接通、断开(开关动作)，在与晶体管Q201连接的变压器T201的一次侧(一次绕组L201)流过锯齿状的电流。另一方面，在变压器T201的二次侧(二次绕组L202)产生交流电压，由二极管D204进行整流，成为脉动电流，由电容器C206、C207进行平滑，成为直流，在直流输出端子VO+、VO-间产生直流的输出电压。