專利名稱：數(shù)字控制高壓電源及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字控制高壓生成裝置及其方法。更具體地，本發(fā)明涉及提供改進(jìn)的開關(guān)操作定時(shí)的數(shù)字控制高壓生成裝置和方法。
背景技術(shù)：
成像裝置指的是用于在諸如紙之類的記錄介質(zhì)上打印與原始圖像的輸入數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的圖像的裝置。該成像裝置的示例可以為打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等。對(duì)諸如激光打印機(jī)、LED打印頭(LPH)打印機(jī)、傳真機(jī)等之類的成像裝置采用了電子照相工藝。電子照相成像裝置通過(guò)諸如電充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、和熔凝(fusing)等處理，而執(zhí)行打印輸出作業(yè)。
圖1是用于示意性示出傳統(tǒng)的電子照相成像裝置的截面圖。在圖1中，電子照相成像裝置包括感光鼓1、充電輥2、激光掃描單元(LSU)3、顯影輥4、轉(zhuǎn)印輥5、控制單元6、以及高壓電源(HVPS)70。
在包括諸如圖1的結(jié)構(gòu)的電子照相成像裝置的打印輸出操作中，高壓電源70根據(jù)控制單元6的控制而將某電壓施加到充電輥2、顯影棍4、和轉(zhuǎn)印輥5。充電輥2利用HVPS 70所施加的充電電壓而均勻地對(duì)感光鼓1的表面進(jìn)行充電。此外，LSU 3的光束與從控制單元6輸入的圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)地跨越感光鼓1進(jìn)行掃描。這樣，在感光鼓1的表面上形成了靜電潛像。
接下來(lái)，利用顯影輥4提供的色粉而將在感光鼓1的表面上形成的靜電潛像轉(zhuǎn)換為色粉圖像。從HVPS 70施加的轉(zhuǎn)印電壓所驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)印輥5將在感光鼓1上形成的色粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄紙頁(yè)上。此外，通過(guò)熔凝器(fuser)(未示出)的高熱和高壓而將轉(zhuǎn)印到記錄紙頁(yè)上的色粉圖像熔凝在該紙上。該紙沿排放方向(未示出)向外排放，從而完成打印輸出。
如上所述，HVPS 70是復(fù)印機(jī)、激光束打印機(jī)、傳真機(jī)等的核心部件，其通過(guò)低電壓到幾百至幾千伏高壓的瞬時(shí)轉(zhuǎn)換在打印機(jī)鼓或者傳真機(jī)鼓上形成高壓放電，而使能文本打印輸出。根據(jù)HVPS 70的使用目的，HVPS 70也通過(guò)感測(cè)電壓或電流而用作恒壓源或恒流源。
圖2是用于示出傳統(tǒng)HVPS 70的電路。在圖2中，傳統(tǒng)HVPS 70具有低通濾波器10、電壓控制單元20、振蕩和電壓轉(zhuǎn)換單元30、電壓倍增單元40、電壓感測(cè)單元50、以及保護(hù)單元60。
將來(lái)自引擎控制單元等的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)D(t)被輸入到HVPS。低通濾波器10通過(guò)兩級(jí)RC濾波器將PWM信號(hào)D(t)轉(zhuǎn)換為DC信號(hào)以輸出。PWM信號(hào)具有根據(jù)其占空比確定的輸出電壓電平，并且該DC信號(hào)用作進(jìn)行輸出電壓控制的基準(zhǔn)信號(hào)。
電壓控制單元20具有差分電路和控制器，用于放大其操作的誤差信號(hào)。電壓控制單元20比較通過(guò)低通濾波器10輸出的DC信號(hào)和作為反饋信號(hào)的實(shí)際輸出電壓，并生成用于振蕩和電壓轉(zhuǎn)換單元30的晶體管Q的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
振蕩和電壓轉(zhuǎn)換單元30根據(jù)電壓控制單元20的輸出信號(hào)來(lái)控制到晶體管Q的基極的電流量。當(dāng)晶體管的發(fā)射極和集電極之間的電壓變化時(shí)，振蕩和電壓轉(zhuǎn)換單元39也改變電壓轉(zhuǎn)換單元的初級(jí)繞組兩端的電壓，使得在電壓轉(zhuǎn)換單元的具有高線圈匝數(shù)比的次級(jí)繞組兩端感應(yīng)電壓。
電壓倍增單元40使用二極管D1和D2進(jìn)行整流并使用電容器C4和C5進(jìn)行電壓倍增和平滑，并且從電壓轉(zhuǎn)換單元的次級(jí)繞組兩端感應(yīng)的AC電壓中生成最終的高DC電壓。此外，電壓感測(cè)單元50和保護(hù)單元60檢測(cè)實(shí)際的輸出電壓，并生成到電壓控制單元20的反饋信號(hào)，從而防止施加異常電壓。
圖2示出了用于HVPS 70的電路，其對(duì)于一個(gè)特定通道生成到顯影單元的高壓。然而，HVPS 70要求額外的通道，以便將某高壓施加到充電輥2、顯影輥4、以及轉(zhuǎn)印輥5。
如上所述的傳統(tǒng)HVPS 70使用了模擬控制方法來(lái)精確地控制各個(gè)通道輸出，因此需要對(duì)諸如RC濾波器和電壓控制部件之類的部件的特性之間的差異所引起的誤差進(jìn)行補(bǔ)償。
此外，HVPS 70使用多個(gè)部件，這阻止了成本降低，并且在各個(gè)部件由于外部因素而有缺陷時(shí)可能產(chǎn)生整體故障。另外，用作振蕩和電壓轉(zhuǎn)換單元30中的開關(guān)部件的晶體管在線性區(qū)域中工作。因此，晶體管帶來(lái)了熱量生成屬性。
此外，如圖2所示，傳統(tǒng)HVPS 70使用多個(gè)部件，這增加了裝配過(guò)程中的工時(shí)和有效工時(shí)，需要印刷電路板(PCB)上有空間以保障所述多個(gè)部件，并且由于所述部件被固定到PCB上而防礙了輸出電壓的控制。
為了克服上述問(wèn)題，傳統(tǒng)的HVPS 70使用了數(shù)字控制模式。然而，基于特定用途集成電路(ASIC)的HVPS電路通常包括金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)裝置作為開關(guān)裝置。由于ASIC是用于模擬裝置的集成電路，所以MOSFET裝置在開關(guān)操作期間在線性區(qū)域中實(shí)質(zhì)上產(chǎn)生了熱量，這造成了對(duì)開關(guān)裝置的損壞。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示范實(shí)施例的一方面是至少解決上述問(wèn)題和/或缺點(diǎn)，并至少提供下述優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明的示范實(shí)施例的一個(gè)方面是提供能夠確定改進(jìn)的開關(guān)操作定時(shí)的高壓電源及其方法。
應(yīng)用到本發(fā)明的示范實(shí)施例的HVPS ASIC需要具有較少熱量生成的開關(guān)電路拓?fù)?，以便確定開關(guān)裝置的改進(jìn)開關(guān)操作定時(shí)。因此，當(dāng)開關(guān)裝置在該開關(guān)裝置兩端的電壓變?yōu)樽畹偷拈g隔中執(zhí)行開關(guān)時(shí)，開關(guān)裝置在開關(guān)裝置具有改進(jìn)操作定時(shí)的時(shí)間期間產(chǎn)生較少的熱量。
本發(fā)明的示范實(shí)施例的前述和其它目的和優(yōu)點(diǎn)實(shí)質(zhì)上是通過(guò)提供高壓電源而實(shí)現(xiàn)的，由此輸出單元包括與電容器并聯(lián)連接的初級(jí)繞組、和通過(guò)在初級(jí)繞組中流動(dòng)的電流而感應(yīng)電壓的次級(jí)繞組。開關(guān)單元根據(jù)初級(jí)繞組兩端的LC諧振電壓，而接通并關(guān)斷流入輸出單元的電流。數(shù)字接口單元提供某格式的通信接口。數(shù)字控制單元根據(jù)通過(guò)數(shù)字接口單元輸入的控制數(shù)據(jù)和初級(jí)繞組兩端的LC諧振電壓，來(lái)控制開關(guān)單元被接通和關(guān)斷。電容器和初級(jí)繞組形成了諧振電路。開關(guān)單元在其中LC諧振電壓被最小化的間隔期間接通和關(guān)斷電流。
輸出單元可包括與電容器和初級(jí)繞組串聯(lián)連接的電阻器。
開關(guān)單元的開關(guān)裝置可包括MOSFET。
數(shù)字控制單元根據(jù)輸出單元的輸出值的反饋信號(hào)，來(lái)控制開關(guān)單元被接通和關(guān)斷。
開關(guān)單元、數(shù)字接口單元、和數(shù)字控制單元可以被實(shí)現(xiàn)在一個(gè)特定用途集成電路(ASIC)芯片上。
本發(fā)明的示范實(shí)施例的前述和其它目的和優(yōu)點(diǎn)實(shí)質(zhì)上是通過(guò)提供使用高壓電源執(zhí)行打印輸出的成像裝置而實(shí)現(xiàn)的，其中輸出單元包括與電容器C并聯(lián)連接的初級(jí)繞組L、和通過(guò)初級(jí)繞組的電流而感應(yīng)電流的次級(jí)繞組。開關(guān)單元根據(jù)初級(jí)繞組兩端的LC諧振電壓，而接通并關(guān)斷流入輸出單元的電流。數(shù)字接口單元提供某格式的通信接口。數(shù)字控制單元根據(jù)通過(guò)數(shù)字接口單元輸入的控制數(shù)據(jù)和初級(jí)繞組兩端的LC諧振電壓，來(lái)控制開關(guān)單元被接通和關(guān)斷。
本發(fā)明的示范實(shí)施例的前述和其它目的和優(yōu)點(diǎn)實(shí)質(zhì)上是通過(guò)提供用于高壓電源的方法而實(shí)現(xiàn)的，其中檢測(cè)與電容器并聯(lián)連接的初級(jí)繞組兩端的隨著LC諧振而變化的電壓。計(jì)算其中初級(jí)繞組兩端的LC諧振電壓被最小化的間隔。根據(jù)所計(jì)算的其中LC諧振電壓被最小化的間隔，接通和關(guān)斷流入電容器C和初級(jí)繞組L的電流。電容器和初級(jí)繞組形成了諧振電路。降低了與電容器和初級(jí)繞組串聯(lián)連接的電阻器兩端的電壓。
另外，在示范實(shí)現(xiàn)中，MOSFET接通和關(guān)斷流入電容器C和初級(jí)繞組L的電流。
在另一個(gè)示范實(shí)現(xiàn)中，輸出值的反饋信號(hào)根據(jù)次級(jí)繞組兩端感應(yīng)的電壓而接通和關(guān)斷電流。
本發(fā)明的示范實(shí)施例的前述和其它目的和優(yōu)點(diǎn)實(shí)質(zhì)上是通過(guò)提供使用高壓電源執(zhí)行打印輸出的成像裝置而實(shí)現(xiàn)的，其中檢測(cè)與電容器并聯(lián)連接的初級(jí)繞組兩端的隨著LC諧振而變化的電壓。計(jì)算其中初級(jí)繞組兩端的LC諧振電壓被最小化的間隔。根據(jù)所計(jì)算的LC諧振電壓被最小化的間隔，接通和關(guān)斷流入電容器C和初級(jí)繞組L的電流。
本發(fā)明的某些示范實(shí)施例的以上方面和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)接下來(lái)的結(jié)合附圖的描述而更加清楚，其中圖1是用于示意性示出傳統(tǒng)的成像裝置的圖；圖2是用于示出傳統(tǒng)的高壓電源的電路圖；圖3是用于示出根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的高壓電源的框圖；圖4是用于示意性示出根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的第一輸出單元的結(jié)構(gòu)的圖；圖5A是用于示出根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的、初級(jí)繞組兩端的隨著諧振變化的電壓的曲線；
圖5B是用于示出根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的、在MOSFET的柵極上變化的電壓的曲線；圖5C是用于示出根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的、在MOSFET的漏極和源極之間變化的電壓的曲線；以及圖5D是用于示出根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的、在MOSFET的漏極上變化的電流的曲線。
貫穿圖中，相同的附圖標(biāo)記將被理解為指的是相同的元件、特征和結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
提供在描述中定義的諸如詳細(xì)構(gòu)造和元件的物質(zhì)(matter)，以便有助于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的綜合理解。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以對(duì)這里描述的實(shí)施例進(jìn)行各種改變和更改，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。另外，為了清楚和簡(jiǎn)明而省略了對(duì)公知功能和構(gòu)造的描述。
圖3是用于示出根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的高壓電源(HVPS)600的框圖。在圖3中，HVPS 600包括數(shù)字接口單元100、振蕩單元130、通電復(fù)位單元150、各個(gè)第一至第四數(shù)字控制單元200、300、400和500、以及各個(gè)第一至第四開關(guān)單元270、370、470和570。
第一至第四開關(guān)單元270、370、470和570分別連接到具有電壓轉(zhuǎn)換單元和電壓倍增單元的輸出單元。為了說(shuō)明的方便，而決不是作為限制，將圖3的第一開關(guān)單元270示出為連接到第一輸出單元650。
數(shù)字接口單元100從引擎控制單元等輸入用于控制輸出電壓的波形或幅度的控制數(shù)據(jù)。控制數(shù)據(jù)是其中根據(jù)占空比確定輸出電壓電平的PWM格式數(shù)據(jù)、或者是與以下部件進(jìn)行通信的格式的數(shù)據(jù)通用異步接收機(jī)/發(fā)射機(jī)(UART)、作為使得數(shù)據(jù)能夠在兩個(gè)裝置之間串行通信地交換的接口的串行外圍接口(SPI)、或者諸如I2C的雙向串行總線之類的串行通信接口。
數(shù)字接口單元100將從引擎控制單元等輸入的控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為預(yù)定的格式。已轉(zhuǎn)換的控制數(shù)據(jù)被分別傳遞到第一至第四數(shù)字控制單元200、300、400、和500，使得已轉(zhuǎn)換的控制數(shù)據(jù)可用作用于確定輸出電壓波形的時(shí)間常數(shù)data1、data2、data3和data4，并可用作用于確定輸出電壓幅度的基準(zhǔn)電壓值V01*、V02*、V03*、和V04*。
具有相同結(jié)構(gòu)和功能的第一至第四數(shù)字控制單元200、300、400和500比較從數(shù)字接口單元100接收的基準(zhǔn)電壓值V01*、V02*、V03*、V04*和利用所檢測(cè)的各個(gè)通道的實(shí)際輸出電壓反饋的信號(hào)V0。作為比較結(jié)果，數(shù)字控制單元200、300、400和500使用控制基準(zhǔn)值作為到第一至第四開關(guān)單元270、370、470和570之中的對(duì)應(yīng)開關(guān)裝置的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
第一至第四開關(guān)單元270、370、470和570被內(nèi)建在一個(gè)ASIC芯片中，并分別使用MOSFET M1、M2、M3和M4作為開關(guān)裝置。第一至第四開關(guān)單元270、370、470和570接通和關(guān)斷分別從第一至第四數(shù)字控制單元200、300、400和500輸出并被施加到MOSFET的柵極上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便控制在與漏極串聯(lián)的電壓轉(zhuǎn)換單元的初級(jí)繞組中流動(dòng)的電流。如上所述，由于作為開關(guān)裝置的MOSFET而被用作晶體管，所以不必使用熱沉(heat sink)來(lái)防止晶體管產(chǎn)生熱量。
HVPS 600具有作為時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器的振蕩單元130、和用于在通電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)的通電復(fù)位單元150。將HVPS 600構(gòu)建為用于高壓電源的24V電壓和作為將要提供的IC驅(qū)動(dòng)電壓的VDD電壓。
上面的結(jié)構(gòu)根據(jù)從引擎控制單元等傳遞的控制數(shù)據(jù)來(lái)控制各個(gè)通道的輸出單元，并生成高壓。
圖4是用于示意性示出根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的第一輸出單元的結(jié)構(gòu)的圖。在圖4中，第一輸出單元650包括電壓轉(zhuǎn)換單元653以及電壓倍增和整流單元651。
電壓轉(zhuǎn)換單元653與第一開關(guān)單元270串聯(lián)連接，并具有初級(jí)和次級(jí)繞組。具有某一幅度電容的電容器與初級(jí)繞組并聯(lián)連接。在電壓轉(zhuǎn)換單元653中，電容和初級(jí)繞組形成LC諧振電路。
如果第一開關(guān)單元270被接通，則電流流入初級(jí)繞組，因此電流可以被感應(yīng)入次級(jí)繞組。結(jié)果，能量被傳遞到電壓倍增和整流單元651。
也就是說(shuō)，如果電流在初級(jí)繞組中流動(dòng)，則與電壓轉(zhuǎn)換單元653的次級(jí)繞組并聯(lián)連接的電容器被高壓充電，該高壓與初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的匝數(shù)比成正比。
接下來(lái)，如果第一開關(guān)單元270被關(guān)斷，則諧振電流通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換單元653并由于形成諧振電路的電容器和初級(jí)繞組的諧振現(xiàn)象而循環(huán)，其中第一輸出單元650的輸出電壓受控。
也就是說(shuō)，如果第一開關(guān)單元270被關(guān)斷，則與次級(jí)繞組串聯(lián)連接的輸出二極管被施加正向偏壓，使得最終輸出電壓增加。在電壓通過(guò)電壓倍增單元增加之后，輸出電壓用作最終輸出電壓。
接下來(lái)，如果第一開關(guān)單元270接通，則當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元270的開關(guān)端子之間的電壓增加時(shí)，從第一開關(guān)單元270增加了熱量生成，這導(dǎo)致了第一開關(guān)單元270的開關(guān)損耗。在示范實(shí)施例中，第一開關(guān)單元270的開關(guān)端子之間的電壓基本上類似于初級(jí)繞組兩端之間的電壓。
因此，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元270在第一開關(guān)單元270的開關(guān)端子之間的電壓變?yōu)樽钚r(shí)而被接通時(shí)，可以使來(lái)自第一開關(guān)單元270的熱量生成量以及由該熱量生成引起的開關(guān)損耗最小。
圖5A是用于示出根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的、初級(jí)繞組兩端的隨著諧振而變化的電壓的曲線。如圖5A所示，當(dāng)具有電壓轉(zhuǎn)換單元653的諧振電路諧振時(shí)，電壓在初級(jí)繞組兩端形成正弦波。當(dāng)諧振頻率是35KHz時(shí)，電壓為諧振電壓。在示范實(shí)施例中，可通過(guò)調(diào)整初級(jí)繞組的電抗值和與該初級(jí)繞組并聯(lián)連接的電容器的電容值來(lái)調(diào)整諧振頻率。
當(dāng)諧振時(shí)，在作為第一開關(guān)單元270的開關(guān)裝置的MOSFET兩端形成了與初級(jí)繞組兩端的電壓具有相同幅度的電壓。第一數(shù)字控制單元200檢測(cè)對(duì)應(yīng)的電壓。
第一數(shù)字控制單元200檢測(cè)其中使所檢測(cè)的電壓最小的間隔。電壓最小化間隔寬度對(duì)應(yīng)于MOSFET保持為接通的時(shí)間段，其中MOSFET是根據(jù)來(lái)自數(shù)字接口單元100的控制數(shù)據(jù)而確定的。MOSFET兩端的電壓被最小化的時(shí)間對(duì)應(yīng)于上面的電壓最小化間隔的中心點(diǎn)。
圖5B是用于示出根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的、在MOSFET的柵極上變化的電壓的曲線。在圖5B中，第一數(shù)字控制單元200所檢測(cè)的電壓的電壓最小化間隔中形成的柵極電壓可能改變。第一數(shù)字控制單元200所檢測(cè)的電壓的電壓最小化間隔在圖5B中變成柵極電壓脈沖寬度。因此，當(dāng)柵極電壓增加時(shí)，MOSFET接通，而當(dāng)柵極電壓降低時(shí)，MOSFET關(guān)斷。
圖5C是用于示出根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的、MOSFET的漏極和源極之間的電壓的曲線。在圖5C中，MOSFET的漏極和源極之間的電壓對(duì)應(yīng)于圖5A所示的初級(jí)繞組兩端的隨著諧振變化的電壓。如果在如圖5B所示的MOSFET的柵極電壓的電壓增加間隔期間，電壓降為“0”，則該電壓增加間隔對(duì)應(yīng)于第一數(shù)字控制單元200所檢測(cè)的電壓的電壓最小化間隔。
圖5D是用于示出根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的、在MOSFET的漏極上變化的電壓的曲線。在圖5D中，在圖5C所示的漏極和源極之間的電壓為“0”的間隔期間，形成漏極電流。在這個(gè)示例中，電流被施加到電壓轉(zhuǎn)換單元653。
在本發(fā)明的示范實(shí)施例中，將第一輸出單元650的輸出值反饋到第一數(shù)字控制單元200。第一數(shù)字控制單元200可以通過(guò)比較反饋信號(hào)和從數(shù)字接口單元100輸入的控制數(shù)據(jù)，來(lái)控制第一開關(guān)單元270被接通或關(guān)斷。
由于根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的開關(guān)裝置可以在該開關(guān)裝置兩端的電壓處于電壓最小化間隔中時(shí)被接通和關(guān)斷，所以開關(guān)損耗被最小化并且輸出電壓得到了控制。
電壓轉(zhuǎn)換單元653可包括與上面的LC諧振電路串聯(lián)連接的、具有某一電阻幅度的電阻器。由于電阻器降低了電壓，以便降低開關(guān)裝置兩端的電壓，所以開關(guān)損耗被最小化。然而，根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)現(xiàn)，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置上面電阻器的電阻幅度。
與第一數(shù)字控制單元200和第一輸出單元650的結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)的描述可以應(yīng)用到例如第二至第四數(shù)字控制單元300、400、和500以及第二至第四輸出單元(未示出)。
如上所述，本發(fā)明的實(shí)范實(shí)施例促使當(dāng)開關(guān)裝置兩端的電壓落入電壓最小化間隔中時(shí)執(zhí)行開關(guān)操作，從而減少了來(lái)自開關(guān)裝置的熱量生成量和由該熱量生成引起的開關(guān)裝置損耗。
盡管已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的某些示范實(shí)施例而示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變，而不脫離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種高壓電源，包括輸出單元，包括與電容器并聯(lián)連接的初級(jí)繞組、和通過(guò)在初級(jí)繞組中流動(dòng)的電流而感應(yīng)電壓的次級(jí)繞組；開關(guān)單元，用于根據(jù)該初級(jí)繞組兩端的LC諧振電壓，來(lái)接通和關(guān)斷流入輸出單元的電流；數(shù)字接口單元，用于提供通信接口；以及數(shù)字控制單元，用于根據(jù)通過(guò)數(shù)字接口單元輸入的控制數(shù)據(jù)和初級(jí)繞組兩端的LC諧振電壓，來(lái)控制開關(guān)單元被接通和關(guān)斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓電源，其中所述電容器和初級(jí)繞組形成諧振電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓電源，其中該開關(guān)單元在LC諧振電壓被最小化的間隔期間接通和關(guān)斷電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓電源，其中該輸出單元還包括與所述電容器和初級(jí)繞組串聯(lián)連接的電阻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓電源，其中該開關(guān)單元的開關(guān)裝置包括金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓電源，其中該數(shù)字控制單元根據(jù)輸出單元的輸出值的反饋信號(hào)，來(lái)控制開關(guān)單元被接通和關(guān)斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓電源，其中開關(guān)單元、數(shù)字接口單元、和數(shù)字控制單元中的至少一個(gè)被實(shí)現(xiàn)在一個(gè)特定用途集成電路(ASIC)芯片上。
8.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1的高壓電源的成像裝置。
9.一種用于提供高壓的方法，該方法包括檢測(cè)高壓電源的初級(jí)繞組兩端的隨著LC諧振而變化的電壓，其中該初級(jí)繞組與電容器并聯(lián)連接；計(jì)算其中該初級(jí)繞組兩端的LC諧振電壓被最小化的間隔；以及基于所計(jì)算的其中LC諧振電壓被最小化的間隔，而接通和關(guān)斷流入所述電容器和初級(jí)繞組的電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述電容器和初級(jí)繞組形成諧振電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括降低與所述電容器和初級(jí)繞組串聯(lián)連接的電阻器兩端的電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中該開關(guān)操作包括利用MOSFET來(lái)接通和關(guān)斷流入電容器和初級(jí)繞組的電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中該開關(guān)操作包括根據(jù)基于次級(jí)繞組兩端感應(yīng)的電壓的輸出值的反饋信號(hào)而接通和關(guān)斷電流。
14.一種成像方法，包括檢測(cè)高壓電源的初級(jí)繞組兩端的隨著LC諧振而變化的電壓，該初級(jí)繞組與電容器并聯(lián)連接；計(jì)算其中初級(jí)繞組兩端的LC諧振電壓被最小化的間隔；以及根據(jù)所計(jì)算的其中LC諧振電壓被最小化的間隔，來(lái)接通和關(guān)斷流入電容器和初級(jí)繞組的電流。
全文摘要
提供了一種數(shù)字控制高壓電源及其方法。該高壓電源包括輸出單元，其具有與電容器并聯(lián)連接的初級(jí)繞組、和通過(guò)在初級(jí)繞組中流動(dòng)的電流而感應(yīng)電壓的次級(jí)繞組。開關(guān)單元根據(jù)初級(jí)繞組兩端的LC諧振電壓，來(lái)接通和關(guān)斷流入輸出單元的電流。數(shù)字接口單元提供某格式的通信接口。數(shù)字控制單元根據(jù)通過(guò)數(shù)字接口單元輸入的控制數(shù)據(jù)和初級(jí)繞組兩端的LC諧振電壓，來(lái)控制開關(guān)單元被接通和關(guān)斷。因此，在開關(guān)裝置兩端的電壓落入電壓最小化間隔時(shí)執(zhí)行開關(guān)操作，這減少了來(lái)自開關(guān)裝置的熱量生成量和由該熱量生成引起的開關(guān)裝置損耗。
文檔編號(hào)G03G15/00GK1897428SQ20061010589
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月13日
發(fā)明者蔡榮敏 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社