專利名稱：開關(guān)電源電路及浪涌吸收電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源裝置及浪涌(surge)吸收電路，特別是涉及用于 抑制在開關(guān)電源裝置中的變壓器的次級(jí)側(cè)設(shè)置的整流器中產(chǎn)生的浪涌的技術(shù)。
本申請基于2005年12月27日在日本申請的特愿2005-375148號(hào)主張 優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
圖4示出了現(xiàn)有開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)。圖4所示的開關(guān)電源裝置包括輸 入電容Cin、開關(guān)S1 S4、變壓器T、 二極管D21、 D22、輸出繞組L23以 及輸出電容Cout。
根據(jù)該開關(guān)電源裝置，在輸入端子TIN1和輸入端子TIN2之間施加的 規(guī)定電壓(Vin)的直流輸入電力， 一旦通過由開關(guān)S1 S4構(gòu)成的全橋電路 的開關(guān)操作轉(zhuǎn)換為交流電力，就供給到變壓器T的初級(jí)繞組L1 。
由于供給到變壓器T的初級(jí)繞組Ll上的交流電力，在次級(jí)繞組L21、 L22上感應(yīng)出期望電壓的交流電力。該感應(yīng)出的交流電力通過主二極管D21 、 D22再次轉(zhuǎn)換為直流電力后，通過輸出繞組L23及輸出端子TOUT]成為期 望電壓(Vout)的直流電力而向外部輸出。
然而，才艮據(jù)上述開關(guān)電源裝置，當(dāng)流過次級(jí)繞組L21 、 L22的電流流向 改變時(shí)，由于變壓器T的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間的漏^茲通等原因，在主二極管 D21 、 D22的陰極側(cè)產(chǎn)生圖5所示的浪涌。
通常，通過對主二極管D21、 D22附設(shè)CR緩沖電路，該浪涌可以在某 種程度上得到改善。但是，因?yàn)镃R緩沖電路的基本原理是通過電阻元件消耗電力來吸收浪涌，所以，實(shí)際上，導(dǎo)致電力損耗，成為電源效率下降的原 因。特別是，當(dāng)次級(jí)側(cè)的主二極管的個(gè)數(shù)增加時(shí)，對這些主二極管附設(shè)的 CR緩沖電路的個(gè)數(shù)也會(huì)增加，所以，電力損耗會(huì)進(jìn)一步增大。
作為解決這種CR緩沖電路的問題的技術(shù)提出有，將浪涌能量暫時(shí)儲(chǔ)存 到線圈中，然后向輸出端釋放的無損緩沖電路(參考專利文獻(xiàn)1 )。
專利文獻(xiàn)1:日本特開平09-224374號(hào)公報(bào)
但是，根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)中的無損緩沖電路，部件數(shù)量多，而且多數(shù)元 件介于將浪涌釋放到輸出端為止的電流通路上，所以，各元件上的電力損耗 明顯存在，從而在改善電源效率上受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種開關(guān)電源裝置及浪涌吸收電路，能 夠以少量的部件構(gòu)成，并能夠有效地改善電源效率。
本發(fā)明的開關(guān)電源裝置包括開關(guān)電路(S1 S4)，用于通過開關(guān)操作 將直流輸入電力轉(zhuǎn)換為交流電力；變壓器(T),具有被供給所述交流電力 的初級(jí)繞組；第一整流器(D21、 D22),用于將在所述變壓器的次級(jí)繞組 上感應(yīng)出的交流電力整流為直流電力；第二整流器(D31、 D32),具有與 所述第一整流器的陰極連接的陽極；和電容(C),連接在所述第二整流器 的陰極和規(guī)定電位節(jié)點(diǎn)之間，作為規(guī)定負(fù)載的輔助電源而起作用。
在此，其特征在于，所述開關(guān)電路例如為全橋電路、半橋電路、單管正 激電路和RCC電路之中的任意一種。
另外，也可以構(gòu)成為，代替所述第一整流器設(shè)置晶體管(開關(guān))，通過
根據(jù)本發(fā)明的上述構(gòu)成，在第 一 整流器的陰極產(chǎn)生的浪涌通過第二整流 器供給到電容，對該電容充電。電容對負(fù)載供給工作電力。因此，能夠以少 量的部件構(gòu)成，并能夠有效地改善電源效率。另外，根據(jù)用晶體管代替第一 整流器的結(jié)構(gòu)，同步整流時(shí)在晶體管中產(chǎn)生的浪涌被電容(C)吸收，因此，同樣能夠改善電源效率。
本發(fā)明的浪涌吸收電路，用于吸收在主整流器中產(chǎn)生的浪涌，該主整流 器用于對在開關(guān)電源裝置中的變壓器的次級(jí)繞組上感應(yīng)出的交流電力進(jìn)行
整流，該浪涌吸收電路包括整流器(D31、 D32)，具有與所述主整流器 的陰極連接的陽極；和電容(C)，連接在所述整流器的陰極和規(guī)定電位節(jié) 點(diǎn)之間，作為規(guī)定負(fù)載(F)的輔助電源而起作用。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在開關(guān)電源裝置的主整流器的陰極產(chǎn)生的浪涌通過本浪涌 吸收電路中的整流器供給到電容，對該電容充電。電容對負(fù)載供給工作電力。
本發(fā)明的開關(guān)電源電路及浪涌吸收電路能夠以簡單結(jié)構(gòu)將電力損耗抑 制到極低程度的同時(shí)，能夠有效地抑制浪涌。因此，將本發(fā)明的電路作為電 源電路使用，從而能夠有效地改善電源效率。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置中的浪涌吸收電路的原理說明
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置及浪涌吸收電路的結(jié)構(gòu)例 的電路圖3是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置所解決的課題的圖4是表示現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)電源裝置結(jié)構(gòu)的電路圖5是用于說明現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)電源裝置的問題點(diǎn)的圖。
符號(hào)的說明
Cin llT入電容
Cout 輸出電容
C 電容 D21、 D22 主二極管 D31、 D32 二極管 F 負(fù)載Ll 初級(jí)繞組
L21、 L22 次級(jí)繞組
L23 輸出繞組
S1 S4 開關(guān)
TIN1、 TIN2 輸入端子 T0UT1、 TOUT2輸出端子
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
首先，參照圖1說明本發(fā)明實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置中的浪涌吸收電路 的原理。
在圖1中，二極管D2相當(dāng)于設(shè)置在上述圖2所示的次級(jí)側(cè)的主二極管 D21、 D22。 二極管D3及電容C構(gòu)成本發(fā)明的浪涌吸收電路。規(guī)定負(fù)載F 是將電容C作為輔助電源工作的任意裝置，對其內(nèi)容不進(jìn)行特別限定。
在圖1中，在二極管D2的陰極側(cè)產(chǎn)生如上述圖5所示的浪涌時(shí)，該浪 涌通過二極管D3供給到電容C，對該電容C充電。換句話說，浪涌的電力
因此，在二極管D2中產(chǎn)生的浪涌最終作為負(fù)載F的工作電力而得到有效利 用，所以電源效率得到了改善。
圖2示出了應(yīng)用上述圖1所示的浪涌吸收電路的開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu) 例。在圖2中，對與上述圖4所示的元件相同的元件附上相同的符號(hào)。
圖2所示的開關(guān)電源裝置與圖1所示的結(jié)構(gòu)相比，進(jìn)一步包括二極管 D31、 D32、電解電容C和負(fù)載F。其中，二極管D31、 D32以及電解電容C 構(gòu)成該開關(guān)電源裝置的浪涌吸收電路。
在此，進(jìn)一步詳細(xì)說明結(jié)構(gòu)。在輸入端子TIN1和輸入端子TIN2之間， 連接有輸入電容Cin，開關(guān)Sl和開關(guān)S2按此順序串聯(lián)連接，而且，開關(guān)S3 和開關(guān)S4按此順序串聯(lián)連接。開關(guān)Sl和開關(guān)S2之間的連接點(diǎn)與變壓器T的初級(jí)繞組Ll的一端相連接，開關(guān)S3和開關(guān)S4之間的連4妻點(diǎn)與上述初級(jí)
繞組Ll的另一端相連4^。
變壓器T的次級(jí)繞組L21的一端和次級(jí)繞組L22的一端都通過輸出繞 組L23與輸出端子T0UT1相連接。次級(jí)繞組L21的另一端與主二極管D21 的陰極相連接，次級(jí)繞組L22的另一端與主二極管D22的陰極相連接。這 些主二極管D21、 D22的各陽極通過輸出端子TOUT2接到地線(規(guī)定電位 節(jié)點(diǎn))上。輸出端子T0UT1和輸出端子TOUT2之間連接有輸出電容Cout。
二極管D31的陽極與上述二極管D21的陰極相連接，二極管D32的陽 極與上述二極管D22的陰極相連接。另外，二極管D31、 D32的各陰極都與 輸出端子TOUT3連接的同時(shí)，這些二極管D31、 D32的各陰極(即輸出端 子TOUT3)和地線(規(guī)定電位節(jié)點(diǎn))之間連接有電解電容C。
下面，對本實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置的操作進(jìn)行說明。
由開關(guān)S1 S4構(gòu)成的全橋電路實(shí)施規(guī)定的開關(guān)操作(眾所周知的開關(guān) 操作)，從而通過輸入端子TIN1供給的直流輸入電力轉(zhuǎn)換為交流電力，供 給到變壓器T的初級(jí)繞組L1。由此，在初級(jí)繞組Ll上產(chǎn)生交變電流，在變 壓器T的次級(jí)繞組L21、 L22上分別感應(yīng)出互為反相的交流電力。在該次級(jí) 側(cè)感應(yīng)出的交流電流通過主二極管D21 、 D22整流后，通過輸出繞組L23及 輸出端子T0UT1向外部輸出。
在此，當(dāng)流過初級(jí)繞組Ll的交變電流的流向改變，流過次級(jí)繞組L21 、 L22的各電流流向改變時(shí)，主二極管D21、 D22之中，/人正向偏壓狀態(tài)過渡 到反向偏壓狀態(tài)的二極管的陰極側(cè)產(chǎn)生浪涌。例如，如果在主二極管D21 的陰極側(cè)產(chǎn)生浪涌，則該浪涌通過二極管D31供給到電解電容C，對該電解 電容C充電。同樣地，如果在主二極管D22的陰極側(cè)產(chǎn)生浪涌，則該浪涌 通過二極管D32供給到電解電容C，對該電解電容C充電。
由此，在主二極管D21、 D22中產(chǎn)生的各浪涌的電力被存儲(chǔ)到電解電容 C中。存儲(chǔ)在電解電容C中的電力通過輸出端子TOUT3供給到負(fù)載F。即， 電解電容C起到負(fù)載F的輔助電源的作用。另外，對負(fù)載F雖然也供給主電源，但通過將電解電容C用作輔助電 源，從而從電解電容C適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充主電源的不足部分。
根據(jù)本實(shí)施方式，由于在主二極管D21、 D22的陰極側(cè)產(chǎn)生的各浪涌立 即通過二極管D31、 D32消耗在電解電容C的充電上，所以，實(shí)際上，在主 二極管D21、 D22的各陰極側(cè)，浪涌無明顯存在。即，如圖3所示，在主二 極管D21、 D22的陰極側(cè)產(chǎn)生的各浪涌在被供給到電解電容C之前，僅通過 一級(jí)二極管D31、 D32。因此，介于浪涌通過的路徑上的元件數(shù)量少，可以 將在通過該元件的過程中產(chǎn)生的損耗抑制到最小限度。進(jìn)而，存儲(chǔ)在電解電 容C中的浪涌電力作為負(fù)載F的工作電力而得到有效利用。因此，整體上 能夠有效地抑制電力損耗，能夠有效地改善電源效率。
以上，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施 方式，在不超出本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行改變。
例如，在上述實(shí)施方式中，將變壓器T的初級(jí)側(cè)的開關(guān)電路用全橋電路 構(gòu)成，但并不局限于此，初級(jí)側(cè)的開關(guān)電路的形式可以是半橋電路、單管正 激電路和RCC電路等中的任意一種。
另外，在上述實(shí)施方式中，在次級(jí)側(cè)設(shè)置主二極管D21、 D22,并通過 這些主二極管進(jìn)行整流，但代替這些主二極管設(shè)置晶體管等開關(guān)單元，由此 進(jìn)行所謂的同步整流也可以。此時(shí)，因?yàn)橥秸鲿r(shí)在晶體管中產(chǎn)生的浪涌 通過二極管D31、 D32被電解電容C吸收，所以，同樣地能夠改善電源效率。
另外，代替電解電容C,也可以采用其他形式的電容。 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的開關(guān)電源電路及浪涌吸收電路能夠由少量的部件簡單地構(gòu)成， 而且能夠?qū)㈦娏p耗抑制到極低程度的同時(shí)，能夠有效地抑制浪涌。因此， 當(dāng)將本發(fā)明的電源電路及浪涌吸收電路應(yīng)用到電源裝置時(shí)，由于電壓穩(wěn)定、 浪涌被吸收，所以能夠有效地改善電源效率。
權(quán)利要求
1. 一種開關(guān)電源裝置，其特征在于，該開關(guān)電源裝置包括開關(guān)電路，用于通過開關(guān)操作將直流輸入電力轉(zhuǎn)換為交流電力；變壓器，具有被供給所述交流電力的初級(jí)繞組；第一整流器，用于將在所述變壓器的次級(jí)繞組上感應(yīng)出的交流電力整流為直流電力；第二整流器，具有與所述第一整流器的陰極連接的陽極；和電容，連接在所述第二整流器的陰極和規(guī)定電位節(jié)點(diǎn)之間，作為規(guī)定負(fù)載的輔助電源而起作用。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源裝置，其特征在于， 所述開關(guān)電路為全橋電路、半橋電路、單管正激電路和RCC電路之中的任意一種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)電源裝置，其特征在于， 代替所述第一整流器設(shè)置晶體管，通過該晶體管對在所述變壓器的次級(jí)繞組上感應(yīng)出的交流電力進(jìn)行同步整流。
4、 一種浪涌吸收電路，用于吸收在主整流器中產(chǎn)生的浪涌，該主整流器用 于對在開關(guān)電源裝置中的變壓器的次級(jí)繞組上感應(yīng)出的交流電力進(jìn)行整流，其 特征在于，該浪涌吸收電路包括整流器，具有與所述主整流器的陰極連接的陽極；和 電容，連接在所述整流器的陰極和規(guī)定電位節(jié)點(diǎn)之間，作為規(guī)定負(fù)載的 輔助電源而起作用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種開關(guān)電源裝置，能夠以少量的部件構(gòu)成，并能夠有效地改善電源效率。該開關(guān)電源裝置包括開關(guān)電路(S1～S4)，用于將直流輸入電力轉(zhuǎn)換為交流電力；變壓器(T)，具有被供給所述交流電力的初級(jí)繞組；第一整流器(D21、D22)，用于將在所述變壓器的次級(jí)繞組上感應(yīng)出的交流電力整流為直流電力；第二整流器(D31、D32)，具有與所述第一整流器的陰極連接的陽極；和電容(C)，連接在所述第二整流器的陰極和規(guī)定電位節(jié)點(diǎn)之間，作為規(guī)定負(fù)載(F)的輔助電源而起作用。開關(guān)時(shí)在次級(jí)側(cè)的第一整流器(D21、D22)的陰極產(chǎn)生的浪涌通過第二整流器(D31、D32)供給到電容(C)，負(fù)載(F)將被充電于電容中的電力作為工作電源利用。
文檔編號(hào)H02M3/28GK101305513SQ20068004194
公開日2008年11月12日 申請日期2006年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者多田信裕 申請人:新電元工業(yè)株式會(huì)社