本發(fā)明涉及一種全橋型的開關(guān)電源裝置,特別地,涉及一種開關(guān)損耗少的開關(guān)電源裝置及具有該開關(guān)電源裝置的光照射裝置。
背景技術(shù):
當(dāng)前,為了使作為FPD(Flat Panel Display;平面直角顯示器)周圍的粘結(jié)劑而使用的紫外線硬化樹脂、或作為膠印紙印刷用的墨水而使用的紫外線硬化型墨水硬化,使用紫外線照射裝置。
作為紫外線照射裝置,當(dāng)前,已知以高壓水銀燈或水銀氙氣燈等作為光源的燈型照射裝置,但近年來,基于消耗電力的削減、長壽命化、裝置尺寸的緊湊化的要求,取代現(xiàn)有的放電燈而開發(fā)了將LED(Light Emitting Diode;發(fā)光二極管)作為光源而利用的紫外線照射裝置(例如,專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1中記載的紫外線照射裝置,具有與照射對象物的紫外線硬化型墨水的附著面相對而配置的第1光照射設(shè)備、和與位于附著面的相反側(cè)的非附著面相對而配置的第2光照射設(shè)備,通過對于照射對象物同時照射來自第1光照射設(shè)備的紫外線、和來自第2光照射設(shè)備的紫外線,從而提高照射對象物和紫外線硬化型墨水的密接性。
為了使這種LED發(fā)光二極管發(fā)光,必須施加大于或等于動作電壓VF的電壓,并流過規(guī)定的電流,因此在利用LED發(fā)光二極管作為光源的紫外線照射裝置中,使用將從交流電源AC(商用電源)供給的交流電力變換為直流電力的所謂開關(guān)電源裝置(例如專利文獻(xiàn)2)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1特開2014-024264號公報
專利文獻(xiàn)2特開2011-217566號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的問題:
在專利文獻(xiàn)2中記載的開關(guān)電源裝置,通過使全橋型開關(guān)元件的接通占空及開關(guān)頻率變化,從而進(jìn)行功率因數(shù)改善動作且進(jìn)行輸出電壓控制,利用減少了部件個數(shù)的簡單的電路結(jié)構(gòu),從而降低開關(guān)損耗而實現(xiàn)高效化。
但是,在一次側(cè)的開關(guān)元件Q1~Q4進(jìn)行導(dǎo)通/關(guān)斷的定時,在二次繞組中會流過電流,在一次側(cè)的開關(guān)元件Q1~Q4中也流過電流,因此在開關(guān)元件Q1~Q4中會產(chǎn)生開關(guān)損耗。一般地,對于開關(guān)元件Q1~Q4,使用高耐壓的N溝道MOS型FET(N-channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor;N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管),但高耐壓的N溝道MOS型FET速度慢,并且一次側(cè)的電壓設(shè)定得非常高,因此開關(guān)元件Q1~Q4中的開關(guān)損耗非常大。
本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的,其目的在于,提供一種開關(guān)電源裝置及具有該開關(guān)電源裝置的光照射裝置,該開關(guān)電源裝置為全橋型,且開關(guān)損耗非常少。
用于解決問題的手段:
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的開關(guān)電源裝置,具有:整流電路,其對商用交流電壓進(jìn)行整流而變換為直流電壓;全橋電路,其由第1橋臂和第2橋臂構(gòu)成,該第1橋臂由相對于直流電壓而串聯(lián)連接的第1開關(guān)元件及第2開關(guān)元件構(gòu)成,該第2橋臂由相對于直流電壓而串聯(lián)連接的第3開關(guān)元件及第4開關(guān)元件構(gòu)成;變壓器,其具有1個一次繞組和N個(N為大于或等于1的整數(shù))二次繞組,一次繞組的一端與第1橋臂的中點(diǎn)連接,一次繞組的另一端與第2橋臂的中點(diǎn)連接;N個整流平滑電路,其由整流部、二次側(cè)開關(guān)元件、及平滑部構(gòu)成,該整流部與各二次繞組連接,對在該二次繞組中產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行整流,該二次側(cè)開關(guān)元件對由整流部整流后的整流電壓的輸出進(jìn)行控制,該平滑部對整流電壓進(jìn)行平滑化而生成直流的輸出電壓,并相對于負(fù)載而供給電力;輸出檢測電路,其檢測從各整流平滑電路的平滑部輸出的電壓或電流中的至少任一個;以及控制電路,其基于由輸出檢測電路檢測出的檢測電壓或檢測電流中的至少任一個,控制第1至第4開關(guān)元件及二次側(cè)開關(guān)元件的接通與斷開,控制電路在第1開關(guān)元件和第4開關(guān)元件接通的期間內(nèi)、以及第2開關(guān)元件和第3開關(guān)元件接通的期間內(nèi),以使得從各整流平滑電路的平滑部輸出的電壓或電流成為預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的目標(biāo)電壓或目標(biāo)電流的方式,將各二次側(cè)開關(guān)元件以規(guī)定時間接通。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu),構(gòu)成為在第1開關(guān)元件和第4開關(guān)元件接通的期間、以及第2開關(guān)元件和第3開關(guān)元件接通的期間,二次側(cè)開關(guān)元件以規(guī)定時間接通,因此在第1至第4開關(guān)元件導(dǎo)通或者關(guān)斷時,不會產(chǎn)生開關(guān)損耗。此外,可以利用一臺開關(guān)電源裝置,相對于多個負(fù)載而供給與其對應(yīng)的電源。
此外,控制電路可以構(gòu)成為,求出目標(biāo)電壓與檢測電壓之間的電壓差,或者目標(biāo)電流與檢測電流之間的電流差中的至少任一個,基于電壓差及電流差中的至少任一個,控制第1至第4開關(guān)元件及二次側(cè)開關(guān)元件的接通與斷開。此外,該情況下,控制電路可以構(gòu)成為,基于電壓差或電流差中的至少任一個,決定二次側(cè)開關(guān)元件的接通與斷開的定時,基于該二次側(cè)開關(guān)元件的接通與斷開的定時,決定第1至第4開關(guān)元件的接通與斷開的定時。
此外,優(yōu)選各整流部具有:第1二極管,其陰極端子與各二次繞組的一端連接;第2二極管,其陰極端子與各二次繞組的另一端連接,第1二極管的陽極端子及第2二極管的陽極端子與二次側(cè)的地線連接。
此外,各整流部可以具有:第1MOS型FET,其漏極與各二次繞組的一端連接;以及第2MOS型FET,其漏極與各二次繞組的另一端連接,第1MOS型FET的源極端子及第2MOS型FET的源極端子與二次側(cè)的地線連接,第1MOS型FET的柵極端子及第2MOS型FET的柵極端子分別與控制電路連接,第1MOS型FET及第2MOS型FET構(gòu)成為,對在二次繞組中產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行整流,并且作為二次側(cè)開關(guān)元件起作用。
此外,優(yōu)選各二次繞組由串聯(lián)連接的第1繞組和第2繞組構(gòu)成,整流部將第1繞組和第2繞組的中點(diǎn)的電壓作為整流電壓而輸出。
此外,本發(fā)明的光照射裝置,其具有上述的開關(guān)電源裝置、和與各整流平滑電路連接而進(jìn)行發(fā)光的N個LED發(fā)光二極管模塊。
發(fā)明的效果:
如上所述,根據(jù)本發(fā)明,實現(xiàn)一種全橋型且開關(guān)損耗非常少的開關(guān)電源裝置、和具有該開關(guān)電源裝置的光照射裝置。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的第1實施方式涉及的開關(guān)電源裝置的電路圖。
圖2是本發(fā)明的第1實施方式涉及的開關(guān)電源裝置的時序圖。
圖3是本發(fā)明的第1實施方式涉及的開關(guān)電源裝置的微機(jī)控制部中執(zhí)行的輸出電壓調(diào)整
處理的流程圖。
圖4是本發(fā)明的第2實施方式涉及的開關(guān)電源裝置的電路圖。
圖5是本發(fā)明的第2實施方式涉及的開關(guān)電源裝置的時序圖。
標(biāo)號說明
10 整流電路
20 PFC電路
30 DC-DC變換器
32 第1橋臂
34 第2橋臂
40、50 整流平滑電路
42、52 整流部
43、53 整流·開關(guān)部
44、54 開關(guān)部
46、56 平滑部
60 微機(jī)控制部
100 開關(guān)電源裝置
Q1 第1開關(guān)
Q2 第2開關(guān)
Q3 第3開關(guān)
Q4 第4開關(guān)
Q5 第5開關(guān)
Q6 第6開關(guān)
Q7 第7開關(guān)
Q8 第8開關(guān)
Q9 第9開關(guān)
Q10 第10開關(guān)
LD1、LD2 負(fù)載
T 變壓器
Vp 一次繞組
Vs1、Vs2、Vs3、Vs4 二次繞組
D1、D2、D3、D4、D5、D6 二極管
L1、L2 平滑電感器
C1、C2 平滑電容器
R1、R2 電阻
AC 交流電源
具體實施方式
以下,參照附圖對本發(fā)明的實施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。此外,圖中對相同或等同的部分標(biāo)注相同的標(biāo)號,不重復(fù)對其進(jìn)行說明。
(第1實施方式)
圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式涉及的開關(guān)電源裝置100的概略結(jié)構(gòu)的電路圖。本實施方式的開關(guān)電源裝置100例如是向紫外線照射裝置中搭載的LED發(fā)光二極管模塊等供給電力的裝置,其將從交流電源AC(商用電源)供給的交流電力變換為直流電力,向LED發(fā)光二極管模塊等的負(fù)載LD1、LD2供給電力。
如圖1所示,本實施方式的開關(guān)電源裝置100具有整流電路10、PFC(Power Factor Correction;功率因數(shù)補(bǔ)償)電路20、DC-DC變換器30。
整流電路10例如由二極管電橋電路構(gòu)成,對從交流電源AC供給的交流電力進(jìn)行整流。
PFC電路20對由整流電路10整流后的電力的功率因數(shù)進(jìn)行改善,向DC-DC變換器30供給。對于PFC電路20可以使用一般的升壓型PFC電路。
DC-DC變換器30是一次側(cè)電路和二次側(cè)電路絕緣的所謂絕緣型,是采用全橋方式的變換器。本實施方式的DC-DC變換器30具有:第1開關(guān)Q1和第2開關(guān)Q2串聯(lián)連接而成的第1橋臂32;第3開關(guān)Q3和第4開關(guān)Q4串聯(lián)連接而成的第2橋臂34;變壓器T;2個整流平滑電路40、50;以及微機(jī)控制部60,該DC-DC變換器30構(gòu)成為,分別相對于負(fù)載LD1、LD2而供給不同的直流電力。
第1開關(guān)Q1、第2開關(guān)Q2、第3開關(guān)Q3、第4開關(guān)Q4是構(gòu)成全橋電路的高耐壓的N溝道MOS型FET,作為對向DC-DC變換器30輸入的輸入電壓進(jìn)行開關(guān)的開關(guān)元件起作用。第1開關(guān)Q1及第3開關(guān)Q3的漏極端子與PFC電路20的高電位側(cè)輸出端子連接,第2開關(guān)Q2及第4開關(guān)Q4的源極端子與PFC電路20的低電位側(cè)輸出端子連接。此外,第1開關(guān)Q1的源極端子與第2開關(guān)Q2的漏極端子連接,它們的連結(jié)點(diǎn)與變壓器T的一次繞組Vp的一個端子連接。此外,第3開關(guān)Q3的源極端子與第4開關(guān)Q4的漏極端子連接,它們的連結(jié)點(diǎn)與變壓器T的一次繞組Vp的另一個端子連接。
本實施方式的變壓器T具有:一次繞組Vp;彼此串聯(lián)連接的二次繞組Vs1、Vs2;以及彼此串聯(lián)連接的二次繞組Vs3、Vs4,如上所述,一次繞組Vp與第1橋臂32(即,第1開關(guān)Q1和第2開關(guān)Q2)的中點(diǎn)和第2橋臂34(即,第3開關(guān)Q3和第4開關(guān)Q4)的中點(diǎn)之間連接。
從微機(jī)控制部60向第1開關(guān)Q1、第2開關(guān)Q2、第3開關(guān)Q3、及第4開關(guān)Q4的柵極端子輸入PWM(Pulse Width Modulation;脈沖調(diào)制)信號(詳細(xì)內(nèi)容如后所述)。并且構(gòu)成為,如果第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4接通,第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3斷開,則在變壓器T的一次繞組Vp中產(chǎn)生正向的電動勢,如果第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4斷開,第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3接通,則在變壓器T的一次繞組Vp中產(chǎn)生逆向的電動勢。
本實施方式的變壓器T是高頻變壓器,其具有:一次繞組Vp;彼此串聯(lián)連接的二次繞組Vs1、Vs2;以及彼此串聯(lián)連接的二次繞組Vs3、Vs4。一次繞組Vp、二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4,利用電磁感應(yīng)而耦合,通過第1開關(guān)Q1、第2開關(guān)Q2、第3開關(guān)Q3、及第4開關(guān)Q4進(jìn)行接通與斷開,從而在二次繞組Vs1、Vs2的兩端,感應(yīng)出與一次繞組Vp和二次繞組Vs1、Vs2的繞組比相對應(yīng)的電動勢,此外,在二次繞組Vs3、Vs4的兩端,感應(yīng)出與一次繞組Vp與二次繞組Vs3、Vs4的繞組比相對應(yīng)的電動勢。
在二次繞組Vs1、Vs2上連接整流平滑電路40,其由下述部分構(gòu)成:整流部42,其對在二次繞組Vs1、Vs2中產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行整流;開關(guān)部44,其對由整流部42整流后的電壓進(jìn)行開關(guān);以及平滑部46,其對從開關(guān)部44輸入的電壓進(jìn)行平滑化。整流部42由二極管D1、D2構(gòu)成,二極管D1的陰極端子與二次繞組Vs1的正極側(cè)連接,二極管D2的陰極端子與二次繞組Vs2的負(fù)極側(cè)連接,二極管D1及二極管D2的陽極端子同時與二次側(cè)的地線連接(接地)。通過這樣構(gòu)成,整流部42對在二次繞組Vs1、Vs2中感應(yīng)出的電壓進(jìn)行整流,輸出整流電壓(詳細(xì)內(nèi)容如后所述)。
開關(guān)部44由N溝道MOS型FET的第5開關(guān)Q5(二次側(cè)開關(guān)元件)構(gòu)成,是對向平滑部46的輸入進(jìn)行開關(guān)的電路。平滑部46由二極管D5、平滑電感器L1、平滑電容器C1構(gòu)成,對經(jīng)由開關(guān)部44輸入的整流部42的整流電壓進(jìn)行平滑化而輸出規(guī)定的輸出電壓Vo1,相對于負(fù)載LD1供給輸出電壓Vo1和輸出電流IL1。此外,由于第5開關(guān)Q5是對與一次側(cè)的第1開關(guān)Q1至第4開關(guān)Q4相比較低的電壓進(jìn)行開關(guān),因此可以使用與第1開關(guān)Q1~第4開關(guān)Q4相比低耐壓而高速的開關(guān)元件。
第5開關(guān)Q5的漏極端子與二次繞組Vs1、Vs2的中點(diǎn)連接,源極端子與二極管D5的陰極端子及平滑電感器L1的輸入端連接。并且,構(gòu)成為從微機(jī)控制部60向第5開關(guān)Q5的柵極端子輸入PWM信號,在二次繞組Vs1、Vs2中產(chǎn)生電壓的期間內(nèi),第5開關(guān)Q5以規(guī)定時間接通。并且,通過調(diào)整第5開關(guān)Q5接通的時間,從而調(diào)整從整流平滑電路40輸出的輸出電壓Vo1(詳細(xì)內(nèi)容如后所述)。此外,整流平滑電路40的電阻R1是用于對流過負(fù)載LD1的電流(即輸出電流IL1)進(jìn)行檢測的電阻,電阻R1的負(fù)載LD1側(cè)的一端與微機(jī)控制部60連接。
在二次繞組Vs3、Vs4上連接整流平滑電路50,該整流平滑電路50由下述部分構(gòu)成:整流部52,其對在二次繞組Vs3、Vs4中產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行整流;開關(guān)部54,其對由整流部52整流后的電壓進(jìn)行開關(guān);以及平滑部56,其對從開關(guān)部54輸入的電壓進(jìn)行平滑化。整流部52由二極管D3、D4構(gòu)成,二極管D3的陰極端子與二次繞組Vs3的正極側(cè)連接,二極管D4的陰極端子與二次繞組Vs4的負(fù)極側(cè)連接,二極管D3及二極管D4的陽極端子同時與二次側(cè)的地線連接(接地)。通過這樣構(gòu)成,從而整流部52對在二次繞組Vs3、Vs4中感應(yīng)出的電壓進(jìn)行整流,并輸出整流電壓(詳細(xì)內(nèi)容如后所述)。
開關(guān)部54由N溝道MOS型FET的第6開關(guān)Q6(二次側(cè)開關(guān)元件)構(gòu)成,是對向平滑部56的輸入進(jìn)行開關(guān)的電路。平滑部56由二極管D6、平滑電感器L2、平滑電容器C2構(gòu)成,對經(jīng)由開關(guān)部54輸入的整流部52的整流電壓進(jìn)行平滑化而輸出規(guī)定的輸出電壓Vo2,相對于負(fù)載LD2供給輸出電壓Vo2和輸出電流IL2。此外,第6開關(guān)Q6與第5開關(guān)Q5同樣地,由于以與一次側(cè)的第1開關(guān)Q1至第4開關(guān)Q4相比較低的電壓進(jìn)行開關(guān),因此可以使用與第1開關(guān)Q1至第4開關(guān)Q4相比為低耐壓而高速的開關(guān)元件。
第6開關(guān)Q6的漏極端子與二次繞組Vs3、Vs4的中點(diǎn)連接,源極端子與二極管D6的陰極端子及平滑電感器L2的輸入端。并且,構(gòu)成為在從微機(jī)控制部60向第6開關(guān)Q6的柵極端子輸入PWM信號,在二次繞組Vs3、Vs4中產(chǎn)生電壓的期間內(nèi),第6開關(guān)Q6以規(guī)定時間接通。并且,通過對第6開關(guān)Q6接通的時間進(jìn)行調(diào)整,從而對從整流平滑電路50輸出的輸出電壓Vo2進(jìn)行調(diào)整(詳細(xì)內(nèi)容如后所述)。此外,整流平滑電路50的電阻R2是用于檢測流過負(fù)載LD2的電流(即輸出電流IL2)的電阻,電阻R2的負(fù)載LD2側(cè)的一端與微機(jī)控制部60連接。
微機(jī)控制部60是利用在內(nèi)部存儲的程序而進(jìn)行動作的所謂CPU(Central Processing Unit)電路,如圖1所示,與輸出電壓Vo1、Vo2、電阻R1的負(fù)載LD1側(cè)的一端、電阻R2的負(fù)載LD2側(cè)的一端、第1開關(guān)Q1至第6開關(guān)Q6的柵極端子連接。微機(jī)控制部60內(nèi)置AD(Analog-to-Digital)變換器,由此,對整流平滑電路40的輸出電壓Vo1和輸出電流IL1、及整流平滑電路50的輸出電壓Vo2和輸出電流IL2進(jìn)行檢測,基于這些檢測結(jié)果,對第1開關(guān)Q1至第6開關(guān)Q6的接通與斷開進(jìn)行控制(詳細(xì)內(nèi)容如后所述)。
下面,使用圖2對開關(guān)電源裝置100的通常動作進(jìn)行說明。圖2是表示開關(guān)電源裝置100的周期性動作的時序圖,T(n-1)表示第n-1個周期的動作,T(n)表示第n個周期的動作,T(n+1)表示第n+1個周期的動作。此外,n是大于或等于2的任意整數(shù),如圖2所示,各周期由t1~t10的期間構(gòu)成。此外,在圖2中,VgsQ1、VgsQ2、VgsQ3、VgsQ4、VgsQ5及VgsQ6分別是向第1開關(guān)Q1、第2開關(guān)Q2、第3開關(guān)Q3、第4開關(guān)Q4、第5開關(guān)Q5及第6開關(guān)Q6的柵極端子輸入的輸入波形(即PWM信號),Vp是一次繞組Vp的兩端子間的電壓波形,Ids5是第5開關(guān)Q5的漏極-源極間電流的波形,Ids6是第6開關(guān)Q6的漏極-源極間電流的波形。
圖2的t1是VgsQ1及VgsQ4斷開(低電平)、VgsQ2及VgsQ3斷開(低電平)的期間。在該期間,在變壓器T的一次繞組Vp中不產(chǎn)生電動勢,在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中也不會感應(yīng)出電動勢。因此,該期間內(nèi)被控制為,VgsQ5及VgsQ6也斷開(低電平),二極管D1、D2、D3及二極管D4非導(dǎo)通,二極管D5及二極管D6導(dǎo)通。因此,在該期間,不會在平滑電容器C1、C2中積蓄電荷。
圖2的t2是VgsQ1及VgsQ4接通(高電平)、VgsQ2及VgsQ3斷開(低電平)、VgsQ5及VgsQ6斷開(低電平)的期間。在該期間,在變壓器T的一次繞組Vp中產(chǎn)生正向的電動勢,在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中也正向地感應(yīng)。但是,由于VgsQ5及VgsQ6斷開,因此二極管D1、D2、D3及二極管D4非導(dǎo)通,二極管D5及二極管D6導(dǎo)通。因此,在該期間,在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這樣,在本實施方式中,通過從VgsQ1及VgsQ4接通開始直至VgsQ5及VgsQ6接通為止(即直至t3、t4為止),延遲與t2對應(yīng)的時間,從而改善第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4的導(dǎo)通時的開關(guān)損耗(損失)。換言之,在第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4的導(dǎo)通時,在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中不流過電流,因此在一次繞組Vp中也幾乎不流過電流,在第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4中不會產(chǎn)生開關(guān)損耗。
圖2的t3是VgsQ1及VgsQ4接通(高電平)、VgsQ2及VgsQ3斷開(低電平)、VgsQ5接通(高電平)的期間。在該期間,在變壓器T的一次繞組Vp中產(chǎn)生正向的電動勢,在二次繞組Vs1、Vs2中也正向地感應(yīng)。并且,由于VgsQ5接通,因此二極管D2導(dǎo)通,二極管D1及D5非導(dǎo)通。因此,在該期間,在二次繞組Vs1、Vs2、第5開關(guān)Q5、平滑電感器L1、平滑電容器C1中流過電流,因此在二次繞組Vs1、Vs2中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,在平滑電容器C1的兩端生成電壓。這樣,在本實施方式中,構(gòu)成為在t3和t8(后述)的期間,在二次繞組Vs1、Vs2中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,其周期性地重復(fù),其結(jié)果,在平滑電容器C1的兩端生成規(guī)定的輸出電壓Vol。此外,如后所述,VgsQ5的接通時間(t3)基于輸出電壓Vo1及輸出電流IL1而由微機(jī)控制部60決定。此外,在VgsQ5的上升時(即,第5開關(guān)Q5的導(dǎo)通時),會產(chǎn)生第5開關(guān)Q5的開關(guān)損耗,但如上所述,由于第5開關(guān)Q5是與第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4相比為高速的元件,因此第5開關(guān)Q5的開關(guān)損耗比由第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4產(chǎn)生的開關(guān)損耗小。這樣,根據(jù)本實施方式的結(jié)構(gòu),第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4的開關(guān)損耗(即,與2個低速的N溝道MOS型FET相應(yīng)的開關(guān)損耗)被置換為第5開關(guān)Q5的開關(guān)損耗(即,與1個高速的N溝道MOS型FET相應(yīng)的開關(guān)損耗),從而可以使開關(guān)損耗極大地改善。
圖2的t4是VgsQ1及VgsQ4接通(高電平)、VgsQ2及VgsQ3斷開(低電平)、VgsQ6接通(高電平)的期間。在該期間,在變壓器T的一次繞組Vp中產(chǎn)生正向的電動勢,在二次繞組Vs3、Vs4中也正向地感應(yīng)。并且,由于VgsQ6接通,因此二極管D4導(dǎo)通,二極管D3及D6非導(dǎo)通。因此,在該期間,由于在二次繞組Vs3、Vs4、第6開關(guān)Q6、平滑電感器L2、平滑電容器C2中流過電流,因此在二次繞組Vs3、Vs4中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,在平滑電容器C2的兩端生成電壓。這樣,在本實施方式中構(gòu)成為,在t4和t9(后述)的期間,在二次繞組Vs3、Vs4中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,其周期性地重復(fù),其結(jié)果,在平滑電容器C2的兩端生成規(guī)定的輸出電壓Vo2。此外,如后所述,VgsQ6的接通時間(t4)基于輸出電壓Vo2及輸出電流IL2而由微機(jī)控制部60決定。此外,在圖2中,記載為t4與t3相比較長,但如后所述,由于t3及t4分別獨(dú)立地設(shè)定,因此有時t4比t3短。此外,在VgsQ6的上升時(即,第6開關(guān)Q6的導(dǎo)通時),會產(chǎn)生第6開關(guān)Q6的開關(guān)損耗,但如上所述,第6開關(guān)Q6是與第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4相比為高速的元件,第6開關(guān)Q6的開關(guān)損耗與由第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4產(chǎn)生的開關(guān)損耗相比較小。這樣,根據(jù)本實施方式的結(jié)構(gòu),由于將第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4的開關(guān)損耗(即,與2個低速的N溝道MOS型FET相應(yīng)的開關(guān)損耗)置換為第6開關(guān)Q6的開關(guān)損耗(即,與1個高速的N溝道MOS型FET相應(yīng)的開關(guān)損耗),從而可以使開關(guān)損耗極大地改善。
圖2的t5是VgsQ1及VgsQ4接通(高電平)、VgsQ2及VgsQ3斷開(低電平)、VgsQ5及VgsQ6斷開(低電平)的期間。在該期間,在變壓器T的一次繞組Vp中產(chǎn)生正向的電動勢,在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中也正向地感應(yīng)。但是,由于VgsQ5及VgsQ6斷開,因此二極管D1、D2、D3及二極管D4非導(dǎo)通,二極管D5及二極管D6導(dǎo)通。因此,在該期間,在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這樣,在本實施方式中,通過從VgsQ5及VgsQ6斷開開始直至VgsQ1及VgsQ4斷開為止,延遲與t5對應(yīng)的時間,從而改善第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4的關(guān)斷時的開關(guān)損耗。換言之,在第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4的關(guān)斷時,由于在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中不會流過電流,因此在一次繞組Vp中也幾乎不會流過電流,在第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4中不會產(chǎn)生開關(guān)損耗。
圖2的t6與t1相同,是VgsQ1及VgsQ4斷開(低電平)、VgsQ2及VgsQ3斷開(低電平)、VgsQ5及VgsQ6斷開(低電平)的期間。在該期間,在變壓器T的一次繞組Vp中不會產(chǎn)生電動勢,在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中也不會感應(yīng)電動勢。并且,由于VgsQ5及VgsQ6斷開,因此二極管D1、D2、D3及二極管D4非導(dǎo)通,二極管D5及二極管D6導(dǎo)通,因此在平滑電容器C1、C2中不會積蓄電荷。
圖2的t7是VgsQ1及VgsQ4斷開(低電平)、VgsQ2及VgsQ3接通(高電平)、VgsQ5及VgsQ6斷開(低電平)的期間。在該期間,在變壓器T的一次繞組Vp中產(chǎn)生逆向的電動勢,在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中也逆向地感應(yīng)。但是,由于VgsQ5及VgsQ6斷開,因此二極管D1、D2、D3及二極管D4非導(dǎo)通,二極管D5及二極管D6導(dǎo)通。因此,在該期間,在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這樣,在本實施方式中,通過從VgsQ2及VgsQ3接通開始直至VgsQ5及VgsQ6接通為止(即直至t8、t9為止),延遲與t7對應(yīng)的時間,從而改善第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3導(dǎo)通時的開關(guān)損耗。換言之,在第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3導(dǎo)通時,在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中不流過電流,因此在一次繞組Vp中也幾乎不流過電流,在第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3中不會產(chǎn)生開關(guān)損耗。
圖2的t8是VgsQ1及VgsQ4斷開(低電平)、VgsQ2及VgsQ3接通(高電平)、VgsQ5接通(高電平)的期間。在該期間,在變壓器T的一次繞組Vp中產(chǎn)生逆向的電動勢,在二次繞組Vs1、Vs2中也逆向地感應(yīng)。并且,由于VgsQ5接通,因此二極管D1導(dǎo)通,二極管D2及D5非導(dǎo)通。因此,在該期間,在二次繞組Vs1、Vs2、第5開關(guān)Q5、平滑電感器L1、平滑電容器C1中流過電流,因此在二次繞組Vs1、Vs2中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,在平滑電容器C1的兩端生成電壓。這樣,在本實施方式中,構(gòu)成為在t8和t3(前述)的期間,在二次繞組Vs1、Vs2中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,其周期性地重復(fù),其結(jié)果,在平滑電容器C1的兩端生成規(guī)定的輸出電壓Vol。此外,VgsQ5的接通時間(t8)是與t3相同的時間,基于輸出電壓Vo1及輸出電流IL1而由微機(jī)控制部60決定。此外,與t3同樣地,在VgsQ5的上升時(即,第5開關(guān)Q5的導(dǎo)通時),會產(chǎn)生第5開關(guān)Q5的開關(guān)損耗,但如上所述,由于第5開關(guān)Q5是與第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3相比為高速的元件,因此第5開關(guān)Q5的開關(guān)損耗與由第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3產(chǎn)生的開關(guān)損耗相比較小。這樣,根據(jù)本實施方式的結(jié)構(gòu),第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3的開關(guān)損耗(即,與2個低速的N溝道MOS型FET相應(yīng)的開關(guān)損耗)也被置換為第5開關(guān)Q5的開關(guān)損耗(即,與1個高速的N溝道MOS型FET相應(yīng)的開關(guān)損耗),從而可以使開關(guān)損耗極大地改善。
圖2的t9是VgsQ1及VgsQ4斷開(低電平)、VgsQ2及VgsQ3接通(高電平)、VgsQ6接通(高電平)的期間。在該期間,在變壓器T的一次繞組Vp中產(chǎn)生逆向的電動勢,在二次繞組Vs3、Vs4中也逆向地感應(yīng)。并且,由于VgsQ6接通,因此二極管D3導(dǎo)通,二極管D4及D6非導(dǎo)通。因此,在該期間,由于在二次繞組Vs3、Vs4、第6開關(guān)Q6、平滑電感器L2、平滑電容器C2中流過電流,因此在二次繞組Vs3、Vs4中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,在平滑電容器C2的兩端生成電壓。這樣,在本實施方式中構(gòu)成為,在t9和t4(前述)的期間,在二次繞組Vs3、Vs4中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,其周期性地重復(fù),其結(jié)果,在平滑電容器C2的兩端生成規(guī)定的輸出電壓Vo2。此外,VgsQ6的接通時間(t9)是與t4相同的時間,基于輸出電壓Vo2及輸出電流IL2而由微機(jī)控制部60決定。此外,與t3及t4同樣地,在圖2中,t9記載為與t8相比較長,但t8及t9分別獨(dú)立地設(shè)置,因此有時t9比t8更短。此外,與t4同樣地,在VgsQ6的上升時(即,第6開關(guān)Q6的導(dǎo)通時),會產(chǎn)生第6開關(guān)Q6的開關(guān)損耗,但如上所述,由于第6開關(guān)Q6是與第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3相比為高速的元件,因此第6開關(guān)Q6的開關(guān)損耗與由第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3產(chǎn)生的開關(guān)損耗相比較小。這樣,根據(jù)本實施方式的結(jié)構(gòu),第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3的開關(guān)損耗(即,與2個低速的N溝道MOS型FET相應(yīng)的開關(guān)損耗)也被置換為第6開關(guān)Q6的開關(guān)損耗(即,與1個高速的N溝道MOS型FET相應(yīng)的的開關(guān)損耗),從而可以使開關(guān)損耗極大地改善。
圖2的t10是VgsQ1及VgsQ4斷開(低電平)、VgsQ2及VgsQ3接通(高電平)、VgsQ5及VgsQ6斷開(低電平)的期間。在該期間,在變壓器T的一次繞組Vp中產(chǎn)生逆向的電動勢,在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中也逆向地感應(yīng)。但是,由于VgsQ5及VgsQ6斷開,因此二極管D1、D2、D3及二極管D4非導(dǎo)通,二極管D5及二極管D6導(dǎo)通。因此,在該期間,在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這樣,在本實施方式中,通過從VgsQ5及VgsQ6斷開開始直至VgsQ2及VgsQ3斷開為止,延遲與t10對應(yīng)的時間,從而改善第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3的關(guān)斷時的開關(guān)損耗。換言之,在第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3的關(guān)斷時,在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中不會流過電流,因此在一次繞組Vp中幾乎不會流過電流,在第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3中不會產(chǎn)生開關(guān)損耗。
這樣,在本實施方式中構(gòu)成為,在VgsQ1及VgsQ4接通(高電平)、VgsQ2及VgsQ3斷開(低電平)的期間、以及VgsQ1及VgsQ4斷開(低電平)、VgsQ2及VgsQ3接通(高電平)的期間內(nèi),VgsQ5及VgsQ6進(jìn)行接通與斷開,由此在第1開關(guān)Q1、第2開關(guān)Q2、第3開關(guān)Q3及第4開關(guān)Q4進(jìn)行導(dǎo)通及關(guān)斷時,不會產(chǎn)生負(fù)載電流。因此,在第1開關(guān)Q1、第2開關(guān)Q2、第3開關(guān)Q3及第4開關(guān)Q4進(jìn)行導(dǎo)通及關(guān)斷時不會產(chǎn)生開關(guān)損耗。
下面,對在開關(guān)電源裝置100的微機(jī)控制部60中執(zhí)行的輸出電壓調(diào)整處理(程序)進(jìn)行說明,同時對于開關(guān)電源裝置100的通常動作更詳細(xì)地說明。圖3是在開關(guān)電源裝置100的微機(jī)控制部60中執(zhí)行的輸出電壓調(diào)整處理的流程圖,示出每隔圖2所示的1個周期而執(zhí)行的處理。此外,由于輸出電壓調(diào)整處理是每隔1個周期重復(fù)執(zhí)行的處理,因此在以下的說明中,著眼于圖2的T(n)(即,第n個周期)而進(jìn)行詳述。
如圖3所示,如果開始輸出電壓調(diào)整處理,則微機(jī)控制部60首先執(zhí)行步驟S100。在步驟S100中,微機(jī)控制部60將在1個周期前即(n-1)的周期的輸出電壓調(diào)整處理中求出的各設(shè)定值(即后述的VgsQ1、VgsQ2、VgsQ3、VgsQ4、VgsQ5及VgsQ6的各波形的PWM數(shù)據(jù))保存在微機(jī)控制部60內(nèi)的寄存器(未圖示)中。微機(jī)控制部60的硬件構(gòu)成為,如果VgsQ1、VgsQ2、VgsQ3、VgsQ4、VgsQ5及VgsQ6的各波形的PWM數(shù)據(jù)保存在寄存器中,則根據(jù)該P(yáng)WM數(shù)據(jù),輸出VgsQ1、VgsQ2、VgsQ3、VgsQ4、VgsQ5及VgsQ6的各波形(即PWM信號),第1開關(guān)Q1至第6開關(guān)Q6被進(jìn)行接通與斷開控制。具體地說,如圖2所示,第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4利用規(guī)定的PWM信號而接通與斷開(圖2:VgsQ1、VgsQ4),第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3利用規(guī)定的PWM信號而接通與斷開(圖2:VgsQ2、VgsQ3)。并且,微機(jī)控制部60從第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4的上升沿開始,經(jīng)過時間t2后,將第5開關(guān)Q5及第6開關(guān)Q6接通,在將第5開關(guān)Q5接通而經(jīng)過t3的時間后,將第5開關(guān)Q5斷開,在將第6開關(guān)Q6接通而經(jīng)過t4的時間后,將第6開關(guān)Q6斷開(圖2:VgsQ5、VgsQ6)。此外,從將第6開關(guān)Q6斷開開始直至第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4的下降沿為止,設(shè)置時間t5。此外,微機(jī)控制部60從第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3的上升沿開始經(jīng)過時間t7后,將第5開關(guān)Q5及第6開關(guān)Q6接通,在將第5開關(guān)Q5接通而經(jīng)過t8的時間后,將第5開關(guān)Q5斷開,在將第6開關(guān)Q6接通而經(jīng)過t9的時間后,將第6開關(guān)Q6斷開(圖2:VgsQ5、VgsQ6)。此外,從將第6開關(guān)Q6斷開開始直至第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3的下降沿為止,設(shè)置時間t10。
這樣,在本實施方式中構(gòu)成為,在第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4接通的期間、以及第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3接通的期間內(nèi),第5開關(guān)Q5及第6開關(guān)Q6進(jìn)行接通與斷開,構(gòu)成為在變壓器T的一次繞組Vp中流過順向電流,在二次繞組Vs1、Vs2及二次繞組Vs3、Vs4中可靠地感應(yīng)出電動勢時,第5開關(guān)Q5及第6開關(guān)Q6進(jìn)行接通與斷開。即,在第1開關(guān)Q1、第2開關(guān)Q2、第3開關(guān)Q3及第4開關(guān)Q4進(jìn)行導(dǎo)通或關(guān)斷時,第5開關(guān)Q5及第6開關(guān)Q6斷開,因此不會產(chǎn)生第1開關(guān)Q1、第2開關(guān)Q2、第3開關(guān)Q3及第4開關(guān)Q4的開關(guān)損耗。如果步驟S100結(jié)束(即,各波形的PWM數(shù)據(jù)保存在寄存器中),則處理進(jìn)入步驟S120。
在步驟S120中,微機(jī)控制部60對于從VgsQ1的上升經(jīng)過規(guī)定時間后的從整流平滑電路40輸入的輸出電壓Vo1和輸出電流IL1(即,電阻R1的一端部的電壓)、及從整流平滑電路50輸入的輸出電壓Vo2和輸出電流IL2(即,電阻R2的一端部的電壓),使用內(nèi)置的AD變換器進(jìn)行AD(Analog-to-Digital:模數(shù))變換,測定各電壓值及各電流值。如果步驟S120結(jié)束,則處理進(jìn)入步驟S140。
在步驟S140中,微機(jī)控制部60對于由步驟S120測定出的輸出電壓Vo1、輸出電流IL1、輸出電壓Vo2及輸出電流IL2,求出與預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值之間的差(即ERROR值)。如果步驟S140結(jié)束,則處理進(jìn)入步驟S160。
在步驟S160中,微機(jī)控制部60基于在步驟S140中求出的輸出電壓Vo1的ERROR值、及輸出電流IL1的ERROR值,求出第5開關(guān)Q5的占空比(即,第5開關(guān)Q5的接通時間(t3及t8))。更具體地說,本實施方式的開關(guān)電源裝置100構(gòu)成為,以使輸出電壓Vo1為恒定的恒壓電源模式、和使輸出電流IL1為恒定的恒流電源模式起作用,在恒壓電源模式中,求出為了使輸出電壓Vo1的ERROR值為零而所需的(即,為了使輸出電壓Vo1與目標(biāo)值一致而所需的)第5開關(guān)Q5的占空比(即,第5開關(guān)Q5的接通時間(t3及t8))。此外,在恒流電源模式中,求出為了使輸出電流IL1的ERROR值為零而所需的(即,為了使輸出電流IL1與目標(biāo)值一致而所需的)第5開關(guān)Q5的占空比(即,第5開關(guān)Q5的接通時間(t3及t8))。
此外,同樣地,微機(jī)控制部60基于在步驟S140中求出的輸出電壓Vo2的ERROR值、及輸出電流IL2的ERROR值,求出第6開關(guān)Q6的占空比(即,第6開關(guān)Q6的接通時間(t4及t9))。更具體地說,本實施方式的開關(guān)電源裝置100構(gòu)成為,以使輸出電壓Vo2為恒定的恒壓電源模式、和使輸出電流IL2為恒定的恒流電源模式起作用,在恒壓電源模式中,求出為了使輸出電壓Vo2的ERROR值為零而所需的(即,為了使輸出電壓Vo2與目標(biāo)值一致而所需的)第6開關(guān)Q6的占空比(即,第6開關(guān)Q6的接通時間(t4及t9))。此外,在恒流電源模式中,求出為了使輸出電流IL2的ERROR值為零而所需的(即,為了使輸出電流IL2與目標(biāo)值一致而所需的)第6開關(guān)Q6的占空比(即,第6開關(guān)Q6的接通時間(t4及t9))。如果步驟S160結(jié)束,則處理進(jìn)入步驟S180。
在步驟S180中,微機(jī)控制部60基于在步驟S160中求出的第5開關(guān)Q5的占空比及第6開關(guān)Q6的占空比,求出第1開關(guān)Q1至第4開關(guān)Q4的占空比。具體地說,以使得第5開關(guān)Q5的接通時間及第6開關(guān)Q6的接通時間包含在第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4的接通時間(即,t2+t4+t5)內(nèi)的方式,設(shè)定第1開關(guān)Q1及第4開關(guān)Q4的占空比,與其對應(yīng)(即,使其反轉(zhuǎn))而設(shè)定第2開關(guān)Q2及第3開關(guān)Q3的占空比。這樣,在本實施方式中構(gòu)成為,基于二次側(cè)電路的控制量(即,第5開關(guān)Q5的接通時間及第6開關(guān)Q6的接通時間),設(shè)定一次側(cè)電路的控制量(即,第1開關(guān)Q1至第4開關(guān)Q4的接通時間),從而使第1開關(guān)Q1至第4開關(guān)Q4的接通時間為必要最低限度,由此抑制勵磁電力,抑制不必要的電力消耗。此外,在設(shè)定第1開關(guān)Q1至第4開關(guān)Q4的占空比時,優(yōu)選考慮一次繞組Vp的動作延遲時間、及第1開關(guān)Q1至第4開關(guān)Q4的動作延遲時間。如果步驟S180結(jié)束,則處理進(jìn)入步驟S200。
在步驟S200中,微機(jī)控制部60基于在步驟S180中求出的第1開關(guān)Q1至第4開關(guān)Q4的占空比,計算為了生成向第1開關(guān)Q1至第4開關(guān)Q4的柵極端子輸出的各波形(VgsQ1、VgsQ2、VgsQ3、VgsQ4)而所需的參數(shù)。更具體地說,微機(jī)控制部60對于VgsQ1、VgsQ2、VgsQ3、VgsQ4的各波形,基于基準(zhǔn)時鐘,計算進(jìn)行接通與斷開(High/Low)的定時,并作為PWM數(shù)據(jù)而存儲于內(nèi)部的存儲器中。此外,在計算VgsQ1、VgsQ2、VgsQ3、VgsQ4的各波形的接通與斷開的定時(即PWM數(shù)據(jù))時,考慮第1開關(guān)Q1至第4開關(guān)Q4的導(dǎo)通時間、關(guān)斷時間、上升時間、下降時間等。如果步驟S200結(jié)束,則處理進(jìn)入步驟S220。
在步驟S220中,微機(jī)控制部60基于在步驟S160中求出的第5開關(guān)Q5的占空比及第6開關(guān)Q6的占空比,計算為了生成向第5開關(guān)Q5及第6開關(guān)Q6的柵極端子輸出的各波形(VgsQ5、VgsQ6)而所需的參數(shù)。更具體地說,微機(jī)控制部60對于VgsQ5、VgsQ6的各波形,基于基準(zhǔn)時鐘,計算進(jìn)行接通與斷開(High/Low)的定時,并作為PWM數(shù)據(jù)而存儲在內(nèi)部的存儲器中。此外,在計算VgsQ5、VgsQ6的各波形的接通與斷開的定時(即PWM數(shù)據(jù))時,考慮第5開關(guān)Q5及第6開關(guān)Q6的導(dǎo)通時間、關(guān)斷時間、上升時間、下降時間等。如果步驟S220結(jié)束,則輸出電壓調(diào)整處理結(jié)束。
這樣,通過以固定的周期重復(fù)執(zhí)行輸出電壓調(diào)整處理,從而以使得輸出電壓Vo1(或者輸出電流IL1)、及輸出電壓Vo2(或者輸出電流IL2)與目標(biāo)值一致的方式,對第1開關(guān)Q1至第6開關(guān)Q6進(jìn)行接通與斷開控制(即反饋控制)。因此,從本實施方式的開關(guān)電源裝置100輸出的輸出電壓Vo1(或輸出電流IL1)、輸出電壓Vo2(或輸出電流IL2)精度極高且穩(wěn)定。此外,在本實施方式中,作為一次側(cè)電路而采用全橋電路,因此可以進(jìn)行大電力的供給。
以上是本發(fā)明的實施方式的說明,但本發(fā)明并不限定于上述實施方式的結(jié)構(gòu),在其技術(shù)思想的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形。
例如,在本實施方式中,作為對第1開關(guān)Q1至第6開關(guān)Q6進(jìn)行接通與斷開控制的結(jié)構(gòu)而使用微機(jī)控制部60,但并不限定于該結(jié)構(gòu),也可以將公知的門電路、延遲電路等組合而構(gòu)成。
此外,本實施方式的第1開關(guān)Q1至第6開關(guān)Q6是N溝道MOS型FET,但并不限定于該結(jié)構(gòu),也可以使用模擬開關(guān)等其它的開關(guān)元件。
此外,本實施方式的開關(guān)電源裝置100,以具有2個整流平滑電路40、50,向2個負(fù)載LD1、LD2供給電力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明,但并不限定為一定是該結(jié)構(gòu),可以通過變更二次繞組的數(shù)量,從而構(gòu)成為具有N個(N為大于或等于1的整數(shù))整流平滑電路,向N個負(fù)載供給電力。
此外,在本實施方式中,開關(guān)電源裝置100構(gòu)成為,以使輸出電壓Vo1、Vo2為恒定的恒壓電源模式、和使輸出電流IL1、IL2為恒定的恒流電源模式起作用,但例如也可以構(gòu)成為,以兼具兩者的恒壓恒流模式起作用。在該情況下可以構(gòu)成為,微機(jī)控制部60可以基于輸出電壓Vo1的ERROR值及輸出電流IL1的ERROR值中的任一個較大的值而求出第5開關(guān)Q5的占空比,并基于輸出電壓Vo2的ERROR值及輸出電流IL2的ERROR值中的任一個較大的值而求出第6開關(guān)Q6的占空比。此外,在恒壓電源模式中,不必一定要檢測輸出電流IL1、IL2,在恒流電源模式,不必一定要檢測輸出電壓Vo1、Vo2。
此外,本實施方式的開關(guān)電源裝置100搭載于紫外線照射裝置中而向LED模塊等供給電力,但并不限定于該用途。
(第2實施方式)
圖4是表示本發(fā)明的第2實施方式涉及的開關(guān)電源裝置200的概略結(jié)構(gòu)的電路圖。此外,圖5是本發(fā)明的第2實施方式涉及的開關(guān)電源裝置200的時序圖。如圖4所示,本實施方式的開關(guān)電源裝置200與第1實施方式涉及的開關(guān)電源裝置100的不同點(diǎn)在于,取代二極管D1、D2、第5開關(guān)Q5而具有第7開關(guān)Q7、第8開關(guān)Q8,取代二極管D3、D4、第6開關(guān)Q6而具有第9開關(guān)Q9、第10開關(guān)Q10,第7開關(guān)Q7、第8開關(guān)Q8、第9開關(guān)Q9及第10開關(guān)Q10通過上述輸出電壓調(diào)整處理而被進(jìn)行接通與斷開控制。以下,對于與第1實施方式涉及的開關(guān)電源裝置100的不同點(diǎn)進(jìn)行詳述。此外,在圖5中,VgsQ7、VgsQ8、VgsQ9、VgsQ10分別是向第7開關(guān)Q7、第8開關(guān)Q8、第9開關(guān)Q9及第10開關(guān)Q10的柵極端子輸入的輸入波形(即PWM信號),Vp是一次繞組Vp的兩端子間的電壓波形,Ids7、Ids8、Ids9及Ids10分別是第7開關(guān)Q7、第8開關(guān)Q8、第9開關(guān)Q9及第10開關(guān)Q10的漏極-源極間電流的波形。
在本實施方式的二次繞組Vs1、Vs2上連接整流平滑電路40,該整流平滑電路40由下述部分構(gòu)成:整流·開關(guān)部43,其對在二次繞組Vs1、Vs2中產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行整流,并且進(jìn)行開關(guān);以及平滑部46,其對從整流·開關(guān)部43輸入的電壓進(jìn)行平滑化。整流·開關(guān)部43由第7開關(guān)Q7、第8開關(guān)Q8構(gòu)成,起到第1實施方式的整流部42及開關(guān)部44的功能。
第7開關(guān)Q7及第8開關(guān)Q8是不具有體二極管的N溝道MOS型FET(二次側(cè)開關(guān)元件),是對向平滑部46的輸入進(jìn)行開關(guān)的電路。第8開關(guān)Q8的漏極端子與二次繞組Vs1的正極側(cè)連接,第7開關(guān)Q7的漏極端子與二次繞組Vs2的負(fù)極側(cè)連接,二次繞組Vs1和二次繞組Vs2的中點(diǎn),與二極管D5的陰極端子及平滑電感器L1的輸入端連接。并且構(gòu)成為,向第7開關(guān)Q7及第8開關(guān)Q8的柵極端子輸入來自微機(jī)控制部60的PWM信號(VgsQ7、VgsQ8),在二次繞組Vs1、Vs2中產(chǎn)生電壓的期間內(nèi),第7開關(guān)Q7及第8開關(guān)Q8以規(guī)定時間接通。具體地說,如圖5所示構(gòu)成為,本實施方式的第7開關(guān)Q7在t3的期間接通(高電平),第8開關(guān)Q8在t8的期間接通(高電平),與第1實施方式同樣地,在t3和t8的期間,在二次繞組Vs1、Vs2中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,其周期性地重復(fù),其結(jié)果,在平滑電容器C1的兩端生成規(guī)定的輸出電壓Vol。
此外,在本實施方式的二次繞組Vs3、Vs4上連接整流平滑電路50,該整流平滑電路50由下述部分構(gòu)成:整流·開關(guān)部53,其對在二次繞組Vs3、Vs4中產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行整流,并且進(jìn)行開關(guān);以及平滑部56,其對從整流·開關(guān)部53輸入的電壓進(jìn)行平滑化。整流·開關(guān)部53由第9開關(guān)Q9、第10開關(guān)Q10構(gòu)成,起到第1實施方式的整流部52及開關(guān)部54的功能。
第9開關(guān)Q9及第10開關(guān)Q10與第7開關(guān)Q7及第8開關(guān)Q8同樣地,是不具有體二極管的N溝道MOS型FET(二次側(cè)開關(guān)元件),是對向平滑部56的輸入進(jìn)行開關(guān)的電路。第10開關(guān)Q10的漏極端子與二次繞組Vs3的正極側(cè)連接,第9開關(guān)Q9的漏極端子與二次繞組Vs4的負(fù)極側(cè)連接,二次繞組Vs3和二次繞組Vs4的中點(diǎn)與二極管D6的陰極端子及平滑電感器L2的輸入端連接。并且,向第9開關(guān)Q9及第10開關(guān)Q10的柵極端子輸入來自微機(jī)控制部60的PWM信號(VgsQ9、VgsQ10),構(gòu)成為在二次繞組Vs3、Vs4中產(chǎn)生電壓的期間內(nèi),第9開關(guān)Q9及第10開關(guān)Q10以規(guī)定時間接通。具體地說,如圖5所示構(gòu)成為,本實施方式的第9開關(guān)Q9在t4的期間接通(高電平),第10開關(guān)Q10在t9的期間接通(高電平),與第1實施方式同樣地,在t4和t9的期間,在二次繞組Vs3、Vs4中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,其周期性地重復(fù),其結(jié)果,在平滑電容器C2的兩端生成規(guī)定的輸出電壓Vo2。
在本實施方式中,也與第1實施方式同樣地,在第1開關(guān)Q1、第2開關(guān)Q2、第3開關(guān)Q3及第4開關(guān)Q4導(dǎo)通及關(guān)斷時,在二次繞組Vs3、Vs4中不流過電流,因此在一次繞組Vp中也幾乎不流過電流,在第1開關(guān)Q1、第2開關(guān)Q2、第3開關(guān)Q3及第4開關(guān)Q4中不會產(chǎn)生開關(guān)損耗。
此外,以上公開的實施方式的各方面內(nèi)容均是示例,并不應(yīng)認(rèn)為其是限制性的。本發(fā)明的范圍并不由上述說明示出,而是由權(quán)利要求書示出,其含義為,包含權(quán)利要求書和與其相當(dāng)范圍內(nèi)的全部變更。