专利名称：绝缘型电源装置及照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有电压变换用的变压器的绝缘型电源装置以及在使用它的照明装置中利用的有效的技术。
背景技术：
在电源装置中有绝缘型AC-DC变换器，其具有电压变换用的变压器，用于变换交流电力的电压，整流在次级侧感生的交流，变换为希望的电位的直流电压。作为绝缘型的AC-DC变换器，例如公知通过开关控制流过电压变换用的变压器的初级侧线圈的电流，控制在次级侧线圈中感生的电压那样的开关电源装置。但是，在开关电源装置中，为提高电力效率多采用PWM(脉冲宽度调制)控制，即使在绝缘型AC-DC变换器中，也提出了这样的发明:通过光耦合器向初级侧控制电路反馈次级侧的输出的检出信号，初级侧控制电路使用PWM脉冲驱动开关元件导通、关断，控制流过初级侧线圈的电流(例如参照专利文献I)。专利文献1:日本特开平7-31142号公报专利文献I中公开的电源装置，因为是从次级侧通过光耦合器向初级侧控制电路反馈输出的检出信号的装置，所以能够控制使维持输出电压恒定。但是，在想要用外部控制信号使输出电压变化的情况下，例如考虑检测输出、用外部控制信号改变生成反馈信号的次级侧的误差放大器的参照电压的方式，但是，误差放大器多有比较大的时间常数，在那种情况下，通过其时间常数在反馈信号中产生延迟，电路的响应特性变差，难于快速地控制输出，存在这样不恰当的情况。
本发明人们，研究在LED灯那样的进行电流驱动的电源装置中使用PWM控制调整亮度的方式。此外，这里所述的PWM控制与上述初级侧控制电路内的本地PWM控制不同，从外部供给PWM控制信号。以前，在用来自外部的PWM控制信号进行调光控制的电源装置中，有根据外部PWM控制信号使间断地流过负载的输出电流的脉冲宽度变化的调光方式(称PWM调光)、和根据外部PWM控制信号的占空比使连续流过负载的输出电流的绝对值变化的调光方式(称DC调光)。其中，DC调光方式与PWM调光方式相比，有对于平均电流的亮度的线性性差这样的不恰当的情况。另外，对于DC调光方式，当使外部PWM控制信号的占空比变化时，因为需要反馈电压的绝对值变化，所以有响应延迟这样的不恰当的情况。另一方面，在PWM调光方式中，在仅向初级侧控制电路输入外部PWM控制信号那样的情况下，当使外部PWM控制信号的占空比变化时，反馈信号从希望的电平偏离，输出电流的峰值变化，有不能进行调光控制这样的不恰当的情况。此外关于这种不恰当的情况在实施例中详细说明。另外，以前在用外部PWM控制信号控制输出电流的情况下，一般，如图10所示，在绝缘型AC-DC变换器的后级连接DC-DC变换器，从外部向后级的DC-DC变换器输入PWM控制信号，使输出电流的绝对值或者脉冲电流的脉冲宽度变化。可是，图10中所示那样的二变换器方式的电源装置，因为部件数多，所以有引起成本上升同时小型化困难这样的课题。
发明内容
本发明的目的在于，通过向初级侧的电路和次级侧的电路分别供给输出控制用的PWM控制脉冲信号，能够用一个绝缘型AC-DC变换器实现响应性优良、能够用外部控制信号控制输出的电源装置。为实现上述目的，本发明提供一种绝缘型电源装置，其具有:变换向初级侧输入的交流电力后向次级侧输出的电力变换单元；在上述电力变换单元的次级侧设置的整流单元；在通过上述整流单元整流的电流.电压中使通过规定的频带的电流.电压的滤波器；检测通过上述滤波器向负载供给的输出电流或者输出电压的检测单元；根据通过上述检测单元得到的检出信号生成并输出控制流过上述电力变换单元的初级侧的电流的开关元件的控制信号的控制电路；和向上述控制电路传递通过上述检测单元得到的检出信号的信号传递单元，其中，构成为，向上述控制电路和上述电力变换单元的次级侧的电路双方供给输出控制信号，控制输出电流或者输出电压。通过上述那样的结构，能够用一个绝缘型AC-DC变换器实现响应性优良、能够用外部控制信号控制输出的电源装置。这里，理想的是上述输出控制信号是在占空比中具有控制信息的规定频率的输出控制脉冲信号，上述滤波器构成为截止频率比上述输出控制脉冲信号的频率高，上述控制电路具有:屏蔽电路，用于根据从外部供给的上述输出控制脉冲信号切断向上述开关元件供给的控制信号，在上述电力变换单元的次级侧设置修正单元，用于根据上述输出控制脉冲信号，补偿在上述屏蔽电路切断上述控制信号时作为原因的上述检出信号的降落，进行修正，不使向上述控制电路的反馈信号变化。通过设置把滤波器的截止频率设定的比输出控制脉冲信号的频率高、而且进行修正使即使输出控制脉冲信号的占空比变化反馈信号也不变化的修正单元，能够抑制输出的峰值变化，在负载是LED灯的情况下能够提高通过输出控制脉冲信号的调光控制的线性性。另外，理想的是上述控制电路具有:比较电路，用于比较比上述输出控制脉冲信号的频率高的频率的波形信号和通过上述信号传递单元从上述电力变换单元的次级侧传递的反馈信号，生成作为上述开关元件的控制信号的PWM控制脉冲，上述屏蔽电路构成为能够根据上述输出控制脉冲信号控制对于上述开关元件的上述PWM控制脉冲的供给。由此能够实现这样的电源装置，其在初级侧的控制电路中用PWM脉冲控制开关元件，同时通过从外部来的输出控制脉冲信号控制输出电流或者输出电压。进而，理想的是上述检测单元具有:误差放大电路，用于输出与对应于上述输出电流或者输出电压的电压和规定的参照电压的电位差成比例的信号。上述修正单元构成为，对于上述参照电压或者检出电压，把根据上述输出控制脉冲信号的占空比使之相对变化的电压作为修正信号输入。由此，能够例如通过像滤波器那样的能够平均脉冲的简单的电路容易地实现修正单元，其用于进行补偿作为屏蔽电路切断控制信号的原因的检出信号的降落的修正。此外所谓使参照电压相对变化，意味对于向构成误差放大电路的差动放大器的反转输入端子或者非反转输入端子输入的任何一个电压，即使给予与输出控制脉冲信号的占空比对应的电压变化也可以。另外，理想的是上述电力变换单元构成为，具有整流交流电流的二极管 桥电路和用该二极管.桥电路整流的电流流过的变压器，在上述变压器的初级侧线圈上施加脉动电压使流过脉动电流。由此能够提高电源装置的功率因数。进而理想的是上述滤波器的截止频率设定为比上述输出控制脉冲信号的频率高、比上述PWM控制脉冲的频率低。由此能够防止由于驱动控制流过电力变换单元的初级侧的电流的开关元件的控制信号引起的噪声向次级侧传导。另外，由具有上述那样的结构的绝缘型电源装置、在该绝缘型电源装置的输出端子上连接、通过上述输出电流点亮的LED灯、生成上述输出控制脉冲信号的控制信号生成单元，构成照明装置。由此，在能够用PWM脉冲控制LED灯的亮度的同时，能够实现调光控制的线性性良好的LED照明装置。根据本发明，具有这样的效果:通过向初级侧的电路和次级侧的电路分别供给输出控制用的PWM控制脉冲信号，能够用一个绝缘型AC-DC变换器实现响应性优良、能够用外部控制信号控制输出的电源装置。
图1是表示应用本发明的作为有效的电源装置的绝缘型AC-DC变换器的一种实施方式的框结构图。图2是关于PWM调光控制和DC调光控制表示在把LED作为负载的图1的绝缘型AC-DC变换器中用PWM控制信号控制输出的情况下的平均输出电流和LED的亮度的关系的图表。图3是表示图1的绝缘型AC-DC变换器的具体的结构例的电路结构图。图4是表示在实施方式的绝缘型AC-DC变换器中在初级侧设置了滤波电容器的输出控制用的PWM控制信号的波形(a)、和次级侧不设置修正单元的情况下的输出波形(b)以及设置修正单元的情况下的输出波形(C)的波形图。图5是表示在图3的实施方式的绝缘型AC-DC变换器中初级侧的滤波电容器的电容值小的情况下的输入波形(a)和输出波形(b)以及输出控制用的PWM控制信号的波形
(c)的波形图。图6A是表示在把LED作为负载的绝缘型AC-DC变换器中用PWM控制信号使次级侧的参照电压变化，在DC调光控制的情况下对于反馈信号的影响的不同的说明图。图6B是表示在把PWM控制信号向初级侧控制电路以及次级侧的误差放大器输入同时设置反馈量修正电路进行PWM调光控制的上述实施方式中的对反馈信号的影响的说明图。图7是表示实施方式的绝缘型AC-DC变换器中的输出控制用的PWM控制信号的占空比和向次级侧的误差放大器输入的参照电压的关系的图表。图8是表示反馈量修正电路的另一实施例的电路图。 图9是表示实施方式的绝缘型AC-DC变换器中的对于初级侧控制电路的反馈信号FB和开关兀件SW的导通时间的关系的图表。图10是表示用PWM控制信号控制输出电流(也有脉冲电流的场合)的现有的绝缘型AC-DC变换器的结构例的概略结构图。
具体实施例方式下面根据
本发明的合适的实施方式。图1是通过绝缘型AC-DC变换器等构成的本发明的电源装置的框结构图。此外，在以下的实施方式中，表示并说明作为负载驱动LED的电源装置，但是可应用本发明的电源装置不限于负载是LED的情况。本发明的电源装置具有:由电力变换交流输入电压Vm的晶体管等组成的电力变换单元10 ;整流变换后的交流的整流单元11 ;在整流后的电压.电流中使通过规定的频带的电压.电流向负载30供 给的滤波电路12 ;检测流过负载30的电流的检测单元13 ;生成与检出的电流值对应的反馈信号FB的反馈电压生成电路14 ;由输入侧和输出侧电气绝缘的光耦合器等构成的向初级侧传递反馈信号FB的绝缘型的信号传递单元15 ;由在上述电力变换单元10的初级侧流过电流的MOS晶体管等自消弧元件组成的开关单元16 ;根据由上述信号传递单元15传递来的信号生成控制开关单元16的导通 关断的脉冲信号的控制电路17。此外，上述整流单元11由二极管构成，滤波电路12由在整流单元11和连接负载的输出端子之间串联设置的线圈、和与接地点之间设置的滤波电容器等构成(参照图3)。进而，本发明的电源装置具有:根据从外部供给的外部PWM控制信号修正通过反馈电压生成电路14向初级侧发送的反馈信号FB的反馈量修正电路18 ;屏蔽从控制电路17输出的导通.关断脉冲信号进行脉冲的间除的屏蔽电路19。此外，在本发明的电源装置中，构成为，由反馈电压生成电路14生成的反馈信号FB和外部PWM控制信号PWM通过信号传递单元15向次级侧传递，屏蔽电路19根据传递的PWM控制信号变化间除量。在负载是LED灯的系统中，外部PWM控制信号作为用于控制调光的信号。在图1中，用粗线框表示的块18和19是在本发明中追加的电路块，用虚线表示的信号路径是没有追加块18和19的电源装置中的信号路径。图3表示图1的电源装置的一种实施方式的绝缘型AC-DC变换器的具体的电路结构。该实施方式的电源装置具有:由共模线圈等构成的噪声切断用的滤波器21 ;整流交流电压(AC)变换为直流电压的二极管.桥电路22 ;滤波电容器CO ;具有初级侧线圈Np和辅助线圈Nb和次级侧线圈Ns的变压器Tl ;与该变压器Tl的初级侧线圈Np串联的作为开关单元的由N沟道MOS晶体管组成的开关元件SW ;具有驱动该开关元件SW的控制电路17和具有屏蔽电路19 (或门Gl以及触发器FFl)的电源控制用IC (半导体集成电路)23。由上述二极管.桥电路22和变压器Tl构成上述电力变换单元10。电源控制用IC23内的电路中除去或门G1、G2以及触发器FFl的部分作为控制电路17作用。在上述变压器Tl的次级侧，设置在次级侧线圈Ns和输出端子OUTl之间串联的整流二极管D1、在该二极管Dl的阴极端子和次级侧线圈Ns的另一个端子之间连接的电容器Cl以及具有与二极管Dl串联的线圈LI的滤波电路12，通过在初级侧线圈Np间断地流过电流，整流在次级侧线圈Ns中感生的交流,滤波电路12使规定频带的电压.电流通过,从输出端子OUTl输出。另外，在输出端子0UT2和接地点之间，连接用于检测流过在输出端子0UT1-0UT2间连接的负载的电流的检测电阻Rs。另外，在该实施方式中，通过把由线圈LI和电容器Cl构成的滤波电路12的截止频率设定的比通过控制电路17控制的开关频率低而且比外部PWM控制信号PWM的频率高，使输出和外部PWM控制信号PWM的频率相同的频率的脉冲电流。由此，PWM调光控制成为可能。另外，通过把滤波电路12的截止频率设定的比通过控制电路17控制的开关频率低，能够切断初级侧的开关噪声，不使向输出传递。此外，在把滤波电路12的截止频率设定的比外部PWM控制信号PWM的频率低的情况下，能够输出与外部PWM控制信号PWM的占空比对应的绝对值电流，能够进行DC调光控制。在DC调光控制的情况下如图2的点划线所示，LED对于平均输出电流的亮度的线性性变差，但是像本实施方式的电源装置这样，通过使输出PWM控制的脉冲电流进行PWM调光控制，如图2的实线所示，能够提高LED对于平均输出电流的亮度的线性性。另外，在DC调光控制中当输出电流值变化时LED灯的发光颜色也变化，但是通过应用进行PWM调光控制的上述实施方式能够减小发光颜色的变化。进而，在变压器Tl的次级侧设置误差放大器AMPl和缓冲放大器(电压跟随器)AMP2，在AMPl的反转输入端子上通过电阻Rl输入通过检测电阻Rs实现的电流-电压变换的电压Vd,在非反转输入端子上输入参照电压Vrefl，输出与检出的电流值对应的电压，缓冲放大器AMP2接受该误差放大器的输出，输出驱动光f禹合器PCl的光电二极管F1Dl的电流。另外，在误差放大器AMPl的输出端子和非反转输入端子之间设置相位补偿用的电容器Cf，通过该电容器Cf和上述电阻Rl构成低通滤波器。另外，电容器Cf通过该放大器的镜像效果从输入侧看时具有本来的电容值的大约增益倍的值(l+A)Cf，作为截止频率低的滤波器作用，能够根据输出电流滤波变化的电压Vd。由此，在误差放大器AMPl的反转输入端子上，输入相当于电压Vd的平均电压的直流电压。另外，在本实施例的电路中，在误差放大器AMPl和后级的缓冲放大器AMP2之间连接电阻R2和电容器C2，通过与误差放大器AMPl —起传递函数作为具有两个极的次级的低通滤波器作用，能够切断噪声。另外，在本实施方式中，设置生成向误差放大器AMPl输入的参照电压Vrefl的可变电压源VS，根据由外部的PWM脉冲生成单元PPG生成的PWM脉冲信号PWM的占空比或者脉冲宽度使Vrefl变化，如后述在向初级侧电路输入PWM脉冲信号PWM并且通过反馈控制输出的情况下，能够起抵消变化的上述电压Vd的变化的作用。进而，在次级侧和初级侧之间，设置用于向初级侧的电源控制用IC23传递在次级侧输入的外部PWM脉冲信号PWM的光耦合器PC2。通过上述放大器AMPl和AMP2构成反馈电压生成电路14，通过光耦合器PCl、PC2构成信号传递单元15。在本实施方式中，构成为，向初级侧的电源控制用IC23供给外部PWM脉冲信号PWM使输出电流变化，调整作为负载连接的LED灯的亮度，同时为抵消伴随此生成的不希望的检出电压Vd的变化，通过外部PWM脉冲信号PWM使通过可变电压源VS生成的参照电压Vrefl变化，可以避免修正反馈信号FB。亦即，即使外部PWM脉冲信号PWM的占空比变化，也不使检出电压Vd对于参照电压Vrefl的相对大小变化。接着说明通过光耦合器PCl从次级侧接受反馈信号FB以及外部PWM脉冲信号PWM并且导通、关断开关元件SW的电源控制用IC23。在电源控制用IC23内，设置连接构成光耦合器PC1、PC2的接受光的晶体管Trl、Tr2的集电极的外部端子P1、P2。接受光的晶体管Trl、Tr2构成为，它们的发射极端子与接地电位GND连接，同时外部端子P1、P2分别通过上拉电阻Rpl、Rp2连接施加通过在电源控制用IC23内设置的内部电源电路(省略图示)生成的内部电压Vreg的端子，在接受光的晶体管Trl、Tr2的集电极上给予偏压。由此，在通过内部电压Vreg使Trl、Tr2偏置的状态下，当光耦合器PCl和PC2的光电二极管PDl和PD2点亮时，在Trl、Tr2内流过集电极电流，通过电阻Rpl、Rp2的电压降，外部端子P1、P2的电位降低，内部电路将其放大进行控制动作。另外，在上述电源控制用IC23内，设置误差放大器AMP3、由恒流源CCl和电容器C4以及放电用MOS晶体管SW2组成的波形生成电路RAMP、和比较上述误差放大器AMP3的输出和波形生成电路RAMP生成的波形信号的比较器(电压比较电路)CMP1，误差放大器AMP3，向其反转输入端子通过电阻R6输入外部端子Pl的电压，向其非反转输入端子输入参照电压Vref2，其输出与外部端子Pl的电压和参照电压Vref2的电位差对应的电压。波形生成电路RAMP，通过用恒流源CCl的电流给电容器C4充电，输出慢慢上升，通过使开关元件SW2导通使电容器C4的电荷一口气放出输出急剧下降，通过重复这样的动作，生成锯齿波状的波形信号。比较器CMPl作为生成具有与误差放大器AMP3的输出对应的脉冲宽度的本地PWM脉冲的PWM比较器作用。进而，在上述电源控制用IC23内，设置检测外部端子P2的电压的上升缘生成脉冲信号的单触发脉冲生成电路OPGl ;连接在变压器(10)内设置的辅助线圈Nb的一方的端子的外部端子P3;反转输入端子与该外部端子P3连接、在非反转输入端子上施加参照电压Vref3的比较器CMP2 ;检测该比较器CMP2的输出的上升缘生成脉冲信号的单触发脉冲生成电路0PG2 ;和根据来自这些电路的信号生成开关元件SW的导通、关断控制信号on/off的逻辑电路LGC。逻辑电路LGC，由把用反相器INV反转外部端子P2的电压后的电位和比较器CMPl的输出作为输入的或门Gl ;把单触发脉冲生成电路OPGl和0PG2的输出作为输入的或门G2 ;和把或门Gl的输出向复位端子R输入、把或门G2的输出向置位端子S输入的RS触发器FFl构成。RS触发器FFl是复位优先的触发器，FFl的输出Q作为开关元件SW的导通、关断控制信号on/off向IC外部输出，FFl的反转输出/Q作为控制波形生成电路RAMP的放电用MOS晶体管SW2的导通、关断的信号供给SW2的栅极端子。或门Gl和FFl作为屏蔽电路作用，其在从外部端子P2输入的外部PWM脉冲信号PWM的低电平的期间，强制使RS触发器FFl的输出Q成为低电平，禁止导通、关断控制信号on/off的输出。另外，在外部PWM脉冲信号PWM变化为高电平的定时，通过OPGl生成单触发脉冲，设置RS触发器FFl，解除屏蔽。在本实施方式的AC-DC变换器中，在辅助线圈Nb中感生的电压变成参照电压Vref3以下的定时亦即在辅助线圈的电流减小到某程度的定时，比较器CMP2的输出变化为高电平，通过0PG2生成单触发脉冲，使触发器FFl成为设置状态。于是，控制信号on/off变化为高电平，开关元件SW被导通，在初级侧线圈Np中电流流动，同时波形生成电路RAMP内的SW2被关断，比较器CMPl的输入逐渐升高，在变得比反馈信号FB高的时点使触发器FFl复位。于是，控制信号on/off变化为低电平，使开关元件SW关断，同时使波形生成电路RAMP内的SW2导通，电容器放电,波形信号下降。通过重复上述动作使反馈信号FB恒定，控制电流在初级侧线圈Np中流动的期间，控制输出电流脉冲的脉冲宽度。图9表示本实施方式的绝缘型AC-DC变换器中的反馈信号FB和开关元件SW的导通时间的关系。如图9所示，控制开关元件SW的导通时间使大体与反馈信号FB成比例。此外，通过开关元件SW对初级侧线圈Np的电流的导通、关断控制，以比输入电压的频率充分高的频率进行。这里，使用图4说明上述屏蔽电路19(G1、FF1)的功能。图4中，(a)表示外部PWM控制信号PWM的波形，(b)表示不进行参照电压Vrefl的修正的情况下的输出电力波形，(c)表示应用本实施方式进行参照电压Vrefl的修正的情况下的输出电力波形。如图4所示，在本实施方式的AC-DC变换器中，在外部PWM控制信号PWM是低电平的期间，能够通过外部PWM控制信号PWM控制输出电流，使触发器FFl的输出固定在低电平亦即屏蔽内部PWM脉冲的输出不使开关元件SW导通。但是，如上所述，在向电源控制用IC23输入外部PWM控制信号PWM屏蔽内部的本地PWM脉冲的输出控制输出电流的情况下，原样不变地，检测电压Vd以外部PWM控制信号PWM的占空比变化的量相应变化，反馈信号FB偏离，如图4 (b)所示，峰值增高。因此，在本实施方式的AC-DC变换器中，通过可变电压源VS生成在次级侧设置的误差放大器AMPl的非 反转输入端子上施加的参照电压Vrefl，如图7所示，构成为进行与外部PWM控制信号PWM的占空比或者脉冲宽度成比例提高Vrefl来抵消检测电压Vd的变化的修正。通过进行这样的修正，能够防止通过向初级侧的电源控制用IC23输入外部PWM控制信号PWM使检测电压Vd变化并且反馈信号FB偏离，输出电流的峰值变化。亦即，当遵照本实施方式时，即使外部PWM控制信号PWM变化也能使反馈信号FB不变化。从图4可知，在使外部PWM控制信号PWM的占空比(脉冲宽度)变化时，在不进行参照电压Vrefl的修正的情况下检测电压Vd变化，由此，如图4(b)所示，输出电流的峰值升高，不能进行希望的控制，在进行参照电压Vrefl的修正的情况下，如图4(c)所示，能够大体保持输出电力的波形的高度恒定，能够进行希望的PWM调光控制。此外，通过参照电压Vrefl的控制要实现的修正量，可以使通过用初级侧的电源控制用IC23的屏蔽电路屏蔽内部PWM脉冲而被切断的输出电流的平均值、和把参照电压Vrefl的修正量换算成输出电流的变化量成为相同那样决定。如上述在本实施方式的说明中，说明了根据输入初级侧的电源控制用IC23的外部PWM控制信号PWM决定通过次级侧的修正单元的修正量这样的想法，但是如果换一种想法，根据次级侧的误差放大器的参照电压的变化量，改变输入初级侧的电源控制用IC23的外部PWM控制信号的占空比(脉冲宽度)，也可以领会为发明。但是，图4的波形是作为滤波二极管.桥22的输出的电容器CO使用较大电容值的电容器的情况下的波形。图5表示不设置滤波二极管 桥22的输出的电容器CO或者使用电容值小的CO的情况下的波形。在图5中，(a)表示在变压器Tl的初级侧线圈Np上施加的来自二极管.桥22的输入波形，(b)表示在变压器Tl的次级侧线圈Ns中感生的输出波形，(C)表示外部PWM控制信号PWM的波形。在使用电容值小的CO的情况下，在导通开关元件SW时从CO引出电荷电压降低，在初级侧线圈Np上施加的电压VCO成为脉动的电压。于是，因为流过初级侧线圈Np的电流追随VCO的波形成为脉动电流，所以有能够改善AC-DC变换器的功率因数的优点。接着说明向初级侧的电源控制用IC23以及次级侧的误差放大器输入外部PWM控制信号PWM进行输出控制那样的本实施方式的AC-DC变换器的优点。作为通过外部控制信号进行输出控制的方法，考虑通过外部控制信号仅使在次级侧的误差放大器AMPl上施加的参照电压Vrefl变化进行输出控制的方式，该方式的方法简单。然而，在这样的控制中，通过在次级侧设置的误差放大器AMPl (低通滤波器)具有的时间常数反馈信号的传送延迟，在PWM控制信号PWM的占空比变化时如图6A所示，因为到反馈信号的收集花费时间，所以电路的响应性降低。与此相对，像本实施方式的AC-DC变换器那样在向初级侧的电源控制用IC23以及次级侧的误差放大器输入外部PWM控制信号PWM进行输出控制那样的情况下，电路对于外部PWM控制信号的响应性升高，同时通过设置反馈量修正电路18，即使外部PWM控制信号PWM的占空比变化，对于参照电压Vrefl的相对的检出电压Vd的大小也不变化。如图6B所示，反馈信号FB不变化，因此具有能够除去收集花费的时间的优点。图8表示反馈量修正电路18的另一实施例。在图3的实施方式中，构成为通过可变电压源VS使发生向检测输出电流的误差放大器AMPl供给的参照电压Vrefl，根据外部PWM控制信号PWM的占空比使通过该可变电压源VS发生的参照电压Vrefl变化。与此相对，在图8的实施例中，通过恒压源发生参照电压Vrefl并使之固定，同时在基准电压Vref2和误差放大器AMPl的反转输入端子之间设置串联的电阻R5和N沟道MOS晶体管Q5，向Q5的栅极端子输入外部PWM控制信号PWM，使进行导通/关断动作。此外，电阻R5和晶体管Q5的连接顺序反过来也可以。该实施例(图8)的反馈量修正电路18，根据外部PWM控制信号PWM的占空比提高或者降低向误差放大器AMPl的反转输入端子输入的电压的平均电位那样作用。也就是说，构成为，由通过外部PWM控制信号PWM导通/关断的晶体管Q5和串联的电阻R5、和在误差放大器AMPl的反转输入端子和输出端子之间连接的电容Cf构成滤波电路。通过该滤波电路平均外部PWM控制信号PWM的脉冲，发生与占空比成比例的电位，将其加在对于通过检测电阻Rs被电流-电压变换后的电压Vd滤波后的电压上，向误差放大器AMPl输入。由此，图8的反馈量修正电路18，即使外部PWM控制信号PWM的占空比变化，误差放大器AMPl的(-)输入端子的电压也不变化那样动作。图3的实施方式中的通过外部PWM控制信号PWM的可变电压源VS的控制电路也可以具有和图8同样的结构，也就是说使用MOS晶体管和滤波电路把PWM信号平均化，用该电压控制可变电压源VS，使参照电压Vrefl变化。此外，对于通过可变电压源VS构成反馈量修正电路18，使向误差放大器AMPl的非反转输入端子输入的参照电压Vrefl与外部PWM控制信号PWM的占空比成比例变化的图3的实施方式相同的方向的修正，在用其他结构和图3同样的图8的实施例进行时，只要在晶体管Q5的栅极端子上输入成为反相关系的外部PWM控制信号PWM即可。以上根据实施方式具体说明了本发明人们做出的发明，但是本发明不限于上述实施方式。例如，图3的实施方式因为负载是电流性负载，是电流输出型的电源电路，所以在输出端子0UT2和接地点之间设置检测电阻Rs检测输出电流，但是在用PWM信号进行输出电压的控制的电压输出型的电源电路中，也可以在输出端子OUTl和接地点之间设置由串联的电阻等构成的分压电路检测输出电压。另外，在上述实施方式中，使构成光耦合器的接收光的晶体管的集电极通过上拉电阻与施加有内部基准电压的端子连接，但是代替上拉电阻也可以用恒流源进行上拉。另外也可以构成为，把接收光的晶体管的集电极直接与内部基准电压端子连接同时设置发射极电阻，从发射极端子取出反馈信号。进而，在上述实施方式中，把在变压器的初级侧线圈中间断地流过电流的开关元件SW做成与电源控制用IC23分体的元件(M0S晶体管)，但是也可以把该开关元件SW装入电源控制用IC23内，作为一个半导体集成电路构成。另外，开关元件SW不限定是MOS晶体管，也可以是双极晶体管。在上述实施方式中，对在作为负载驱动LED灯的电源装置中应用本发明的情况进行了说明，但是本发明不限于负载是LED灯的情况，而能够一般广泛地应用绝缘型电源装置。符号说明10电力变换单元11整流单元12滤波电路13检测单元14反馈电压生成电路15信号传递单元16开关单元(开关元件)17控制电路18反馈量修正电路19屏蔽电路21滤波器22 二极管.桥电路(整流电路)23电源控制电路(电源控制用IC)AMPl误差放大器AMP2缓冲放大器PC1、PC2 光耦合器CMP1、CMP2 比较器OPGU 0PG2单触发脉冲生成电路RAMP波形信号生成电路
LGC逻辑电路
权利要求
1.一种绝缘型电源装置，具有:对向初级侧输入的交流电力进行变换并向次级侧输出的电力变换单元；设置在上述电力变换单元的次级侧的整流单元；使上述整流单元整流的电流.电压中规定的频带的电流.电压通过的滤波器；检测经由上述滤波器向负载供给的输出电流或者输出电压的检测单元；根据通过上述检测单元得到的检测信号生成并输出控制流过上述电力变换单元的初级侧的电流的开关元件的控制信号的控制电路；向上述控制电路传递通过上述检测单元得到的检测信号的信号传递单元，其特征在于， 构成为向上述控制电路和上述电力变换单元的次级侧的电路双方供给输出控制信号，控制输出电流或者输出电压。
2.根据权利要求1所述的绝缘型电源装置，其特征在于， 上述输出控制信号是在占空比中具有控制信息的输出控制脉冲信号，上述滤波器构成为截止频率比上述输出控制脉冲信号的频率高， 上述控制电路具有:屏蔽电路，用于根据从外部供给的上述输出控制脉冲信号切断向上述开关元件供给的控制信号， 在上述电力变换单元的次级侧设置:修正单元，用于根据上述输出控制脉冲信号，补偿因上述屏蔽电路切断上述控制信号造成的上述检测信号的下降，进行修正使得向上述控制电路的反馈信号不变化。
3.根据权利要求2所述的绝缘型电源装置，其特征在于， 上述控制电路具有:比较电路，用于对比上述输出控制脉冲信号的频率高的频率的波形信号和通过上述信号传递单元从上述电力变换单元的次级侧传递的反馈信号进行比较，生成作为上述开关元件的控制信号的PWM控制脉冲， 上述屏蔽电路构成为能够根据上述输出控制脉冲信号控制向上述开关元件的上述PWM控制脉冲的供给。
4.根据权利要求2或3所述的绝缘型电源装置，其特征在于，上述检测单元具有:误差放大电路，用于输出与对应于上述输出电流或者输出电压的电压和规定的参照电压之间的电位差成比例的信号，其中，上述修正单元把相对于上述参照电压或者检出电压与上述输出控制脉冲信号的占空比对应地相对变化的电压作为修正信号输入。
5.根据权利要求4所述的绝缘型电源装置，其特征在于， 上述电力变换单元具有对交流电流进行整流的二极管 桥电路和用该二极管.桥电路整流的电流流过的变压器， 在上述变压器的初级侧线圈上施加脉动电压使得流过脉动电流。
6.根据权利要求2 5中任何一项所述的绝缘型电源装置，其特征在于， 上述滤波器的截止频率设定为比上述输出控制脉冲信号的频率高、比上述PWM控制脉冲的频率低。
7.一种照明装置，具有根据权利要求1 6中任何一项所述的绝缘型电源装置；在该绝缘型电源装置的输出端子上连接、通过流过上述输出电流而点亮的LED灯；生成上述输出控制脉冲信号的控制信号生成单元，其特征在于， 上述输出控制脉冲信号是用于控制上述LED灯的亮度的调光控制脉冲。
全文摘要
本发明涉及通过向初级侧的电路和次级侧的电路分别供给输出控制用的PWM控制脉冲信号，能够用一个绝缘型AC-DC变换器实现响应性优良、能够用外部控制信号控制输出的电源装置。通过下面所述的结构解决课题，即绝缘型电源装置具有控制电路(17、23)和信号传递单元(15)，所述控制电路生成并输出控制流过电力变换单元(变压器)的初级侧的电流的开关元件的控制信号，所述信号传递单元向上述控制电路传递通过检测输出电流或者输出电压的检测单元(13、AMP1)得到的检出信号，在绝缘型电源装置中，作为输出控制信号分别向上述控制电路和上述电力变换单元的次级侧双方供给在占空比中具有控制信息的输出控制脉冲信号，控制输出电流或者输出电压。
文档编号H02M3/28GK103222173SQ20118003746
公开日2013年7月24日 申请日期2011年7月26日 优先权日2010年7月30日
发明者加户稔, 有马聪史, 井上隆 申请人:三美电机株式会社