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隔離式開關電源.pdf

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隔離 開關電源
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摘要
申請專利號:

CN201180004536.5

申請日:

2011.07.13

公開號:

CN102668351B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H02M 3/28申請日:20110713|||公開
IPC分類號: H02M3/28 主分類號: H02M3/28
申請人: 新電元工業株式會社
發明人: 林正明; 成澤博
地址: 日本東京都
優先權: 2010.07.14 JP 2010-159483
專利代理機構: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙) 11343 代理人: 尚志峰;汪海屏
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201180004536.5

授權公告號:

102668351B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.07|||2012.11.07|||2012.09.12

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供能夠充分降低備用模式下的功率消耗的隔離式開關電源。隔離式開關電源(1)包括:電容器(C5),其供應控制開關元件(Q1)的開關所需的控制功率;第一控制部(10),其具有供應恒電流的恒電流供應部(14),并對開關元件(Q1)進行開關控制;開關元件(Q11),其將第一控制部(10)與電容器(C5)短路或斷開;電容元件部(121),其具有電容器(C4),該電容器(C4)的兩端電壓與備用模式下的輸出電壓相對應地變化,并且該電容器(C4)由恒電流供應部(14)供應恒電流;以及第二控制部(12),其與電容器(C4)的兩端電壓相對應地在備用模式下的開關停頓期間內,短路或斷開開關元件(Q11)來控制第一控制部(10)的供電。

權利要求書

1.一種隔離式開關電源,其對開關元件以連續振蕩狀態或間歇
振蕩狀態進行開關控制,以從輸入電壓向必要的輸出電壓進行變換控
制,其特征在于,包括:
控制功率供應源,其供應控制所述開關所需的控制功率;
第一控制部,其具有電流供應部,所述電流供應部在從所述控制
功率供應源接受供電的期間中的至少一部分期間內供應預先確定的電
流,并且所述第一控制部在所述連續振蕩狀態或所述間歇振蕩狀態下
對所述開關元件進行開關控制;
控制功率供應開關,其將所述第一控制部與所述控制功率供應源
短路或斷開;
電容元件部,其具有第一電容器,所述第一電容器的兩端電壓與
所述間歇振蕩狀態下的輸出電壓相對應地變化,并且所述第一電容器
由所述電流供應部供應電流;以及
第二控制部,其與所述第一電容器的兩端電壓相對應地,在所述
間歇振蕩狀態下的開關停頓期間中的至少一部分期間內,斷開所述控
制功率供應開關來控制所述第一控制部的供電。
2.如權利要求1所述的隔離式開關電源,其特征在于,
所述電流供應部根據所述第一電容器的兩端電壓而改變向所述第
一電容器供應的電流值。
3.如權利要求1或2所述的隔離式開關電源,其特征在于,
當所述第一電容器的兩端電壓變為第二設定電壓以上、并且所述
輸出電壓變為上限電壓以上時,所述第一控制部停止所述開關元件的
開關。
4.如權利要求1或2所述的隔離式開關電源,其特征在于,
當在從所述控制功率供應源向所述第一控制部進行供電的期間內
所述輸出電壓變為所述上限電壓以上時,所述電流供應部開始向所述
第一電容器供應電流,以及
當所述第一電容器的兩端電壓變為第二設定電壓以上、并且所述
輸出電壓變為上限電壓以上時,所述第一控制部停止所述開關元件的
開關。
5.一種隔離式開關電源,其對開關元件以連續振蕩狀態或間歇
振蕩狀態進行開關控制,以從輸入電壓向必要的輸出電壓進行變換控
制,其特征在于,包括:
控制功率供應源,其供應控制所述開關所需的控制功率;
第一控制部,其具有恒電流供應部,所述恒電流供應部在從所述
控制功率供應源接受供電的期間中的至少一部分期間內供應預先確定
的恒電流,并且所述第一控制部在所述連續振蕩狀態或所述間歇振蕩
狀態下對所述開關元件進行開關控制;
控制功率供應開關,其將所述第一控制部與所述控制功率供應源
短路或斷開;
電容元件部,其具有第一電容器,所述第一電容器的兩端電壓與
所述間歇振蕩狀態下的輸出電壓相對應地變化,并且所述第一電容器
由所述恒電流供應部供應恒電流;以及
第二控制部,其與所述第一電容器的兩端電壓相對應地在所述間
歇振蕩狀態下的開關停頓期間中的至少一部分期間內,斷開所述控制
功率供應開關來控制所述第一控制部的供電。
6.如權利要求5所述的隔離式開關電源,其特征在于,
所述恒電流供應部根據所述第一電容器的兩端電壓而改變向所述
第一電容器供應的恒電流值。
7.如權利要求5或6所述的隔離式開關電源,其特征在于,
當所述第一電容器的兩端電壓變為第二設定電壓以上、并且所述
輸出電壓變為上限電壓以上時,所述第一控制部停止所述開關元件的
開關。
8.如權利要求5或6所述的隔離式開關電源,其特征在于,
當在從所述控制功率供應源向所述第一控制部進行供電的期間內
所述輸出電壓變為所述上限電壓以上時,所述恒電流供應部開始向所
述第一電容器供應恒電流,
當所述第一電容器的兩端電壓變為第二設定電壓以上、并且所述
輸出電壓變為上限電壓以上時,所述第一控制部停止所述開關元件的
開關。
9.如權利要求1至8中任一項所述的隔離式開關電源,其特征
在于,
所述第二控制部包括所述電容元件部,
所述電容元件部包括所述第一電容器、第一開關元件以及第二開
關元件,
所述第一電容器的一端與所述第一開關元件的控制端子連接,
所述第一電容器的另一端與所述第一開關元件的輸出端子以及所
述第二開關元件的輸出端子連接,
所述第一開關元件的輸入端子與所述第二開關元件的控制端子連
接,并且經由驅動所述第二開關元件的驅動部而與所述控制功率供應
源連接,
所述第二開關元件的輸入端子與所述控制功率供應開關的控制端
子連接。
10.如權利要求1至9中任一項所述的隔離式開關電源,其特征
在于,
包括第一放電裝置,當所述輸出電壓變為下限電壓以下時,所述
第一放電裝置使所述第一電容器的兩端電壓下降。
11.如權利要求10所述的隔離式開關電源,其特征在于,
當向所述連續振蕩狀態轉移的狀態切換信號輸入至所述第一放電
裝置時,所述第一放電裝置使所述第一電容器的兩端電壓下降。
12.如權利要求1至11中任一項所述的隔離式開關電源,其特
征在于,
包括第二電容器,所述第二電容器在所述間歇振蕩狀態下的所述
開關停頓期間內被充電,
其中,所述隔離式開關電源根據所述第二電容器的兩端電壓來識
別所述輸入電壓的供應被開始的情況和在所述間歇振蕩狀態下重新開
始從所述控制功率供應源向所述第一控制部供電的情況。
13.如權利要求1至12中任一項所述的隔離式開關電源,其特
征在于,
包括與所述第一電容器并聯連接的第二放電裝置。
14.如權利要求1至13中任一項所述的隔離式開關電源,其特
征在于,
當所述第一電容器的兩端電壓變為第一設定電壓以上時,所述第
二控制部斷開所述控制功率供應開關。
15.如權利要求3、4、7或8所述的隔離式開關電源,其特征在
于,
包括啟動電路,所述啟動電路通過所述輸入電壓來啟動所述第一
控制部和所述第二控制部,
當所述第一電容器的兩端電壓變為所述第二設定電壓以上時,所
述啟動電路的動作被禁止。
16.如權利要求15所述的隔離式開關電源,其特征在于,
當所述第一電容器的兩端電壓變得小于所述第二設定電壓時,解
除對所述啟動電路的動作的禁止,并且通過所述第二控制部使所述控
制功率供應開關短路。
17.如權利要求15或16所述的隔離式開關電源,其特征在于,
在所述間歇振蕩狀態下的從使斷開狀態的所述控制功率供應開關
短路起經過第一時間為止的特定期間內,停止所述啟動電路的動作。
18.如權利要求17所述的隔離式開關電源,其特征在于,
包括特定控制部,當向所述第一控制部供應的控制電壓大于等于
第一閾值電壓時,所述特定控制部停止所述啟動電路的動作并且開始
所述開關元件的開關控制,當所述控制電壓小于等于比所述第一閾值
電壓低的第二閾值電壓時,所述特定控制部開始所述啟動電路的動作
并且停止所述開關元件的開關控制,
其中,在所述間歇振蕩狀態下的所述特定期間內,將所述特定控
制部所使用的閾值電壓固定為所述第二閾值電壓。

說明書

隔離式開關電源

技術領域

本發明涉及隔離式開關電源,尤其涉及降低備用模式下的功率消
耗的隔離式開關電源。

背景技術

以往,隔離式開關電源通過使開關元件開關來將輸入的電壓變
換成期望的電壓后輸出。在這樣的隔離式開關電源中,為了降低備用
模式下的功率消耗,使用在備用模式下對開關元件進行突發控制的方
法。根據該方法,在備用模式下,以預定周期進行開關元件的開關的
振蕩期間和臨時停止開關元件的開關的開關停頓期間被重復。因此,
能夠減少每單時間的開關次數,因此能夠削減每單位時間的開關損
失,其結果是,能夠降低備用模式下的功率消耗。

此外,作為進一步降低備用模式下的功率消耗的方法,提出了各
種方法(例如,參考專利文獻1~4)。

專利文獻1公開了在備用模式下,當輸出電壓高于上限電壓時停
止開關元件的開關、當輸出電壓低于下限電壓時開始開關元件的開關
的方法。根據該方法,能夠增加輸出紋波來延長突發周期,因此能夠
進一步降低備用模式下的功率消耗。

但是,在專利文獻1所示的方法中,在備用模式的開關停頓期間
內,也仍向控制開關元件的驅動的電路和元件供應控制功率。因此,
即使在備用模式的開關停頓期間內,也會由于這些電路和元件而產生
功率損失。

相對于此,專利文獻2公開了如下方法:在隔離式開關電源中,
在向上述的電路和元件供應控制功率的線上設置開關電路,并且在備
用模式下的開關停頓期間內停止向上述的電路和元件供應控制功率。
根據該方法,在備用模式的開關停頓期間內,能夠防止由于上述的電
路和元件而產生功率損失。

此外,專利文獻3公開了如下方法:設置用于開啟關閉向上述的
電路和元件供應控制功率的開關裝置,并且當輸出電壓超過了預先確
定的給定值時,通過開關裝置來關閉控制功率的供應。根據該方法,
能夠防止在輸出電壓超過了給定值時由于上述的電路和元件而發生功
率損失。這里,在備用模式的振蕩期間內,輸出電壓上升,因此一旦
輸出電壓超過預先確定的給定值就轉換到開關停頓期間,能夠在備用
模式的開關停頓期間內防止由于上述的電路和元件而發生功率損失。

此外,專利文獻4公開了在隔離式開關電源中,能夠通過將啟動
電阻和開關電路串聯連接的啟動電路向上述的電路和元件供應控制功
率的方法。當在備用模式下輸出電壓高于上限電壓時,該隔離式開關
電源停止開關元件的開關,并且將開關電路設為截止狀態來使啟動電
路停止。另一方面,當在備用模式下,輸出電壓低于下限電壓時,將
開關電路設為導通狀態來使啟動電路動作,從而開始開關元件的開
關。根據該隔離式開關電源,能夠在備用模式的開關停頓期間內防止
由于啟動電阻而產生功率損失。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本專利文獻特開2002-58238號公報

專利文獻2:日本專利文獻特開2004-88959號公報

專利文獻3:日本專利文獻實開平H03-113986號公報

專利文獻4:日本專利文獻特開2000-270544號公報

發明內容

發明要解決的問題

在專利文獻2所示的方法中,如上所述,在備用模式的開關停頓
期間內,停止向控制開關元件的驅動的電路和元件供應控制功率。因
此,在備用模式的開關停頓期間內,由于開關元件的開關停止,因此
輸出電壓隨著時間的經過而下降。因此,在一次側電路中設置了差動
放大器,該差動放大器判定從二次側電路發送的輸出電壓檢測信號的
信號電平,并檢測出輸出電壓是否已下降到預先確定的下限電壓。在
專利文獻2所示的隔離式開關電源中,例如,如專利文獻2的圖3所
示,當輸出電壓下降到下限電壓時,一次側電路重新開始向上述的電
路和元件供應控制功率,并重新開始開關元件的開關。

即,在專利文獻2所示的方法中,在備用模式的開關停頓期間
內,為了穩定地控制輸出電壓的下限電壓,需要在一次側電路使差動
放大器持續動作,因此一次側電路必須持續向差動放大器供應電流。
該差動放大器由于功率消耗大,因此在備用模式的開關停頓期間內,
無法充分降低隔離式開關電源的功率消耗。因此,在隔離式開關電源
中,既穩定地控制輸出電壓的下限電壓又充分降低功率消耗是非常困
難的。

在專利文獻4所示的方法中,雖在備用模式的開關停頓期間內,
啟動電路也停止,但在備用模式的振蕩期間內,啟動電路動作,因此
無法充分降低備用模式中的功率消耗。

可以考慮在備用模式的開關停頓期間內停止對包括上述差動放大
器在內的與開關元件的開關相關的所有元件和電路供應控制功率的方
法。

這里,當如專利文獻2等所示的方法那樣想要通過開關來停止控
制功率的供應時,需要為了在停止了控制功率的供應的期間內將開關
維持在截止狀態所需的電力。因此,在專利文獻2~4所示的方法
中,無法停止向上述所有元件和電路供應的控制功率的供應。

相對于此,可以考慮將對控制開關元件的驅動的電路和元件供應
的控制電壓設為0V的方法。根據該方法,不需要用于停止控制功率
的供應的開關,因此不用為了將該開關維持在截止狀態而進行控制功
率的供應,就能夠停止向上述的所有元件和電路供應控制功率。但
是,在備用模式下,當從開關停頓期間轉變到振蕩期間時,為了在短
時間內將控制電壓從0V提高到規定的電平,需要使啟動電路動作。
因此,在備用模式下,每當從開關停頓期間轉變到振蕩期間時,啟動
電路會消耗功率。

由以上可知,在備用模式的開關停頓期間內,即使停止向與開關
元件的開關相關的所有元件和電路供應控制功率,也有可能無法達到
充分降低功率消耗的目的。

鑒于上述的問題,本發明的目的在于提供能夠充分降低備用模式
下的功率消耗的隔離式開關電源。

用于解決問題的手段

本發明為了解決上述的問題而提出了下述各項。

(1)本發明提出了一種隔離式開關電源(例如,相當于圖1的
隔離式開關電源1),其對開關元件(例如,相當于圖1的開關元件
Q1)以連續振蕩狀態(例如,相當于后述的正常模式)或間歇振蕩
狀態(例如,相當于后述的備用模式)進行開關控制,以從輸入電壓
向必要的輸出電壓進行變換控制,其特征在于,包括:控制功率供應
源(例如,相當于圖1的電容器C5),其供應控制所述開關控制所
需的控制功率;第一控制部(例如,相當于圖3的第一控制部
10),其具有電流供應部(例如,相當于圖3的恒電流供應部
14),該電流供應部在從所述控制功率供應源接受供電的期間(例
如,相當于圖12的時刻t4~t8的期間)中的至少一部分期間內(例
如,相當于圖12的時刻t6~t8的期間內)內供應預先確定的電流,
并且所述第一控制部在所述連續振蕩狀態或所述間歇振蕩狀態下對所
述開關元件進行開關控制;控制功率供應開關(例如,相當于圖4的
開關元件Q11),其將所述第一控制部與所述控制功率供應源短路或
斷開;電容元件部(例如,相當于圖5的電容元件部121),其具有
第一電容器(例如,相當于圖5的電容器C4),所述第一電容器的
兩端電壓與所述間歇振蕩狀態下的輸出電壓相對應地變化,并且所述
第一電容器由所述電流供應部供應電流;以及第二控制部(例如,相
當于圖3的第二控制部12),其與所述第一電容器的兩端電壓(例
如,相當于圖12的電壓VC4)相對應地在所述間歇振蕩狀態下的開
關停頓期間(例如,相當于圖12的時刻t2~t4的期間)中的至少一
部分期間內(例如,相當于圖12的時刻t3~t4的期間內),斷開所
述控制功率供應開關來控制所述第一控制部的供電。

根據該發明,在隔離式開關電源中設置了控制功率供應源、第一
控制部、控制功率供應開關、以及第二控制部。并且,通過控制功率
供應源提供開關控制開關所需的控制功率,通過第一控制部對開關元
件進行開關控制,并通過控制功率供應開關將第一控制部與控制功率
供應源短路或斷開。并且,通過第二控制部在間歇振蕩狀態下的開關
停頓期間中的至少一部分期間內,斷開控制功率供應開關來控制第一
控制部的供電。因此,能夠在間歇振蕩狀態下的開關停頓期間中的斷
開控制功率供應開關的期間內,停止從控制功率供應源向第一控制部
的供電。從而,能夠降低間歇振蕩狀態下的隔離式開關電源的功率消
耗。

此外,根據該發明,在第一控制部中設置了在從控制功率供應源
接受供電的期間中的至少一部分期間內向第一電容器供應預先確定的
電流的電流供應部。并且,第二控制部與第一電容器的兩端電壓相對
應地如上所述控制第一控制部的供電。因此,能夠在第一控制部從控
制功率供應源接受供電的期間內進行從電流供應部向第一電容器的電
流供應。從而,能夠將電流供應部并入第一控制部中,能夠進一步降
低間歇振蕩狀態下的隔離式開關電源的功率消耗。

此外,根據該發明,如上所述,在隔離式開關電源中設置了控制
功率供應源、第一控制部、控制功率供應開關、電容元件部、以及第
二控制部。因此,能夠在間歇振蕩狀態下的開關停頓期間中的斷開控
制功率供應開關的期間內,停止從控制功率供應源向第一控制部的供
電。從而,在間歇振蕩狀態下的開關停頓期間內,不將控制電壓設為
0V,就能夠降低隔離式開關電源的功率消耗。由此,在間歇振蕩狀
態下,當從開關停頓期間轉移到開關期間時,不需要使啟動電路動
作,因此能夠充分降低隔離式開關電源的功率消耗。

(2)本發明提出了如(1)的隔離式開關電源,其特征在于,所
述電流供應部根據所述第一電容器的兩端電壓而改變向所述第一電容
器供應的電流值。

根據該發明,電流供應部根據第一電容器的兩端電壓而改變向第
一電容器供應的電流值。因此,能夠僅在需要提高第一電容器的兩端
電壓的情況下向第一電容器供應大電流。由此,能夠降低不需要提高
第一電容器的兩端電壓時的損失,并且在需要提高第一電容器的兩端
電壓時能夠快速充電第一電容器。從而,能夠減小向第一控制部進行
供電的期間相對于間歇振蕩周期的比率,能夠進一步降低間歇振蕩狀
態下的隔離式開關電源的功率消耗。

(3)本發明提出了(1)或(2)的隔離式開關電源,其特征在
于,當所述第一電容器的兩端電壓變為第二設定電壓(例如,相當于
圖12的電壓Vth3)以上、并且所述輸出電壓變為上限電壓以上時,
所述第一控制部停止所述開關元件的開關。

根據該發明,當第一電容器的兩端電壓變為第二設定電壓以上、
并且輸出電壓變為上限電壓以上時,第一控制部停止開關元件的開
關。因此,當輸出電壓達到上限電壓時能夠立刻停止振蕩,能夠減小
振蕩期間相對于間歇振蕩周期的比率、即間歇振蕩的振蕩占空比,能
夠減少每單位時間的開關元件的振蕩次數。從而,能夠進一步降低間
歇振蕩狀態下的隔離式開關電源的功率消耗。

(4)本發明提出了(1)或(2)的隔離式開關電源,其特征在
于,當在從所述控制功率供應源向所述第一控制部進行供電的期間內
所述輸出電壓變為所述上限電壓以上時,所述電流供應部開始向所述
第一電容器供應電流,當所述第一電容器的兩端電壓變為第二設定電
壓(例如,相當于圖12的電壓Vth3)以上、并且所述輸出電壓變為
上限電壓以上時,所述第一控制部停止所述開關元件的開關。

根據該發明,當從控制功率供應源向第一控制部進行供電的期間
內輸出電壓變為上限電壓以上時,電流供應部開始向第一電容器供應
電流。此外,當第一電容器的兩端電壓變為第二設定電壓以上、并且
輸出電壓變為上限電壓以上時,第一控制部停止開關元件的開關。因
此,即使在從控制功率供應源向第一控制部進行供電的期間,如果輸
出電壓不上升到上限電壓,第一電容器就不被充電。從而,能夠在一
定程度確保輸出電壓之后對第一電容器充電,能夠防止誤動作。

(5)本發明提出了一種隔離式開關電源(例如,相當于圖1的
隔離式開關電源1),其對開關元件(例如,相當于圖1的開關元件
Q1)以連續振蕩狀態(例如,相當于后述的正常模式)或間歇振蕩
狀態(例如,相當于后述的備用模式)進行開關控制,以從輸入電壓
向必要的輸出電壓進行變換控制,其特征在于,包括:控制功率供應
源(例如,相當于圖1的電容器C5),其供應控制所述開關所需的
控制功率;第一控制部(例如,相當于圖3的第一控制部10),其
具有恒電流供應部(例如,相當于圖3的恒電流供應部14),該恒
電流供應部在從所述控制功率供應源接受供電的期間(例如,相當于
圖12的時刻t4~t8的期間)中至少一部分期間(例如,相當于圖12
的時刻t6~t8的期間)內供應預先確定的恒電流,并且所述第一控制
部在所述連續振蕩狀態或所述間歇振蕩狀態下對所述開關元件進行開
關控制;控制功率供應開關(例如,相當于圖4的開關元件Q11),
其將所述第一控制部與所述控制功率供應源短路或斷開;電容元件部
(例如,相當于圖5的電容元件部121),其具有第一電容器(例
如,相當于圖5的電容器C4),所述第一電容器的兩端電壓與所述
間歇振蕩狀態下的輸出電壓相對應地變化,并且所述第一電容器由所
述恒電流供應部供應恒電流;以及第二控制部(例如,相當于圖3的
第二控制部12),其與所述第一電容器的兩端電壓(例如,相當于
圖12的電壓VC4)相對應地在所述間歇振蕩狀態下的開關停頓期間
(例如,相當于圖12的時刻t2~t4的期間)中的至少一部分期間內
(例如,相當于圖12的時刻t3~t4的期間內),斷開所述控制功率
供應開關來控制對所述第一控制部的供電。

根據該發明,在隔離式開關電源中設置了控制功率供應源、第一
控制部、控制功率供應開關、以及第二控制部。并且,通過控制功率
供應源供應控制開關所需的控制功率,通過第一控制部對開關元件進
行開關控制,并通過控制功率供應開關將第一控制部與控制功率供應
源短路或斷開。并且,通過第二控制部在間歇振蕩狀態下的開關停頓
期間中的至少一部分期間內,斷開控制功率供應開關來控制第一控制
部的供電。因此,能夠在間歇振蕩狀態下的開關停頓期間中的斷開控
制功率供應開關的期間內,停止從控制功率供應源向第一控制部的供
電。從而,能夠降低間歇振蕩狀態下的隔離式開關電源的功率消耗。

此外,根據該發明,在第一控制部中設置了在從控制功率供應源
接受供電的期間中的至少一部分期間內向第一電容器供應預先確定的
恒電流的恒電流供應部。并且,第二控制部與第一電容器的兩端電壓
相對應地如上所述控制第一控制部的供電。因此,能夠在第一控制部
從控制功率供應源接受供電的期間內進行從恒電流供應部向第一電容
器的恒電流供應。從而,能夠將恒電流供應部并入第一控制部中,能
夠進一步降低間歇振蕩狀態下的隔離式開關電源的功率消耗。

此外,根據該發明,如上所述,在隔離式開關電源中設置了控制
功率供應源、第一控制部、控制功率供應開關、電容元件部、以及第
二控制部。因此,能夠在間歇振蕩狀態下的開關停頓期間中的斷開控
制功率供應開關的期間內,停止從控制功率供應源向第一控制部的供
電。從而,在間歇振蕩狀態下的開關停頓期間內,不將控制電壓設為
0V,就能夠降低隔離式開關電源的功率消耗。由此,在間歇振蕩狀
態下,當從開關停頓期間轉移到開關期間時,不需要使啟動電路動
作,因此能夠充分降低隔離式開關電源的功率消耗。

(6)本發明提出了(5)的隔離式開關電源,其特征在于,所述
恒電流供應部根據所述第一電容器的兩端電壓而改變向所述第一電容
器供應的恒電流值。

根據該發明,恒電流供應部根據第一電容器的兩端電壓而改變向
第一電容器供應的恒電流值。因此,能夠僅在需要提高第一電容器的
兩端電壓的情況下向第一電容器供應大電流。由此,能夠降低不需要
提高第一電容器的兩端電壓時的損失,并且在需要提高第一電容器的
兩端電壓時能夠快速為第一電容器充電。從而,能夠減小向第一控制
部進行供電的期間相對于間歇振蕩周期的比率,能夠進一步降低間歇
振蕩狀態下的隔離式開關電源的功率消耗。

(7)本發明提出了(5)或(6)的隔離式開關電源,其特征在
于,當所述第一電容器的兩端電壓變為第二設定電壓(例如,相當于
圖12的電壓Vth3)以上、并且所述輸出電壓變為上限電壓以上時,
所述第一控制部停止所述開關元件的開關。

根據該發明,當第一電容器的兩端電壓變為第二設定電壓以上、
并且輸出電壓變為上限電壓以上時,第一控制部停止開關元件的開
關。因此,當輸出電壓達到上限電壓時,能夠立刻停止振蕩,從而能
夠減小振蕩期間相對于間歇振蕩周期的比率、即間歇振蕩的振蕩占空
比,能夠減少每單位時間的開關元件的振蕩次數。從而,能夠進一步
降低間歇振蕩狀態下的隔離式開關電源的功率消耗。

(8)本發明提出了(5)或(6)的隔離式開關電源,其特征在
于,當在從所述控制功率供應源向所述第一控制部進行供電的期間內
所述輸出電壓變為所述上限電壓以上時,所述恒電流供應部開始向所
述第一電容器供應恒電流,當所述第一電容器的兩端電壓變為第二設
定電壓(例如,相當于圖12的電壓Vth3)以上、并且所述輸出電壓
變為上限電壓以上時,所述第一控制部停止所述開關元件的開關。

根據該發明,當從控制功率供應源向第一控制部進行供電的期間
內輸出電壓變為上限電壓以上時,恒電流供應部開始向第一電容器供
應恒電流。并且,當第一電容器的兩端電壓變為第二設定電壓以上、
并且輸出電壓變為上限電壓以上時,第一控制部停止開關元件的開
關。因此,即使在從控制功率供應源向第一控制部進行供電的期間
內,如果輸出電壓不上升到上限電壓,第一電容器就不被充電。從
而,能夠在一定程度確保輸出電壓之后為第一電容器充電,能夠防止
誤動作。

(9)本發明提出了(1)~(8)中任一項所述的隔離式開關電
源,其特征在于,所述第二控制部包括所述電容元件部,所述電容元
件部包括所述第一電容器、第一開關元件(例如,相當于圖5的開關
元件Q22)以及第二開關元件(例如,相當于圖5的開關元件
Q24),所述第一電容器的一端與所述第一開關元件的控制端子連
接,所述第一電容器的另一端與所述第一開關元件的輸出端子以及所
述第二開關元件的輸出端子連接,所述第一開關元件的輸入端子與所
述第二開關元件的控制端子連接,并且經由驅動所述第二開關元件的
驅動部(例如,相當于圖5的驅動部123)而與所述控制功率供應源
連接,所述第二開關元件的輸入端子與所述控制功率供應開關的控制
端子連接。

根據該發明,在第二控制部中設置具有第一電容器的電容元件
部,在電容元件部中除第一電容器之外還設置了第一開關元件以及第
二開關元件。并且,在第一開關元件的控制端子與輸出端子之間設置
第一電容器,并在第二開關元件的控制端子與輸出端子之間設置了第
一開關元件。因此,第一開關元件根據第一電容器的兩端電壓而短路
或斷開,第二開關元件根據第一開關元件的狀態而斷開或短路,并且
根據第二開關元件的狀態,向控制功率供應開關的控制端子輸入的控
制電壓電平發生變化,從而第一控制部與控制功率供應源短路或斷
開。因此,在間歇振蕩狀態下的開關停頓期間內,能夠與第一電容器
的兩端電壓相對應地斷開控制功率供應開關。

(10)本發明提出了如(1)~(9)中任一項所述的隔離式開關
電源,其特征在于,包括第一放電裝置(例如,相當于圖1的輸出電
壓下限檢測部60以及光電晶體管PT1),當所述輸出電壓變為下限
電壓以下時,所述第一放電裝置使所述第一電容器的兩端電壓下降。

這里,在間歇振蕩狀態下的開關停頓期間中的至少一部分期間內
停止向第一控制部的供電,因此開關元件的開關停止,其結果是,輸
出電壓下降。

因此,根據該發明,在隔離式開關電源中設置第一放電裝置,并
在輸出電壓變為下限電壓以下時,通過第一放電裝置來使第一電容器
的兩端電壓下降。因此,當輸出電壓變為下限電壓以下時,第一電容
器的兩端電壓下降。從而,通過由與第一電容器的兩端電壓相對應地
斷開控制功率供應開關的第二控制部使控制功率供應開關短路,能夠
向第一控制部供電來重新開始開關元件的開關。由此,通過設定輸出
電壓的下限電壓,能夠在輸出電壓變得過低之前向第一控制部供電來
防止輸出電壓過度下降。

(11)本發明提出了(10)的隔離式開關電源,其特征在于,當
向所述連續振蕩狀態轉移的狀態切換信號(例如,相當于后述的模式
切換信號)輸入至所述第一放電裝置時,所述第一放電裝置使所述第
一電容器的兩端電壓下降。

根據該發明,當輸入了向連續振蕩狀態轉移的狀態切換信號時,
第一放電裝置使第一電容器的兩端電壓下降。因此,能夠在間歇振蕩
狀態下當上述的輸出電壓變為下限電壓以下時使第一電容器的兩端電
壓下降的情況、和在輸入了狀態切換信號時使第一電容器的兩端電壓
下降的情況下共用第一放電裝置,因此能夠以低成本實現間歇振蕩狀
態下的隔離式開關電源的功率消耗的降低。

(12)本發明提出了(1)~(11)中任一項所述的隔離式開關
電源,其特征在于,包括第二電容器(例如,相當于圖5的電容器
C21),所述第二電容器在所述間歇振蕩狀態下的所述開關停頓期間
內被充電,其中,所述隔離式開關電源根據所述第二電容器的兩端電
壓來識別所述輸入電壓的供應被開始的情況和在所述間歇振蕩狀態下
重新開始從所述控制功率供應源向所述第一控制部供電的情況。

這里,第一控制部就在從未被供電的狀態開始被供電這一點來
說,開始向隔離式開關電源供應輸入電壓的情況即開始向隔離式開關
電源接通電源的情況、與在間歇振蕩狀態下重新開始從控制功率供應
源向第一控制部進行供電的情況是相同的狀態。因此,難以識別上述
兩個情況。

因此,根據該發明,在隔離式開關電源中設置了在間歇振蕩狀態
下的開關停頓期間內被充電的第二電容器。并且,根據第二電容器的
兩端電壓來識別開始供應輸入電壓的情況和在間歇振蕩狀態重新開始
從控制功率供應源向第一控制部進行供電的情況。因此,能夠識別是
開始了向隔離式開關電源接通電源、還是在間歇振蕩狀態下重新開始
從控制功率供應源向第一控制部進行供電。從而,當在間歇振蕩狀態
下重新開始從控制功率供應源向第一控制部進行供電時,能夠進行與
開始向隔離式開關電源接通電源不同的、與重新開始向第一控制部進
行供電相適應的動作。

(13)本發明提出了(1)~(12)中任一項所述的隔離式開關
電源,其特征在于,包括與所述第一電容器并聯連接的第二放電裝置
(例如,相當于圖1的電阻R1)。

這里,當發生了峰值負荷超出在間歇振蕩狀態下隔離式開關電源
能夠輸出的能力的異常時,有時輸出電壓會下降。因此,在用于識別
輸出電壓是否變為上述下限電壓以下的元件和電路根據輸出電壓而動
作的情況下,當發生上述那樣的異常時在使第一電容器放電之前,輸
出電壓已下降到上述的元件和電路可動作的電壓以下,其結果是,有
可能無法使第一電容器放電。

因此,根據該發明,在隔離式開關電源中設置第二放電裝置,并
將該第二放電裝置與第一電容器并聯連接。因此,即使發生上述那樣
的異常,也能夠通過第二放電裝置使第一電容器放電。從而,能夠在
由第二放電裝置以及第一電容器的容量和剩余電壓決定的時間內重新
開始啟動電路的動作和從控制功率供應源向第一控制部的供電,能夠
使隔離式開關電源從異常狀態恢復到正常狀態。

(14)本發明提出了(1)~(13)中任一項所述的隔離式開關
電源,其特征在于,當所述第一電容器的兩端電壓變為第一設定電壓
(例如,相當于圖12的電壓Vth2)以上時,所述第二控制部斷開所
述控制功率供應開關。

根據該發明,當第一電容器的兩端電壓變為第一設定電壓以上
時,第二控制部斷開控制功率供應開關。因此,能夠在使控制功率供
應開關短路的期間、即從控制功率供應源向第一控制部進行供電的期
間內,使第一電容器的兩端電壓上升到第一設定電壓。從而,通過設
定第一設定電壓,能夠延長第一電容器中剩有電荷的狀態,能夠延長
間歇振蕩周期,其結果是,能夠進一步降低間歇振蕩狀態下的隔離式
開關電源的功率消耗。

(15)本發明提出了(3)、(4)、(7)、或(8)的隔離式開
關電源,其特征在于,包括啟動電路(例如,相當于圖3的啟動電路
部13),所述啟動電路通過所述輸入電壓來啟動所述第一控制部以
及所述第二控制部,當所述第一電容器的兩端電壓變為所述第二設定
電壓以上時,所述啟動電路的動作被禁止。

根據該發明,在隔離式開關電源中設置啟動電路,并通過該啟動
電路根據輸入電壓來啟動第一控制部以及第二控制部。并且,當第一
電容器的兩端電壓變為第二設定電壓以上時,禁止啟動電路的動作。
因此,即使停止向第一控制部的供電,啟動電路也不動作,因此不用
設置監視控制功率供應源的電壓來使啟動電路的動作停止的特別的電
路,能夠進一步降低隔離式開關電源的功率消耗。

(16)本發明提出了(15)的隔離式開關電源,其特征在于,當
所述第一電容器的兩端電壓變得小于所述第二設定電壓時,解除對所
述啟動電路的動作的禁止,并且通過所述第二控制部使所述控制功率
供應開關短路。

根據該發明,當第一電容器的兩端電壓變得小于第二設定電壓
時,通過第二控制部使控制功率供應開關短路。因此,當第一電容器
的兩端電壓變為小于第二設定電壓時,向第一控制部供應控制功率,
開始開關元件的開關。從而,通過設定輸出電壓的下限電壓以及第二
設定電壓,能夠在輸出電壓變得過低之前通過第一控制部來開始開關
元件的開關,從而能夠防止輸出電壓過度下降。

此外,根據該發明,當第一電容器的兩端電壓變得小于第二設定
電壓時,解除對啟動電路的動作的禁止。這里,如上所述,當輸出電
壓變為下限電壓以下時,第一電容器的兩端電壓下降,但若第一電容
器的兩端電壓變得小于第二設定電壓,啟動電路就能夠動作。從而,
在間歇振蕩狀態下的開關停頓期間內,即使假定控制功率供應源的電
壓下降到不得不使啟動電路動作的電壓時,通過設定輸出電壓的下限
電壓以及第二設定電壓,能夠使啟動電路動作,能夠防止輸出電壓過
度下降。

(17)本發明提出了(15)或(16)的隔離式開關電源,其特征
在于,在所述間歇振蕩狀態下的從使斷開狀態的所述控制功率供應開
關短路起經過第一時間(例如,相當于由圖5的時間常數電路122的
時間常數決定的時間)為止的特定期間內(例如,相當于圖12的時
刻t4~t5的期間內),停止所述啟動電路的動作。

這里,如上所述,能夠在間歇振蕩狀態下的開關停頓期間中的至
少一部分期間內,停止從控制功率供應源向第一控制部的供電。此
外,第二控制部的功率消耗非常小,控制功率供應源輸出的控制電壓
不會大幅度下降,因此通常不使啟動電路動作。但是,在從開始向第
一控制部供電起到可穩定供應電壓的過渡期間內,啟動電路有可能暫
時進行誤動作。

因此,根據該發明,在間歇振蕩狀態的特定期間內,停止啟動電
路的動作。這里,特定期間是指從使斷開狀態的控制功率供應開關短
路起經過第一時間為止的期間。因此,通過設定第一時間,能夠防止
盡管沒有必要進行動作,啟動電路也動作的情況,從而能夠進一步降
低間歇振蕩狀態下的隔離式開關電源的功率消耗。

(18)本發明提出了(17)的隔離式開關電源,其特征在于,包
括特定控制部(例如,相當于圖3的低電壓誤動作防止電路部
15),當向所述第一控制部供應的控制電壓大于等于第一閾值電壓
時,所述特定控制部停止所述啟動電路的動作并且開始所述開關元件
的開關控制,當所述控制電壓小于等于比所述第一閾值電壓低的第二
閾值電壓時,所述特定控制部開始所述啟動電路的動作并且停止所述
開關元件的開關控制,其中,在所述間歇振蕩狀態下的所述特定期間
內,將所述特定控制部所使用的閾值電壓固定為所述第二閾值電壓。

這里,在間歇振蕩狀態下的開關停頓期間內,由于放電的原因,
控制功率供應源輸出的控制電壓有時雖然很慢但還會漸漸下降。因
此,當開關停頓期間例如持續幾十秒時,控制電壓就有可能下降到第
一閾值電壓以下,從而啟動電路進行動作。

因此,根據該發明,在隔離式開關電源中設置了根據向第一控制
部供應的控制電壓以及閾值電壓來控制啟動電路的動作與開關元件的
開關控制的特定控制部。具體地,當控制電壓大于等于第一閾值電壓
時,特定控制部使啟動電路的動作停止并且開始開關元件的開關控
制,當控制電壓小于等于比第一閾值電壓低的第二閾值電壓時,特定
控制部開始啟動電路的動作并且使開關元件的開關控制停止。并且,
在間歇振蕩狀態下的特定期間內,能夠將特定控制部所使用的閾值電
壓固定為第二閾值電壓。因此,在間歇振蕩狀態下的從使斷開狀態的
控制功率供應開關短路起經過第一時間為止的特定期間內,代替第一
閾值電壓而使用比第一閾值電壓低的第二閾值電壓。從而,即使延長
間歇振蕩周期,不使啟動電路動作就能夠立刻開始開關元件的開關控
制,因此能夠進一步降低隔離式開關電源的功率消耗。

發明效果

根據本發明,能夠在間歇振蕩狀態下充分降低隔離式開關電源的
功率消耗。

附圖說明

圖1是本發明一個實施方式涉及的隔離式開關電源的電路圖。

圖2是所述隔離式開關電源的時序圖。

圖3是所述隔離式開關電源所具有的控制電路的電路圖。

圖4是所述控制電路所具有的控制功率供應開關部的電路圖。

圖5是所述控制電路所具有的第二控制部的電路圖。

圖6是所述控制電路所具有的啟動電路部的電路圖。

圖7是所述控制電路所具有的恒電流供應部的電路圖。

圖8是所述控制電路所具有的低電壓誤動作防止電路部的電路
圖。

圖9是所述控制電路所具有的振蕩控制部的電路圖。

圖10是所述控制電路所具有的振蕩停止控制部的電路圖。

圖11是所述控制電路所具有的兩端電壓檢測部的電路圖。

圖12是備用模式下的所述控制電路的時序圖。

具體實施方式

以下,參考附圖對本發明的實施方式進行說明。以下實施方式中
的構成元素可以適當地與現有的構成元素等進行替換,并且可以進行
包括與其他現有的構成元素的組合在內的各種變形。從而,并不基于
以下實施方式的記載來限定權利要求書中記載的發明內容。

[隔離式開關電源1的結構]

圖1是本發明一個實施方式涉及的隔離式開關電源1的電路圖。
隔離式開關電源1包括:變壓器T、控制電路2、輸出電壓上限檢測
部50、輸出電壓下限檢測部60、模式切換信號生成部70、由N溝道
MOSFET構成的開關元件Q1、電容器C1~C5、二極管D1和D2、
光電晶體管PT1和PT2、以及電阻R1。

首先,對變壓器T的一次側的結構進行說明。控制電路2設置有
P1~P6的六個端子。端子P3與連接于基準電位源的端子GND1連
接,并且經由電容器C1而與輸入端子IN連接。

端子P1經由電容器C4與端子P3連接。電阻R1和光電晶體管
PT1分別并聯連接在電容器C4上。光電晶體管PT1根據從輸出電壓
下限檢測部60和模式切換信號生成部70輸出的信號而導通和截止。

端子P2經由光電晶體管PT2與端子P3連接。光電晶體管PT2
響應從輸出電壓上限檢測部50輸出的信號而導通和截止。端子P4經
由電容器C5與端子P3連接,并且與二極管D1的陰極連接。二極管
D1的陽極與變壓器T的控制線圈T2的另一端連接,控制線圈T2的
一端與端子P3連接。

端子P5與輸入端子IN連接。該輸入端子IN還與變壓器T的一
次線圈T1的一端連接。一次線圈T1的另一端經由電容器C2而與端
子P3連接。此外,一次線圈T1的另一端還與開關元件Q1的漏極連
接。開關元件Q1的源極與端子P3連接,開關元件Q1的柵極與端子
P6連接。

接下來,對變壓器T的二次側的結構進行說明。變壓器T的二
次線圈T3的一端與連接于基準電位源的端子GND2連接。二次線圈
T3的另一端與二極管D2的陽極連接,二極管D2的陰極與輸出端子
OUT連接,并且經由電容器C3而與端子GND2連接。

輸出端子OUT與連接于端子GND2的輸出電壓上限檢測部50
以及輸出電壓下限檢測部60連接。如果從輸出端子OUT輸出的輸出
電壓大于等于上限電壓,則輸出電壓上限檢測部50使光電晶體管
PT2變成導通狀態。如果輸出電壓小于等于下限電壓,則輸出電壓下
限檢測部60使光電晶體管PT1變成導通狀態。此外,當使隔離式開
關電源1在正常模式下動作時,模式切換信號生成部70向光電晶體
管PT1發送模式切換信號來使光電晶體管PT1變成導通狀態。另一
方面,當使隔離式開關電源1在備用模式下動作時,模式切換信號生
成部70解除基于模式切換信號的光電晶體管PT1的導通狀態,變為
能夠由輸出電壓下限檢測部60使光電晶體管PT1導通和截止的狀
態。

[隔離式開關電源1的動作]

具有以上結構的隔離式開關電源1根據輸出電壓和模式切換信
號,通過控制電路2在正常模式或備用模式下對開關元件Q1進行開
關控制,由此進行將從輸入端子IN輸入的輸入電壓變換成必要的輸
出電壓的控制,并從輸出端子OUT輸出該輸出電壓。在本實施方式
中,假定在備用模式下,控制電路2對開關元件Q1進行突發控制。

圖2是隔離式開關電源1的時序圖。參考標號VC5表示電容器
C5的兩端電壓,VOUT表示從輸出端子OUT輸出的輸出電壓,VC4表
示電容器C4的兩端電壓。參考標號VP2表示端子P2的電壓。

如圖2所示,在正常模式下,開關元件Q1振蕩,從而輸出電壓
VOUT大致恒定,但在備用模式下,開關元件Q1間歇振蕩,從而輸出
電壓VOUT交替重復緩慢下降的期間和急激上升的期間。

[控制電路2的結構]

圖3是控制電路2的電路圖。控制電路2包括:第一控制部
10、控制功率供應開關部11、第二控制部12、以及啟動電路部13。
第一控制部10包括:恒電流供應部14、低電壓誤動作防止電路部
15、振蕩控制部16、振蕩停止控制部17、兩端電壓檢測部18、軟啟
動電路部19、閉鎖保護電路部20、以及控制電壓生成部21。

[控制電力供應開關部11的結構]

圖4是控制電力供應開關部11的電路圖。控制電力供應開關部
11包括:二極管D11、以及由P溝道MOSFET構成的開關元件
Q11。接觸點A1和接觸點A4經由開關元件Q11連接。具體地,開
關元件Q11的源極與接觸點A1連接,開關元件Q11的漏極與接觸點
A4連接。開關元件Q11的源極還與接觸點A2以及二極管D11的陰
極連接,開關元件Q11的漏極還與二極管D11的陽極連接。開關元
件Q11的柵極與接觸點A3連接。

[第二控制部12的結構]

圖5是第二控制部12的電路圖。第二控制部12包括:驅動部
123、電容器C21、比較器CMP21、二極管D21、由NAND門構成的
觸發器FF21、反相器INV21、由N溝道MOSFET構成的開關元件
Q21~Q25、以及電阻R21~R23。在圖5中,為了便利,強調示出了
控制電壓源VDD以及基準電位源GND連接在比較器CMP21、觸發
器FF21以及反相器INV21上,但圖5未示出的,控制電壓源VDD
以及基準電位源GND還連接到比較器、觸發器、和反相器上。

<電容元件部121的結構>

開關元件Q22、Q24和電容器C4構成電容元件部121。電容器
C4的一端經由接觸點B0與開關元件Q22的柵極連接。電容器C4的
另一端與基準電位源GND連接,該基準電位源GND還與開關元件
Q22的源極、開關元件Q24的源極連接。

開關元件Q22的漏極經由開關元件Q21以及驅動部123與開關
元件Q24的柵極連接。具體地,開關元件Q22的漏極與開關元件
Q21的源極連接,開關元件Q21的漏極經由驅動部123與開關元件
Q24的柵極連接。

此外,開關元件Q22的漏極經由開關元件Q21、驅動部123、接
觸點B1、以及圖3的端子P4與圖1的電容器C5的一端連接。具體
地,開關元件Q22的漏極與開關元件Q21的源極連接,開關元件
Q21的漏極經由驅動部123與接觸點B1連接。接觸點B1如圖3所
示與端子P4連接,端子P4如圖1所示與電容器C5的一端連接。

返回到圖5,接觸點B1還與接觸點B2連接。接觸點B2與圖3
的接觸點A1連接。

開關元件Q24的漏極經由圖3的接觸點B4和接觸點A3與圖4
所示的開關元件Q11的柵極連接,并且經由驅動部123與接觸點
B3。

<第二控制部12中除電容元件部121之外的部分的結構>

開關元件Q21的柵極經由電阻R21與接觸點B1連接,并且經由
開關元件Q23與基準電位源GND連接。具體地,開關元件Q21的柵
極與開關元件Q23的漏極連接,開關元件Q23的源極與基準電位源
GND連接。

接觸點B4還與二極管D21、以及由電阻R22和電容器C21構成
的時間常數電路122連接。具體地,接觸點B4與二極管D21的陽極
以及電阻R22的一端連接。二極管D21的陰極以及電阻R22的另一
端與開關元件Q25的柵極連接,并且經由電容器C21與基準電位源
GND連接。

開關元件Q25的源極與基準電位源GND連接。開關元件Q25的
漏極經由電阻R23與控制電壓源VDD連接,并且與反相器INV21的
輸入端連接。反相器INV21的輸入端還與接觸點B7連接。反相器
INV21的輸出端與接觸點B5、B6連接。

開關元件Q23的柵極與觸發器FF21的輸出端子連接,觸發器
FF21的設置端子與接觸點B9連接。觸發器FF21的復位端子與比較
器CMP21的輸出端子連接。比較器CMP21的反相輸入端子與接觸
點B8連接,比較器CMP21的非反相輸入端子與直流電源Vref的正
極連接,直流電源Vref的負極與基準電位源GND連接。

[啟動電路部13的結構]

圖6是啟動電路部13的電路圖。啟動電路部13包括:由N溝
道MOSFET構成的開關元件Q31~Q35、以及電阻R31和R32。

開關元件Q31的源極與接觸點E6連接。開關元件Q31的漏極經
由電阻R31與接觸點E2連接。開關元件Q31的柵極經由電阻R32與
接觸點E2連接,并且與開關元件Q32~Q35每一個的漏極連接。開
關元件Q32的柵極與接觸點E1連接,開關元件Q33的柵極與接觸點
E5連接,開關元件Q34的柵極與接觸點E4連接,開關元件Q35的
柵極與接觸點E3連接。開關元件Q32~Q35每一個的源極與基準電
位源GND連接。

[恒電流供應部14的結構]

圖7是恒電流供應部14的電路圖。恒電流供應部14包括:由
NAND門構成的觸發器FF41、反相器INV41、與非NAND41、由P
溝道MOSFET構成的開關元件Q41及Q42、以及電流源S41及
S42。

觸發器FF41的復位端子與接觸點F1連接,觸發器FF41的設置
端子與接觸點F2連接,觸發器FF41的輸出端子與反相器INV41的
輸入端子連接,并且還和與非NAND41的兩個輸入端子中的一者連
接。與非NAND41的兩個輸入端子中的另一者與接觸點F3連接,與
非NAND41的輸出端子與開關元件Q41的柵極連接。開關元件Q41
的漏極與接觸點F4連接,以及開關元件Q41的源極與連接于控制電
壓源VDD的電流源S41連接。反相器INV41的輸出端子與開關元件
Q42的柵極連接,開關元件Q42的漏極與接觸點F5連接,開關元件
Q42的源極與連接于控制電壓源VDD的電流源S42連接。

[低電壓誤動作防止電路部15的結構]

圖8是低電壓誤動作防止電路部15的電路圖。低電壓誤動作防
止電路部15包括:比較器CMP51、由N溝道MOSFET構成的開關
元件Q51及Q52、電阻R51~R53。

電阻R51與電阻R52串聯連接,控制電壓源VDD和基準電位源
GND經由這些串聯連接的電阻R51、R52而相互連接。將電阻R53
和開關元件Q51串聯連接的部分與將電阻R53和開關元件Q52串聯
連接的部分并聯連接在電阻R52上。具體地,電阻R51與電阻R52
的連接點與電阻R53的一端連接,電阻R53的另一端與每一個開關
元件Q51、Q52的漏極連接。每一個開關元件Q51、Q52的源極與基
準電位源GND連接。開關元件Q51的柵極與接觸點G1連接,開關
元件Q52的柵極與接觸點G4連接。此外,電阻R51與電阻R52的
連接點還與比較器CMP51的反相輸入端子連接。比較器CMP51的
非反相輸入端子與接觸點G2連接,比較器CMP51的輸出端子與接
觸點G3連接。

[振蕩控制部16的結構]

圖9是振蕩控制部16的電路圖。振蕩控制部16包括:輸出電壓
上限控制部161、導通觸發(on-trigger)產生部162、導通寬度(on-
width)控制部163、由NAND門構成的觸發器FF61、反相器
INV61、以及與非NAND61。

輸出電壓上限控制部161與接觸點H5、H6、以及導通寬度控制
部163連接。導通寬度控制部163還與接觸點H6、以及觸發器FF61
的第二復位端子連接。觸發器FF61的設置端子與導通觸發產生部
162連接,觸發器FF61的第一復位端子與接觸點H4連接。與非
NAND61的四個輸入端子分別與接觸點H1~H3以及觸發器FF61的
輸出端子連接。與非NAND61的輸出端子與反相器INV61的輸入端
子連接,反相器INV61的輸出端子與接觸點H7連接。

[振蕩停止控制部17的結構]

圖10是振蕩停止控制部17的電路圖。振蕩停止控制部17包
括:由NAND門構成的觸發器FF71、反相器INV71、以及與非
NAND71。

觸發器FF71的復位端子與接觸點J5連接,觸發器FF71的輸出
端子與接觸點J2連接,觸發器FF71的反相輸出端子與接觸點J1、J7
連接。觸發器FF71的設置端子與與非NAND71的輸出端子連接,與
非NAND71的兩個輸入端子中的一者與接觸點J4連接,與非
NAND71的兩個輸入端子中的另一者與反相器INV71的輸出端子連
接。反相器INV71的輸入端子與接觸點J3、J6連接。

[兩端電壓檢測部18的結構]

圖11是兩端電壓檢測部18的電路圖。兩端電壓檢測部18包
括:反相器INV81、由N溝道MOSFET構成的開關元件Q81、以及
電阻R81。

開關元件Q81的柵極與接觸點K2連接,開關元件Q81的源極與
基準電位源GND連接,開關元件Q81的漏極經由電阻R81與控制電
壓源VDD連接。該控制電壓源VDD還經由電阻R81與反相器
INV81的輸入端子連接。反相器INV81的輸出端子與接觸點K1、K3
連接。

[正常模式下的控制電路2的動作]

關于具有以上結構的控制電路2,首先,下面使用上述的圖1~
圖11對正常模式下的動作進行說明。

在正常模式下,圖1的模式切換信號生成部70使光電晶體管
PT1變為導通狀態。于是,電容器C4通過電阻R1以及光電晶體管
PT1放電,電容器C4的兩端電壓下降到大致為0。由此,如圖3所
示,經由端子P1與電容器C4連接的第二控制部12的接觸點B0的
電壓也下降,從而圖5的開關元件Q22變成截止狀態。

此外,開關元件Q21的柵極經由電阻R21、接觸點B1、以及圖
3的端子P4與圖1的電容器C5連接,該電容器C5經由二極管D1
而與控制線圈T2并聯連接。這里,在正常模式下,如上所述,開關
元件Q1振蕩,因此在控制線圈T2的兩端上產生電壓。從而,電容
器C5的兩端電壓與控制線圈T2的兩端上產生的電壓大致相等。由
此,柵極電壓被施加到圖5的開關元件Q21。但是,開關元件Q21
通過該比較器CMP21、觸發器FF21以及開關元件Q23而變成截止狀
態。

具體地,比較器CMP21的反相輸入端子經由接觸點B8以及圖3
的端子P1而與電容器C4連接。比較器CMP21將電容器C4的兩端
電壓與直流電源Vref的正極的電壓進行比較,如果電容器C4的兩端
電壓小于Vth2則輸出H電平電壓。

這里,在正常模式下,如上所述,由于電容器C4的兩端電壓下
降到大致為0,因此電容器C4的兩端電壓變得小于Vth2,其結果
是,比較器CMP21輸出H電平電壓。該H電平電壓被施加給觸發器
FF21的復位端子。另一方面,電容器C4的兩端電壓還小于Vth3,
因此其柵極經由端子P1以及兩端電壓檢測部18的接觸點K2而與電
容器C4連接的圖11的開關元件Q81變成截止狀態,反相器INV81
輸出L電平電壓。該L電平電壓經由接觸點K3以及圖3的第二控制
部12的接觸點B9被施加給圖5的觸發器FF21的設置端子。

因此,觸發器FF21的復位端子被施加H電平電壓,并且觸發器
FF21的設置端子被施加L電平電壓。因此,從觸發器FF21的輸出端
子輸出H電平電壓,開關元件Q23變成導通狀態。由此,開關元件
Q21的柵極電壓下降,開關元件Q21變成截止狀態。

如果開關元件Q21、Q22中的至少一者處于截止狀態,則圖5的
驅動部123使開關元件Q24變為導通狀態。因此,如上所述,由于
開關元件Q21、Q22均處于截止狀態,所以開關元件Q24變成導通狀
態,其結果是,接觸點B4與基準電位源GND導通。

接觸點B4與圖3的控制功率供應開關部11的接觸點A3連接,
接觸點A3與圖4的開關元件Q11的柵極連接。因此,若如上述那樣
接觸點B4和基準電位源GND導通,則開關元件Q11變成導通狀
態,接觸點A1與接觸點A4導通。

接觸點A1經由圖3的第二控制部12的接觸點B2、圖5的接觸
點B1、以及圖3的端子P4而與電容器C5連接。因此,當開關元件
Q11變成導通狀態時,電容器C5的兩端電壓被供應給第一控制部
10。當電容器C5的兩端電壓被供應給第一控制部10時,控制電壓生
成部21作為控制電壓源VDD,向控制電路2的各種電路供應控制電
壓。由此,控制電路2的各種電路進行動作,從而響應于從圖9的導
通觸發產生部162輸出的周期信號,控制信號被提供給圖1的開關元
件Q1的柵極,使得開關元件Q1振蕩。

[備用模式下的控制電路2的動作]

接下來,下面使用上述的圖1~圖11以及后述的圖12對備用模
式下的控制電路2的動作進行說明。

圖12是備用模式下的控制電路2的時序圖。參考標號VP2表示
端子P2的電壓,VC4表示圖1的電容器C4的兩端電壓。STQ1表示圖
1的開關元件Q1的狀態,VC5表示圖1的電容器C5的兩端電壓。
ST13表示圖6的啟動電路部13的狀態。STQ11表示圖4的開關元件
Q11的狀態,STCMP51表示圖8的比較器CMP51的狀態。

首先,在時刻t1,電容器C4的兩端電壓VC4為0。因此,圖5
的開關元件Q22處于截止狀態。

此外,圖3的電容器C4經由端子P1以及兩端電壓檢測部18的
接觸點K2與圖11的開關元件Q81的柵極連接。因此,當電容器C4
的兩端電壓VC4為0時,開關元件Q81變成截止狀態,從反相器
INV81的輸出端子輸出L電平電壓。該L電平電壓經由接觸點K3以
及圖3的第二控制部12的接觸點B9被施加給圖5的觸發器FF21的
設置端子。從而,從觸發器FF21的輸出端子輸出H電平電壓,開關
元件Q23變成導通狀態。由此,如上所述,開關元件Q21的柵極電
壓下降,開關元件Q21處于截止狀態。

因此,開關元件Q21、Q22均處于截止狀態,因此如上所述,驅
動部123使開關元件Q24變成導通狀態,圖4的開關元件Q11處于
導通狀態。

由此,圖1的電容器C5的兩端電壓VC5被提供給第一控制部
10,從控制電壓源VDD向控制電路2的各種電路供應控制電壓。

被提供到第一控制部10的控制電壓經由圖3的低電壓誤動作防
止電路部15的接觸點G2被施加給圖8的比較器CMP51的非反相輸
入端子。比較器CMP51具有滯后特性,當非反相輸入端子的電壓大
于等于第一閾值電壓時輸出H電平電壓,當非反相輸入端子的電壓
小于等于比第一閾值電壓小的第二閾值電壓時輸出L電平電壓。這
里,被提供到第一控制部10的控制電壓大于第一閾值電壓。因此,
當被提供到第一控制部10的控制電壓被施加給非反相輸入端子時,
從比較器CMP51的輸出端子輸出H電平電壓,接觸點G3的電壓為
H電平。

該H電平電壓經由圖3的恒電流供應部14的接觸點F1被施加
給圖7的觸發器FF41的復位端子。另一方面,在時刻t1,由于輸出
電壓已達到上限電壓,圖9的輸出電壓上限控制部161輸出L電平電
壓。該L電平電壓經由接觸點H5、圖3的振蕩停止控制部17的接觸
點J6、圖10的接觸點J3、以及圖3的恒電流供應部14的接觸點F2
而被施加給圖7的觸發器FF41的設置端子。

因此,觸發器FF41的復位端子被施加H電平電壓,并且觸發器
FF41的設置端子被施加L電平電壓。因此,從觸發器FF41的輸出端
子輸出H電平電壓,該H電平電壓通過反相器INV41被變換成L電
平電壓,從而開關元件Q42變成導通狀態。由此,從電流源S42輸
出的恒電流經由開關元件Q42、接觸點F5、圖3的端子P1而被供應
給電容器C4,電容器C4被充電。

此外,從觸發器FF41的輸出端子輸出的H電平電壓還被施加給
與非NAND41的兩個輸入端子中的一個。另一方面,從圖11的反相
器INV81的輸出端子經由接觸點F3以及圖3的兩端電壓檢測部18
的接觸點K1向與非NAND41的兩個輸入端子中的另一個施加L電
平電壓。因此,圖7的開關元件Q41變成截止狀態,從而電流源S41
不向容器C4供應恒電流。

由此,在時刻t1,電容器C4通過從電流源S42供應而來的恒
電流開始充電,電容器C4的兩端電壓VC4隨著時間的經過而上升,
并在時刻t2達到Vth3。

接著,在時刻t2,當電容器C4的兩端電壓VC4達到Vth3時,圖
11的開關元件Q81變成導通狀態。于是,從反相器INV81的輸出端
子輸出H電平電壓,該H電平電壓經由接觸點K1、圖3的恒電流供
應部14的接觸點F3被施加給圖7的與非NAND41的兩個輸入端子
中的另一者。因此,圖7的開關元件Q41變成導通狀態,從電流源
S41輸出的恒電流經由開關元件Q41、接觸點F4、圖3的端子P1被
供應給電容器C4,電容器C4被充電。

由此,在時刻t2,通過從電流源S41供應的恒電流和從電流源
S42供應的恒電流,電容器C4開始被充電,電容器C4的兩端電壓
VC4隨著時間的經過而上升,并在時刻t3達到Vth2。

此外,在時刻t2,當電容器C4的兩端電壓VC4達到Vth3時,圖
3的啟動電路部13的接觸點E3的電壓變為Vth3,圖6的開關元件
Q35變成導通狀態。因此,開關元件Q31的柵極電壓下降,開關元
件Q31變成截止狀態。

由此,在時刻t2,開關元件Q31被固定在截止狀態,啟動電路
部13的動作被禁止。

此外,在時刻t2,圖9的輸出電壓上限控制部161由于輸出電壓
已達到上限電壓而輸出L電平電壓。該L電平電壓經由接觸點H5以
及圖3的振蕩停止控制部17的接觸點J6被施加給圖10的反相器
INV71的輸入端子,從而H電平電壓被施加給與非NAND71的兩個
輸入端子中的另一者。另一方面,從圖11的反相器INV81的輸出端
子經由接觸點J4以及圖3的兩端電壓檢測部18的接觸點K3向與非
NAND71的兩個輸入端子中的一者施加H電平電壓。

由此,從圖10的與非NAND71的輸出端子輸出L電平電壓,該
L電平電壓經由觸發器FF71、接觸點J7、圖3的振蕩控制部16的接
觸點H4以及圖9的觸發器FF61被施加到與非NAND61的四個輸入
端子中的一端子上。由此,不管何種電壓被施加到與非NAND61的
四個輸入端子中其他三個端子上,從與非NAND61的輸出端子都會
輸出H電平電壓。該H電平電壓被反相器INV61變換成L電平電壓
之后,經由接觸點H7以及圖3的端子P6被施加給圖1的開關元件
Q1的柵極。

由此,在時刻t2,開關元件Q1被固定在截止狀態,開關元件
Q1被禁止振蕩。

此外,在時刻t2,當電容器C4的兩端電壓VC4變為Vth3時,圖
5的開關元件Q22變成導通狀態。另一方面,開關元件Q21通過圖5
的比較器CMP21、觸發器FF21以及開關元件Q23而被維持在截止狀
態。

具體地,電容器C4的兩端電壓VC4在時刻t2為比Vth2低的
Vth3,因此比較器CMP21輸出H電平電壓。因此,觸發器FF21的
復位端子被施加H電平電壓。另一方面,從圖11的反相器INV81的
輸出端子經由接觸點B9以及圖3的兩端電壓檢測部18的接觸點K3
向觸發器FF21的設置端子施加H電平電壓。

由此,觸發器FF21的復位端子被施加H電平電壓,觸發器
FF21的設置端子被施加H電平電壓。因此,從觸發器FF21的輸出
端子與被保持著的前一狀態毫無變化地輸出H電平電壓,開關元件
Q23被維持在導通狀態。由此,如上所述,開關元件Q21的柵極電
壓下降,從而開關元件Q21被維持在截止狀態。

由此,在時刻t2,開關元件Q22變成導通狀態,但開關元件
Q21維持在截止狀態。如上所述,只要開關元件Q21、Q22中的至少
一個處于截止狀態,驅動部123就將開關元件Q24設為導通狀態。
因此,開關元件Q24維持導通狀態,接觸點B4和基準電位源GND
經由該開關元件Q24而導通。

由此,在時刻t2,圖4的開關元件Q11維持導通狀態。

接著,在時刻t3,當電容器C4的兩端電壓VC4變為Vth2時,圖
5的比較器CMP21輸出L電平電壓,因此開關元件Q23變成截止狀
態,電容器C5的兩端電壓經由電阻R21、接觸點B1、以及圖3的端
子P4被施加到開關元件Q21的柵極上。因此,開關元件Q21變成導
通狀態。驅動部123如上所述只要開關元件Q21、Q22中的至少一個
處于截止狀態,就使開關元件Q24變成導通狀態,但如果開關元件
Q21、Q22均處于導通狀態,則使開關元件Q24變成截止狀態。由
此,電容器C5的兩端電壓經由接觸點A3、圖3的第二控制部12的
接觸點B4、驅動部123、接觸點B1以及圖3的端子P4被施加到圖4
的開關元件Q11的柵極上。

由此,在時刻t3,開關元件Q11的柵極不被驅動,開關元件
Q11變成截止狀態。因此,電容器C5的兩端電壓VC5向第一控制部
10的供應被停止,從而從控制電壓源VDD向控制電路2的各種電路
的控制電壓的供應被停止。由此,第一控制部10動作停止,并且第
二控制部12中的比較器CMP21、觸發器FF21以及反相器INV21的
動作也停止。即,當開關元件Q11變成截止狀態時,不僅第一控制
部10停止動作,第二控制部12的一部分也停止動作。

此外,在時刻t3,通過從電流源S41供應的恒電流和從電流源
S42供應的恒電流對電容器C4的充電被停止。因此,電容器C4通過
電阻R1放電,由此電容器C4的兩端電壓VC4隨著時間的經過而下
降。

此外,在時刻t3,如上所述,圖5的接觸點B4的電壓為H電
平,因此電容器C21被充電。

接著,在時刻t4,圖1的輸出電壓下限檢測部60檢測到輸出電
壓下降到下限電壓,從而使光電晶體管PT1變成導通狀態。于是,電
容器C4快速放電,電容器C4的兩端電壓VC4變成0。

在時刻t4,如上所述電容器C4的兩端電壓VC4變成0時,圖5
的開關元件Q22變成截止狀態,因此如上所述圖4的開關元件Q11
變成導通狀態。

由此,在時刻t4,開關元件Q11變成導通狀態,控制電壓被供
應給控制電路2的各種電路,因此圖1的開關元件Q1可進行振蕩。

此外,在時刻t4,如上所述電容器C4的兩端電壓VC4變成0
時,其柵極經由端子P1以及圖3的啟動電路部13的接觸點E3而與
電容器C4連接的圖6的開關元件Q35變成截止狀態。因此,開關元
件Q31的截止狀態的固定被解除。由此,啟動電路部13的動作禁止
被解除。

但是,在時刻t4,通過如上述那樣充電的圖5的電容器C21的
兩端電壓,開關元件Q25處于導通狀態。因此,H電平電壓經由反
相器INV21、接觸點B5以及圖3的啟動電路部13的接觸點E1被施
加到圖6的開關元件Q32的柵極,開關元件Q32變成導通狀態。由
此,開關元件Q31的柵極電壓下降,開關元件Q31變成截止狀態。

由此,在時刻t4,開關元件Q31變成截止狀態,啟動電路部13
的動作停止。

此外,在時刻t4,如上所述,開關元件Q25處于導通狀態。因
此,H電平電壓經由反相器INV21、接觸點B6、以及圖3的低電壓
誤動作防止電路部15的接觸點G1被施加到圖8的開關元件Q51的
柵極。從而,開關元件Q51變成導通狀態,電阻R52與電阻R53并
聯連接。由此,比較器CMP51所使用的閾值電壓被固定在上述的第
二閾值電壓。

由此,在時刻t4,比較器CMP51所使用的閾值電壓被固定在第
二閾值電壓。

接著,在時刻t5,如上述被充電的圖5的電容器C21的兩端電
壓下降到圖6的開關元件Q32和圖8的開關元件Q51均變成截止狀
態為止。時刻t4~t5之間的時間由圖5的時間常數電路122的時間常
數決定。

由此,在時刻t5,啟動電路部13的動作停止被解除,啟動電路
部13變得可動作,并且比較器CMP51所使用的閾值電壓固定在第
二閾值電壓的狀態被解除。

在時刻t6~t8,控制電路2與時刻t1~t3同樣地動作。

根據以上的隔離式開關電源1,能夠獲得以下的效果。

例如在備用模式下的開關停頓期間中的一部分期間內,例如如在
圖12的時刻t2~t4的期間中的時刻t3~t4的期間那樣,隔離式開關
電源1使圖4的開關元件Q11變成截止狀態來停止從圖1的電容器
C5向第一控制部10的供電。因此,能夠降低備用模式中的隔離式開
關電源1的功率消耗。

此外,隔離式開關電源1在第一控制部10從圖1的電容器C5接
受供電的期間內,例如,如在圖12的時刻t1~t3的期間或者時刻
t6~t8的期間那樣,使得從恒電流供應部14向電容器C4供應電流。
因此,能夠將恒電流供應部14并入第一控制部10,能夠進一步降低
備用模式中的隔離式開關電源1的功率消耗。

此外,如上所述,隔離式開關電源1在備用模式下的開關停頓期
間中的一部分期間內,使圖4的開關元件Q11變成截止狀態,從而
停止從圖1的電容器C5向第一控制部10供電。因此,在備用模式下
的開關停頓期間內,不用將圖1的電容器C5的兩端電壓設為0V,就
能夠降低隔離式開關電源1的功率消耗。從而,在備用模式下,當從
開關停頓期間轉移到振蕩期間時,不需要使啟動電路部13動作,因
此能夠充分降低隔離式開關電源1的功率消耗。

此外,當圖1的輸出電壓下限檢測部60檢測到輸出電壓小于等
于下限電壓時,隔離式開關電源1例如如在圖12的時刻t4那樣,使
光電晶體管PT1變成導通狀態,從而使電容器C4急劇放電。由此,
第二控制部12使圖4的開關元件Q11變成導通狀態,從而圖1的開
關元件Q1重新開始進行開關。因此,能夠防止輸出電壓變得小于下
限電壓。

此外,在圖1的輸出電壓下限檢測部60檢測到輸出電壓小于等
于下限電壓的情況下、并且在正常模式下進行動作的情況下,隔離式
開關電源1使光電晶體管PT1變成導通狀態。因此,由于在上述兩種
情況下共用光電晶體管PT1,因此能夠以低成本實現在備用模式下的
隔離式開關電源1的功率消耗的降低。

此外,在隔離式開關電源1中,電容器C21在圖4的開關元件
Q11處于截止狀態的期間內,例如在圖12的時刻t3~t4的期間內被
充電。因此,能夠根據圖5的電容器C21的兩端電壓來識別開始向隔
離式開關電源1接通電源的情況和在備用模式下重新開始從圖1的電
容器C5向第一控制部10供電的情況。因此,當在備用模式下重新開
始從圖1的電容器C5向第一控制部10供電時,能夠進行與開始向隔
離式開關電源1接通電源的時候不同的、與重新開始向第一控制部
10供電時相適應的動作。

此外,隔離式開關電源1中,電阻R1與圖1的電容器C4并聯
連接。因此,當發生了峰值負荷超出在備用模式下隔離式開關電源1
能夠輸出的容量的異常時,即使在無法通過使光電晶體管PT1變成導
通狀態而使電容器C4放電的情況下,也能夠使電容器C4通過電阻
R1放電。從而,能夠在由電阻R1以及電容器C4的容量和剩余電壓
決定的時間內重新開始啟動電路部13的動作和向第一控制部10的供
電,能夠使隔離式開關電源1從異常狀態恢復到正常狀態。

此外,隔離式開關電源1根據圖1的電容器C4的兩端電壓VC4
是否大于等于Vth3,來控制是以從圖7的電流源S42輸出的電流進
行電容器C4的充電,還是以從電流源S41、S42的每一個輸出的電
流進行電容器C4的充電。因此,能夠降低在不需要使電容器C4的
兩端電壓VC4上升時的損失,并且在需要提高電容器C4的兩端電壓
VC4時能夠使電容器C4快速充電。從而,能夠減小向第一控制部10
進行供電的期間相對于間歇振蕩周期的比率,能夠進一步降低備用模
式下的隔離式開關電源1的功率消耗。

此外,例如,如在圖12的時刻t3那樣電容器C4的兩端電壓VC4
上升到Vth2以上時,隔離式開關電源1使圖4的開關元件Q11變成
截止狀態。因此,能夠在開關元件Q11處于導通狀態的期間、即向
第一控制部10進行供電的期間內,使圖1的電容器C4的兩端電壓
VC4上升到Vth2。從而,能夠延長電容器C4中剩有電荷的狀態的時
間,能夠延長間歇振蕩周期,其結果是,能夠進一步降低備用模式下
的隔離式開關電源1的功率消耗。

此外,例如,如在圖12的時刻t2那樣,當電容器C4的兩端電
壓VC4達到Vth3以上、并且輸出電壓達到上限電壓以上時,隔離式
開關電源1停止開關元件Q1的開關。因此,能夠在輸出電壓達到上
限電壓時立刻停止振蕩,能夠減小振蕩期間相對于間歇振蕩周期的比
率、即間歇振蕩的振蕩占空比,從而能夠減少每單位時間的開關元件
Q1的振蕩次數。從而,能夠進一步降低備用模式下的隔離式開關電
源1的功率消耗。

此外,當電容器C4的兩端電壓VC4達到Vth3以上、并且輸出電
壓達到上限電壓以上時,隔離式開關電源1停止開關元件Q1的開
關。因此,能夠進行與輸出電壓相符的開關元件Q1的開關控制,能
夠防止輸出電壓變得高于上限電壓。這里,如上所述,隔離式開關電
源1能夠防止輸出電壓變得低于下限電壓。從而,隔離式開關電源1
能夠控制輸出電壓的上限和下限。

此外,例如,如在圖12的時刻t1那樣當在向第一控制部10進
行供電期間內輸出電壓達到上限電壓以上時,隔離式開關電源1開始
從恒電流供應部14向電容器C4供應電流。因此,即使在向第一控制
部10進行供電的期間,若輸出電壓不上升到上限電壓,則電容器C4
也不被充電。從而,能夠在一定程度確保輸出電壓之后對電容器C4
進行充電,能夠防止誤動作。

此外,例如,如在圖12的時刻t2那樣,當電容器C4的兩端電
壓VC4達到Vth3以上時,隔離式開關電源1禁止啟動電路部13的動
作。因此,即使停止向第一控制部10的供電,啟動電路部13也不動
作,因此不用設置監視圖1的電容器C5的兩端電壓來使啟動電路部
13的動作停止的特別的電路,能夠進一步降低隔離式開關電源1的
功率消耗。

此外,在隔離式開關電源1中,例如如在圖12的時刻t4那樣,
當電容器C4的兩端電壓VC4小于Vth3時,第二控制部12使圖4的
開關元件Q11變成導通狀態,來使圖1的開關元件Q1的開關開始。
因此,能夠在輸出電壓變得過低之前使開關元件Q1的開關開始,能
夠防止輸出電壓過度下降。

此外,例如,如在圖12的時刻t4那樣,當電容器C4的兩端電
壓VC4小于Vth3時,隔離式開關電源1解除啟動電路部13的動作禁
止。因此,在備用模式下的開關停頓期間內,假定當圖1的電容器
C5的兩端電壓下降到不得不使啟動電路部13動作的電壓時,能夠使
啟動電路部13動作,能夠防止輸出電壓過度下降。

此外,在備用模式下,在使處于截止狀態的圖4的開關元件Q11
變成導通狀態起直到由圖5的時間常數電路122的時間常數決定的時
間經過為止的期間內,例如如圖12的時刻t4~t5的期間那樣,隔離
式開關電源1停止啟動電路部13的動作。因此,能夠防止盡管沒有
必要進行動作啟動電路部13也動作的情況,從而能夠進一步降低備
用模式下的隔離式開關電源1的功率消耗。

此外,在備用模式下,在使處于截止狀態的圖4的開關元件Q11
變成導通狀態起直到由圖5的時間常數電路122的時間常數決定的時
間經過為止的期間內,例如如圖12的時刻t4~t5的期間那樣,隔離
式開關電源1將圖8的比較器CMP51所使用的閾值電壓固定在第二
閾值電壓。因此,即使延長間歇振蕩周期,也不使啟動電路部13動
作就能夠立刻開始圖1的開關元件Q1的開關控制,因此能夠進一步
降低隔離式開關電源1的功率消耗。換句話說,能夠延長不使啟動電
路部13動作就能夠立刻開始圖1的開關元件Q1的開關控制的期
間,能夠進一步降低隔離式開關電源1的功率消耗。

本申請是基于2010年7月14日由本申請人在日本國提出的特許
申請特愿2010-159483號的申請,其全部內容通過參考被并入本申請
中。

本發明不限定于上述的實施方式,可在不脫離本發明要旨的范圍
內進行各種變形和應用。

例如,在上述的實施方式中,圖7的恒電流供應部14向電容器
C4提供恒電流,但不限于此,也可以向電容器C4提供電流。向電容
器C4提供電流,例如能夠通過將圖7的電流源S41、S42中的至少
一個替換成電阻來實現。即使在將圖7的電流源S41、S42中的至少
一個替換成電阻的情況下,也能夠獲得與上述的效果相同的效果。

此外,在上述的實施方式中,如果輸出電壓VOUT大于等于上限
電壓,輸出電壓上限檢測部50就使光電晶體管PT2變成導通狀態。
關于該上限電壓,既可以在正常模式與備用模式下被設定為相同的電
壓電平,也可以在正常模式與備用模式下被設定為不同的電壓電平。
例如,當在正常模式與備用模式下將上述的上限電壓設定為相同的電
壓電平時,正常模式下的輸出電壓VOUT與備用模式下的輸出電壓
VOUT的最大值相等。此外,當在正常模式與備用模式下將上述的上
限電壓設定為不同的電壓電平時,更具體來說當將正常模式下的上限
電壓設定為與備用模式下的下限電壓相同的電壓電平時,正常模式下
的輸出電壓VOUT與備用模式下的輸出電壓VOUT的最小值相等。

符號說明

1:隔離式開關電源

2:控制電路

10:第一控制部

11:控制功率供應開關部

12:第二控制部

13:啟動電路部

14:恒電流供應部

15:低電壓誤動作防止電路部

16:振蕩控制部

17:振蕩停止控制部

18:兩端電壓檢測部

50:輸出電壓上限檢測部

60:輸出電壓下限檢測部

70:模式切換信號生成部

121:電容元件部

122:時間常數電路

123:驅動部

C1~C5、C?21:電容器

PT1、PT2:光電晶體管

Q1、Q11、Q21~Q25、Q31~Q35、Q41、Q42、Q51、Q52、
Q81:開關元件

S41、S42:電流源

T:變壓器

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