[发明专利]驱动电路和开关电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及驱动电路和具有驱动电路的开关电源装置。

背景技术

多数情况下，在平板显示器等中使用的开关电源装置使用具有2个开关元件的半桥型且能够降低开关损失的电流谐振型。

在电流谐振型开关电源装置中，使用低压侧开关元件和高压侧开关元件，通常，这些开关元件使用N型MOSFET等。因此，为了驱动高压侧开关元件，使用将低压侧的控制信号传递到高压侧并驱动功率MOSFET的高压侧驱动器。关于该高压侧驱动器，需要进行功耗的降低和响应速度的改善。

作为在现有的这种开关电源装置中使用的高压侧驱动器，公知有专利文献1。采用专利文献1的开关电源装置如图8所示那样构成。全波整流电路1对交流电压进行整流，平滑电容器Ca对由全波整流电路1得到的整流电压进行平滑，将整流平滑电压供给到由MOSFET构成的开关元件Q1与由MOSFET构成的开关元件Q2的串联电路的两端。开关元件Q1和开关元件Q2通过控制电路11a而交替进行接通/断开控制。

在开关元件Q1的漏极-源极间连接有电压谐振电容器Cv，并且，连接有电抗器Lr、变压器T的一次绕组P、电流谐振电容器Ci的串联电路。在变压器T的二次绕组S1的一端连接有二极管D1的阳极，在二次绕组S2的一端连接有二极管D2的阳极。二极管D1的阴极和二极管D2的阴极与电容器Cb的一端连接，二次绕组S1的另一端和二次绕组S2的另一端与电容器Cb的另一端连接。通过二极管D1、D2和电容器Cb构成整流平滑电路。该整流平滑电路对在变压器T的二次绕组S1、S2中产生的电压进行整流平滑。

在电容器Cb的两端连接有电压检测电路3。电压检测电路3检测电容器Cb的电压，经由光耦合器PC，将检测电压作为反馈电压而经由控制电路11a的FB端子输出到振荡电路11。振荡电路11根据反馈电压改变振荡频率（开关频率）。即，通过控制开关频率，能够对电容器Cb的输出电压进行控制。

二极管D3和电容器Cc对在变压器T的辅助绕组C中产生的电压进行整流平滑，将其供给到控制电路11a的Vcc端子。并且，整流平滑后的电压经由二极管D4被供给到控制电路11a的Vb端子（电平位移电源端子）。在开关元件Q1和开关元件Q2的连接点与Vb端子之间连接有电容器Cd。开关元件Q1与开关元件Q2的连接点的电位为电平位移基准电位VS。

控制电路11a具有振荡电路11、空载时间生成电路12、电平位移电路13、定时调整电路14、缓存15、16。振荡电路11产生频率信号，该频率信号具有与来自FB端子的反馈电压对应的频率。空载时间生成电路12根据来自振荡电路11的频率信号生成低压侧信号和高压侧信号，附加开关元件Q1、Q2同时断开的期间（空载时间），输出到电平位移电路13和定时调整电路14。电平位移电路13使来自空载时间生成电路12的信号进行电平位移，经由缓存16施加给高压侧的开关元件Q2的栅极。定时调整电路14对来自空载时间生成电路12的信号进行定时调整，经由缓存15施加给低压侧的开关元件Q1的栅极。

图10输出现有的开关电源装置内的电平位移电路13的结构。该电平位移电路13具有电阻R1～R4、脉冲制作电路20、晶体管M1、M2、触发器FF1、逆变器IV1～IV6、电容器C1～C4、缓存16。

电阻R1的一端与电平位移电源VB连接，另一端与晶体管M1的漏极连接。晶体管M1的源极经由电阻R3而与地线连接。在晶体管M1的漏极与地线之间存在有寄生电容C1。晶体管M1的栅极与脉冲制作电路20连接。电阻R2具有与电阻R1相同的电阻值，一端与电平位移电源VB连接，另一端与晶体管M2的漏极连接。晶体管M2的源极经由电阻R4而与地线连接。在晶体管M2的漏极与地线之间存在有寄生电容C2。晶体管M2的栅极与脉冲制作电路20连接。

脉冲制作电路20根据输入信号对晶体管M1和晶体管M2的接通/断开进行控制。脉冲制作电路20在来自振荡电路11的输入信号的上升沿时将设置脉冲信号输出到晶体管M1的栅极，在输入信号的下降沿时将复位脉冲信号输出到晶体管M2的栅极。

在晶体管M1的漏极和晶体管M2的漏极连接有由逆变器IV1～IV4和电容器C3、C4构成的误动作防止滤波器。逆变器IV3的输出经由逆变器IV5而与触发器FF1的复位端子R连接。逆变器IV4的输出经由逆变器IV6而与触发器FF1的设置端子S连接。来自触发器FF1的输出端子Q的电压经由缓存16，作为开关元件Q2的栅极电压VGH而输出。