[发明专利]开关电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种简单且廉价的开关电源装置。

背景技术

图1是表示现有的开关电源装置的结构的电路图。图1中所示的开关电源装置通过称之为电流共振型开关电源装置的方式将例如对来自商用电源的交流电压进行整流平滑后的直流电压作为直流输入电压Vin而输入。在供给直流输入电压Vin的直流电源Vin的两端，串联连接有由MOSFET构成的开关元件Q11(第1开关元件)和由MOSFET构成的开关元件Q12(第2开关元件)。

在开关元件Q12的漏源之间(或者也可以在开关元件Q11的漏源之间)连接有电压共振电容器Cv1，并且连接有由共振电抗器Lr1和变压器T1的一次线圈Np1和电流共振电容器Ci1所构成的第1共振电路。共振电抗器Lr1例如可用变压器T1的漏感代替。

在开关元件Q12的漏源之间连接有二极管D1，在开关元件Q11的漏源之间连接有二极管D2。二极管D1、D2可以是开关元件Q11、Q12的寄生二极管。

此外，在变压器T1的二次侧串联连接有卷绕成分别逆相的二次线圈Ns11、Ns12。在二次线圈Ns11、Ns12产生的电压通过二极管D11、D12整流，且通过输出平滑电容器Co1平滑而作为输出电压Vo1而输出。

设置了死区时间的栅极信号以相同的接通幅度从控制电路10交替输入到开关元件Q11、Q12的栅极，该死区时间用于防止开关元件Q11、Q12同时接通。

在开关元件Q11、Q12交替地接通/断开时，在开关元件Q11、Q12流过如图2所示的共振电流Q11i、Q12i，通过二极管D11、D12在变压器T1的二次侧放出正弦波状的共振电流D11i、D12i。

输出电压Vo1，经由未图示的光电耦合器等的绝缘装置反馈到一次侧的控制电路10，通过控制电路10控制开关元件Q11、Q12的开关频率，使得输出电压Vo1成为预定值。

在该电流共振型开关电源装置中，如图2所示地将各开关元件Q11、Q12接通时因为电流流过负方向(流过二极管D2、D1的电流)，因此不产生开关损失。并且，因为进行了共振动作，也不会产生断开开关元件Q11、Q12时的冲击电压。从而能够使用低耐压的开关元件，是构成高效电源所需要的极为有效的方式。

然而，在如图1所示的电流共振型开关电源装置中，因为在二次侧交替流过正弦波状的电流D11i、D12i而电流D11i、D12i不连续动作。因此，流过输出平滑电容器Co1的纹波电流Co1i变成输出电流的大致50～70％左右，大于连续流过正向逆变器等的电流。一般用于输出平滑电容器Co1的电解电容器，因为受到允许纹波电流的规定的限制，为满足该规定必须并联多个电解电容器。由此存在增加成本及实际安装面积的问题。

为了解决上述问题，在专利文献1中揭示了通过并联连接多个电路且移动各电路的相位使之动作，来减少电解电容器的纹波电流的方法。

专利文献1：日本特开平4-105552号公报然而，在专利文献1的方式中需要对控制电路内的高频振荡电路所输出的脉冲信号进行分频的电路等，存在控制电路的复杂化并且提高成本的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够通过简单且廉价的电路实现不同相位的并行动作的开关电源装置。

本发明是以如下方式实现的。本发明第一发明的开关电源装置，其特征在于，具备：第1变换器，在所述第1变换器中，在直流电源的两端串联连接有第1开关元件和第2开关元件，在所述第1开关元件或所述第2开关元件的两端串联连接有具有辅助线圈的第1变压器的一次线圈和第1电容器，所述第1变换器具备对在所述第1变压器的二次线圈上产生的电压进行整流的第1整流电路；第2变换器，在所述第2变换器中，在所述直流电源的两端串联连接有第3开关元件和第4开关元件，在所述第3开关元件或所述第4开关元件的两端串联连接有第2变压器的一次线圈和第2电容器，所述第2变换器具备对在所述第2变压器的二次线圈上产生的电压进行整流的第2整流电路；平滑电路，对从所述第1整流电路和所述第2整流电路输出的电流进行平滑；串联共振电路，由与所述辅助线圈串联连接的共振电抗器和共振电容器所构成；以及控制电路，根据流过所述串联共振电路的电流来接通/断开所述第3开关元件及所述第4开关元件。