專(zhuān)利名稱(chēng)：電源裝置和包括該電源裝置的圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)輸入交流(AC)電壓來(lái)開(kāi)始和停止控制電路的操作的電源裝置和圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
采用開(kāi)關(guān)元件的電源裝置由于具有較高轉(zhuǎn)換效率而廣泛流行。日本專(zhuān)利公開(kāi)N0.2007-006614提出了如下這種電流諧振電源:其中，檢測(cè)一個(gè)開(kāi)關(guān)元件兩端之間的電壓，當(dāng)檢測(cè)的電壓上升到預(yù)定電壓或更高時(shí)接通另一開(kāi)關(guān)元件，由此防止在出現(xiàn)電過(guò)載時(shí)由諧振偏差引起的短路。根據(jù)日本專(zhuān)利公開(kāi)N0.2007-006614,電壓檢測(cè)電路檢測(cè)一個(gè)開(kāi)關(guān)元件兩端處的電壓并把檢測(cè)的電壓輸出到控制電路。通常，僅可以向控制電路的輸入端子施加低電平電壓，因此電壓檢測(cè)電路需要用于對(duì)相對(duì)較高電壓(比如商用電壓)分壓的分壓電路。由于此分壓電路即使在電源裝置轉(zhuǎn)為節(jié)能操作模式(低負(fù)載模式)時(shí)也消耗電能，所以電能消耗趨于上升。順帶提及，控制IC控制電源裝置中包括的開(kāi)關(guān)元件的操作，控制IC包括使能端子?？刂艻C在向使能端子施加的電壓Vsns上升到操作開(kāi)始電壓Vstart或更高時(shí)開(kāi)始操作。然而，存在如下情形:在控制IC開(kāi)始操作之后從商用電源向電源裝置供給的輸入AC電壓Vin中出現(xiàn)降低。如果輸入AC電壓Vin下降到操作停止電壓Vstop或更低，則在試圖維持次級(jí)側(cè)電壓的過(guò)程中向初級(jí)側(cè)流動(dòng)的電流變得過(guò)量。當(dāng)初級(jí)側(cè)的電流變得過(guò)量時(shí)，元件變得受損且轉(zhuǎn)換效率降低。鑒于此，控制IC被設(shè)計(jì)為在輸入AC電壓Vin下降到操作停止電壓Vstop或更低時(shí)停止操作。圖6A示出了在理想狀態(tài)中控制IC的使能端子處的電壓Vsns與輸入AC電壓Vin之間的關(guān)系。在此實(shí)例中，控制IC在輸入AC電壓Vin上升到80V或更高時(shí)開(kāi)始操作，控制IC在輸入AC電壓Vin下降到60V或更低時(shí)停止操作?？刂艻C在使能端子處的電壓Vsns上升到與80V的輸入AC電壓Vin成比例的操作開(kāi)始電壓Vstart或更高時(shí)開(kāi)始操作，控制IC在電壓Vsns下降到與60V的輸入AC電壓Vin成比例的操作停止電壓Vstop或更低時(shí)停止操作。以此方式，操作開(kāi)始電壓Vstart需要對(duì)應(yīng)于80V，操作停止電壓Vstop需要對(duì)應(yīng)于60V。然而,操作開(kāi)始電壓Vstart和操作停止電壓Vstop在各種狀況下變化。圖6B示出了操作開(kāi)始電壓Vstart已變得太高的情形。在此實(shí)例中，操作開(kāi)始電壓Vstart上升到了與IOOV的輸入AC電壓Vin對(duì)應(yīng)的電壓，因此控制IC即使在輸入AC電壓Vin上升到了 80V或更高的情況下也無(wú)法開(kāi)始。圖6C示出了操作停止電壓Vstop已變得太低的情形。在此實(shí)例中，操作停止電壓Vstop降低到了與45V的輸入AC電壓Vin對(duì)應(yīng)的電壓，因此控制IC即使在輸入AC電壓Vin下降到了 60V或更低的情況下也不能停止
發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的電源裝置，根據(jù)輸入AC電壓來(lái)精確執(zhí)行控制電路的操作的開(kāi)始和停止，從而減少電能消耗。本發(fā)明提供了電源裝置，包括:整流/平滑電路，對(duì)已輸入的交流電壓進(jìn)行整流和平滑，并輸出整流和平滑后的電壓；第一轉(zhuǎn)換器，用第一變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑電路輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓；以及第二轉(zhuǎn)換器，用第二變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑電路輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓；其中，第二轉(zhuǎn)換器包括:第一開(kāi)關(guān)元件和第二開(kāi)關(guān)元件，串聯(lián)連接到整流/平滑電路的輸出端；控制電路，使第一開(kāi)關(guān)元件和第二開(kāi)關(guān)元件執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作；第一電壓生成電路，生成與第一變壓器的輔助繞組處的電壓相對(duì)應(yīng)的第一電壓，并把第一電壓施加到控制電路；以及第二電壓生成電路，根據(jù)施加到第二轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)的電壓生成與交流電壓相對(duì)應(yīng)的第二電壓，以及控制電路在第一電壓上升到第一閾值或更高時(shí)開(kāi)始操作，并且在第二電壓下降到第二閾值或更低時(shí)停止或限制控制電路的操作，第二閾值比第一閾值低。本發(fā)明進(jìn)一步提供了圖像形成裝置，包括:圖像形成單元；驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)圖像形成單元；以及電源裝置，向驅(qū)動(dòng)單元供給電能，其中，電源裝置包括:整流/平滑電路，對(duì)已輸入的交流電壓進(jìn)行整流和平滑，并輸出整流和平滑后的電壓；以及第一轉(zhuǎn)換器，用第一變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑電路輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓；以及第二轉(zhuǎn)換器，用第二變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑電路輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓；第二轉(zhuǎn)換器包括:第一開(kāi)關(guān)元件和第二開(kāi)關(guān)元件，串聯(lián)連接到整流/平滑電路的輸出端；控制電路，使第一開(kāi)關(guān)元件和第二開(kāi)關(guān)元件執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作；第一電壓生成電路，生成與第一變壓器的輔助繞組處的電壓相對(duì)應(yīng)的第一電壓，并把第一電壓施加到控制電路；以及第二電壓生成電路，根據(jù)施加到第二轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)的電壓生成與交流電壓相對(duì)應(yīng)的第二電壓，以及控制電路在第一電壓上升到第一閾值或更高時(shí)開(kāi)始操作，并且在第二電壓下降到第二閾值或更低時(shí)停止或限制控制電路的操作，第二閾值比第一閾值低。本發(fā)明進(jìn)一步提供了電源裝置，包括:整流/平滑單元，對(duì)已輸入的交流電壓進(jìn)行整流和平滑，并輸出整流和平滑后的電壓；第一轉(zhuǎn)換器，用第一變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑單元輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓；以及第二轉(zhuǎn)換器，用第二變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑單元輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓，其中，第二轉(zhuǎn)換器包括:開(kāi)關(guān)單元，驅(qū)動(dòng)第二變壓器；以及控制單元，控制開(kāi)關(guān)單元的操作，以及向控制單元供給由第一變壓器生成的電壓以使控制單元開(kāi)始操作，由于控制單元開(kāi)始操作，所以開(kāi)關(guān)單元被驅(qū)動(dòng)，從第二轉(zhuǎn)換器輸出電壓，此后向控制單元供給由開(kāi)關(guān)單元輸出的電壓。本發(fā)明進(jìn)一步提供了圖像形成裝置，包括:圖像形成單元；驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)圖像形成單元；以及電源裝置，向驅(qū)動(dòng)單元供給電能，其中，電源裝置包括:整流/平滑單元，對(duì)已輸入的交流電壓進(jìn)行整流和平滑，并輸出整流和平滑后的電壓；第一轉(zhuǎn)換器，用第一變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑單元輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓；以及第二轉(zhuǎn)換器，用第二變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑單元輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓，第二轉(zhuǎn)換器包括:開(kāi)關(guān)單元，驅(qū)動(dòng)第二變壓器；以及控制單元，控制開(kāi)關(guān)單元的操作，以及由第一變壓器生成的電壓被供給控制單元以使控制單元開(kāi)始操作，由于控制單元開(kāi)始操作，所以開(kāi)關(guān)單元被驅(qū)動(dòng)，從第二轉(zhuǎn)換器輸出電壓，此后向控制單元供給由開(kāi)關(guān)單元輸出的電壓。本發(fā)明的進(jìn)一步特征將會(huì)根據(jù)參照附圖對(duì)示范性實(shí)施例的以下描述變得清楚。


圖1是根據(jù)實(shí)施例1的電源裝置的電路圖。圖2A和2B是示例了開(kāi)關(guān)FET的漏極電流中出現(xiàn)的貫通電流的圖。圖3是根據(jù)實(shí)施例2的電源裝置的電路圖。圖4是根據(jù)實(shí)施例3的電源裝置的電路圖。圖5A是圖像形成裝置的示意性橫截面圖。圖5B是示出了電源裝置和電系統(tǒng)的圖。圖6A至6C是示出了電流諧振型電源裝置中的輸入AC電壓與向使能端子施加的電壓之間關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式[實(shí)施例1]圖1是實(shí)施例1的電源裝置的電路圖。雖然在本實(shí)施例中采用一般的電流諧振型電源裝置，但本發(fā)明的技術(shù)思想也可應(yīng)用于反激型和正激型電源裝置。圖1中示出的電源裝置100包括第一轉(zhuǎn)換器101和第二轉(zhuǎn)換器151。第一轉(zhuǎn)換器101是DC-DC (直流-直流)轉(zhuǎn)換器，其使用第一變壓器140把通過(guò)由整流器二極管橋104整流和由初級(jí)平滑電容器105平滑的輸入AC電壓Vin獲得的DC電壓轉(zhuǎn)換成預(yù)定DC電壓(例如，3.3V)。整流器二極管橋104和初級(jí)平滑電容器105作為對(duì)輸入了的AC電壓進(jìn)行整流和平滑、并輸出所得電壓的整流/平滑電路。第二轉(zhuǎn)換器151是DC-DC轉(zhuǎn)換器，其使用第二變壓器115把通過(guò)由整流器二極管橋104整流和由初級(jí)平滑電容器105平滑的輸入AC電壓Vin獲得的DC電壓轉(zhuǎn)換成預(yù)定DC電壓(例如，24V)。電源裝置還具有節(jié)能模式和正常模式，然而第一轉(zhuǎn)換器101在這兩個(gè)模式中都操作，第二轉(zhuǎn)換器151在節(jié)能模式中停止或限制它的操作。例如，正常模式是圖像形成裝置執(zhí)行圖像形成的模式，節(jié)能模式是圖像形成裝置等待打印任務(wù)的待機(jī)狀態(tài)。第一轉(zhuǎn)換器101通過(guò)開(kāi)關(guān)電路141執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作。變壓器140的初級(jí)繞組在開(kāi)關(guān)電路141的下游側(cè)連接到開(kāi)關(guān)電路141。從變壓器140的次級(jí)繞組輸出的電壓被二極管和電容器整流和平滑，然后輸出所得電壓。此處，變壓器140包括輔助繞組142。在輔助繞組142處生成與向變壓器的初級(jí)繞組施加的電壓成比例的比例電壓。第二轉(zhuǎn)換器151向開(kāi)關(guān)FET 106和107施加通過(guò)由整流器二極管橋104整流和由初級(jí)平滑電容器105平滑的輸入AC電壓Vin獲得的DC電壓。開(kāi)關(guān)FET 106的電流輸入端子連接到初級(jí)平滑電容器105的正側(cè)，電流輸出端子連接到開(kāi)關(guān)FET 107的電流輸入端子。開(kāi)關(guān)FET107的電流輸出端子連接到初級(jí)平滑電容器105的負(fù)側(cè)。作為開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)關(guān)FET106和107的控制端子連接到電源控制IC 110。開(kāi)關(guān)FET 107的電流輸入端子連接到變壓器115的初級(jí)繞組116的一端，開(kāi)關(guān)FET 107的電流輸出端子經(jīng)由電流諧振電容器108連接到另一端。在變壓器115的次級(jí)繞組118和119處感生AC電壓。此AC電壓被由兩個(gè)整流器二極管120和121和平滑電容器122構(gòu)成的整流/平滑電路整流和平滑，所得DC電壓Vout被輸出到電壓輸出單元127。以此方式，開(kāi)關(guān)FET 106作為第一開(kāi)關(guān)元件，其電流輸入端子連接到整流/平滑電路的兩個(gè)輸出端中的一個(gè)輸出端。另外，開(kāi)關(guān)FET 107作為第二開(kāi)關(guān)元件，其電流輸出端子連接到整流/平滑電路的兩個(gè)輸出端中的另一個(gè)輸出端，以及其電流輸入端子連接到第一開(kāi)關(guān)元件的電流輸出端子。反饋信號(hào)生成單元135生成與DC電壓Vout成比例的反饋電壓，以及把反饋電壓輸出到電源控制IC 110的FB (反饋)端子。電源控制IC 110作為控制電路(控制單元)，其通過(guò)向開(kāi)關(guān)FET 106的控制端子和開(kāi)關(guān)FET 107的控制端子輸出控制信號(hào)來(lái)使開(kāi)關(guān)FET106和開(kāi)關(guān)FET 107執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作。具體地，電源控制IC 110根據(jù)反饋電壓，生成并向開(kāi)關(guān)FET 106和107輸出控制信號(hào)以使得DC電壓Vout與目標(biāo)電壓匹配。如公知的，電源控制IC 110通過(guò)控制所述控制信號(hào)的通和斷周期來(lái)使DC電壓Vout接近目標(biāo)電壓。從第一轉(zhuǎn)換器101供給用于驅(qū)動(dòng)電源控制IC 110的電能。第一轉(zhuǎn)換器101的變壓器140的輔助繞組142處的電壓被由電阻器112、二極管113、以及電容器114構(gòu)成的整流/平滑電路整流和平滑，所得電壓被施加到電源控制IC 110的Vcc端子?？刂茊卧?33控制用于驅(qū)動(dòng)電源控制IC 110的電能。控制單元133使用從第一轉(zhuǎn)換器101供給的電能操作。控制單元133經(jīng)由光電耦合器132向晶體管131的控制端子輸入控制信號(hào)。通過(guò)接通和關(guān)斷晶體管131來(lái)執(zhí)行和停止向電源控制IC 110的電能供給。還通過(guò)電壓檢測(cè)電路200單獨(dú)控制電源控制IC 110的操作。當(dāng)電源控制IC 110試圖開(kāi)始操作時(shí)，電壓檢測(cè)電路200把第一轉(zhuǎn)換器101的變壓器140的輔助繞組142處的電壓(第一電壓)施加到VSEN端子。另外，在電源控制IC 110開(kāi)始操作之后，電壓檢測(cè)電路200把開(kāi)關(guān)FET 106和107的中間電壓(第二電壓)施加到VSEN端子。換言之，從開(kāi)關(guān)FET106的電流輸出端子與開(kāi)關(guān)FET 107的電流輸入端子之間的連接點(diǎn)獲得向第二轉(zhuǎn)換器151的初級(jí)側(cè)施加的電壓。以此方式，VSEN端子作為電壓檢測(cè)端子，其在電源控制IC 110要開(kāi)始操作時(shí)接收第一電壓的施加、以及在電源控制IC 110開(kāi)始操作時(shí)接收第二電壓的施加。<需要檢測(cè)操作停止電壓(低電壓)的描述>操作停止電壓Vstop是比操作開(kāi)始電壓Vstart低的電壓。存在用于檢測(cè)操作停止電壓Vstop的兩個(gè)特征。第一個(gè)特征是保護(hù)諸如開(kāi)關(guān)FET 106和107、變壓器115、以及電流諧振電容器108之類(lèi)的元件免于過(guò)流狀態(tài)。輸入AC電壓Vin越低，初級(jí)側(cè)的電流越高。這是因?yàn)殡娫措娐菲鹱饔靡园汛渭?jí)側(cè)的電能維持在恒定輸出電能。然而，如果輸入AC電壓Vin過(guò)低，則存在初級(jí)側(cè)的元件進(jìn)入超過(guò)元件額定輸入電流的過(guò)流狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)。鑒于此，第一個(gè)特征是保護(hù)初級(jí)側(cè)的元件免于過(guò)流狀態(tài)。第二個(gè)特征是抑制貫通電流向開(kāi)關(guān)FET 106和107的流動(dòng)。在接通開(kāi)關(guān)FET 107的同時(shí)，開(kāi)關(guān)FET 106中包括的寄生二極管開(kāi)始經(jīng)歷反向恢復(fù)。貫通電流由于在反向恢復(fù)進(jìn)行時(shí)的反向電流而流動(dòng)。以此方式，存在如下情形:如果輸入AC電壓Vin下降至預(yù)定電壓以下，則貫通電流流動(dòng)。圖2A示出了開(kāi)關(guān)FET 106和107的漏極電流中出現(xiàn)的貫通電流的實(shí)例。當(dāng)生成此貫通電流時(shí)，第二轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率會(huì)降低，并可能出現(xiàn)元件故障。相應(yīng)地，第二個(gè)特征是抑制此貫通電流。以此方式，電源控制IC 110需要精確檢測(cè)輸入AC電壓Vin的降低以便取得以下兩個(gè)特征。.保護(hù)元件免于過(guò)流狀態(tài).防止貫通電流向開(kāi)關(guān)FET的流動(dòng)<電壓檢測(cè)電路200的操作>當(dāng)向電源控制IC 110的VSEN端子施加大于或等于根據(jù)操作開(kāi)始電壓Vstart確定的操作開(kāi)始閾值的電壓時(shí)，電源控制IC 110開(kāi)始操作，因此第二轉(zhuǎn)換器151開(kāi)始操作。然而，如果檢測(cè)到異常低電壓，則電源控制IC 110停止操作。具體地，如果VSEN端子處的電壓下降到根據(jù)操作停止電壓Vstop確定的操作限制閾值或更低，則電源控制IC 110停止或限制它自身的操作。( I)第二轉(zhuǎn)換器151開(kāi)始操作之前的電路操作第一轉(zhuǎn)換器101在電源控制IC 110的VSEN端子處生成用于使得電源控制IC 110開(kāi)始操作的第一電壓。首先，第一轉(zhuǎn)換器101的變壓器140的輔助繞組142的兩端之間的電壓被由電阻器112、二極管113、以及電容器114構(gòu)成的整流/平滑電路整流和平滑。整流和平滑后的電壓隨后經(jīng)由晶體管206和二極管207被施加到由電阻器208和電阻器209構(gòu)成的分壓電路。注意，限流電阻器205連接在晶體管206的電流輸入端子與控制端子之間。隨后把電阻器208和電阻器209分壓的電壓施加到VSEN。此分壓的電壓與輔助繞組142兩端之間的電壓成比例。以此方式，這些電路作為生成與第一轉(zhuǎn)換器101中包括的第一變壓器140的輔助繞組處的電壓成比例的第一電壓并把第一電壓施加到電源控制IC 110的第一電壓生成電路。設(shè)置電阻器208和電阻器209的分壓比率以使得例如在輸入AC電壓Vin是80V時(shí)分壓后的電壓與操作開(kāi)始閾值匹配。操作開(kāi)始閾值與操作開(kāi)始電壓Vstart成比例。以下是向VSEN施加的電壓的更詳細(xì)描述。由于晶體管206被連接以成為射極跟隨器，所以向基極端子施加的電壓是第一轉(zhuǎn)換器101的變壓器140的輔助繞組142處的電壓。向射極端子施加的電壓是通過(guò)從基極電壓中減去根據(jù)晶體管206的規(guī)范確定的基-射極電壓而獲得的電壓。例如，晶體管206的基-射極電壓大約是0.6V。具體地，通過(guò)以下等式獲得此時(shí)向VSEN端子施加的電壓。VSEN 端子電壓=(Ve206 — Vf207) XR209/(R208 + R209)…等式 IVe206 = Vb206 — Vbe206…等式 2
.Ve206:晶體管206的射極端子電壓.Vbe206:晶體管206的基-射極電壓.Vf207:二極管207的正向 電壓.R208:電阻器208的電阻值.R209:電阻器209的電阻值以此方式，當(dāng)把上述電壓施加到VSEN端子時(shí)，電源控制IC 110可以準(zhǔn)備啟動(dòng)操作。同時(shí)，從第一轉(zhuǎn)換器101向電源控制IC 110的Vcc端子供給驅(qū)動(dòng)電壓。如上所述，第一轉(zhuǎn)換器101的變壓器140的輔助繞組142處的電壓被由電阻器112、二極管113、以及電容器114構(gòu)成的整流/平滑電路整流和平滑。整流和平滑后的電壓隨后在控制單元133、光電耦合器132、以及晶體管131的控制下被施加到電源控制IC 110的VSEN。以此方式，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓被施加到電源控制IC的Vcc端子、并且向VSEN端子施加的電壓Vsns大于或等于操作開(kāi)始閾值時(shí)，電源控制IC 110開(kāi)始操作。如上所述，電壓Vsns是與輸入AC電壓Vin的有效值成比例的第一電壓。(2)第二轉(zhuǎn)換器151開(kāi)始操作之后的電路操作當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)換器151開(kāi)始操作時(shí)，控制單元133經(jīng)由光電耦合器132向晶體管131輸出用于關(guān)斷晶體管206的控制信號(hào)。相應(yīng)地，晶體管131的狀態(tài)切換，因而晶體管211的狀態(tài)也切換(導(dǎo)通)。當(dāng)晶體管211導(dǎo)通時(shí)，晶體管206處的基極電壓降低，因此最終晶體管206關(guān)斷。注意，限流電阻器203連接到晶體管211的控制端子。當(dāng)晶體管206關(guān)斷時(shí)，不再供給向VSEN端子供給了的第一電壓。相反，根據(jù)本實(shí)施例，開(kāi)關(guān)FET 107的漏-源極電壓被二極管201和電容器204整流和平滑并然后被電阻器202和電阻器209分壓，這樣生成的電壓(第二電壓)被施加到VSEN端子。第二電壓與輸入AC電壓Vin的有效值成比例。換言之，這些電路作為從向第二轉(zhuǎn)換器151的初級(jí)側(cè)施加的電壓生成與AC電壓成比例的第二電壓的第二電壓生成電路。第二電壓生成電路是一個(gè)類(lèi)型的電壓生成器，以及是可以在第二轉(zhuǎn)換器151開(kāi)始操作時(shí)供給電壓的電壓生成器。以此方式，本實(shí)施例的特征是向VSEN端子供給電壓的電壓生成器被切換為在第二轉(zhuǎn)換器151開(kāi)始操作之前和之后是不同的。當(dāng)把向VSEN端子施加的電壓從第一電壓切換為第二電壓時(shí)，存在VSEN端子處的電壓降低的情形。如果VSEN端子處的電壓降低，則電源控制IC 110如以上所提到那樣停止。鑒于此，電容器204連接到VSEN端子，來(lái)自第一轉(zhuǎn)換器101的第一電壓對(duì)電容器204充電。這使得能夠在切換向VSEN端子施加的電壓時(shí)維持VSEN端子處的第一電壓。(3)用于檢測(cè)第二轉(zhuǎn)換器151正穩(wěn)定操作時(shí)的操作停止電壓Vstop的方法在第二轉(zhuǎn)換器151正穩(wěn)定操作的情況下，作為開(kāi)關(guān)FET 107的漏-源極電壓的第二電壓繼續(xù)施加到VSEN端子。此處，開(kāi)關(guān)FET 107的漏-源極電壓的波形是峰值為初級(jí)平滑電容器105的正端子電壓的方波。此波形的周期與開(kāi)關(guān)FET 107的開(kāi)關(guān)周期匹配。此處，設(shè)Vacr成為向VSEN端子施加的第二電壓，則Vacr是由以下等式粗略表示的電壓。Vacr = ((R209/(R209 + R202))X Vdch X 0N_DUTY)/(0N_DUTY + R/R209 X 0FF_DUTY)…等式3R209:電阻器20 9的電阻值R202:電阻器202的電阻值R:電阻器202和電阻器209的并聯(lián)組合電阻，即，R = R202 X R209/CR202 + R209)Vdch:初級(jí)平滑電容器105的正端子電壓0N_DUTY:開(kāi)關(guān)FET 107在通狀態(tài)中時(shí)的占空比0FF_DUTY:開(kāi)關(guān)FET 107在斷狀態(tài)中時(shí)的占空比(注意，忽略二極管201的前向電壓)如果未提供二極管201或二極管201短路，也就是說(shuō)，如果僅通過(guò)電阻器202配置電路，則可以通過(guò)等式4表示Vacr。Vacr = ((R209/ (R202 + R209)) X Vdch X 0N_DUTY) / (0N_DUTY + 0FF_DUTY)…等式4然而，如果提供二極管201，則來(lái)自電容器204的電勢(shì)在開(kāi)關(guān)FET107在斷狀態(tài)中時(shí)降低比率R/R209。鑒于此，通過(guò)把等式4的0FF_DUTY乘以R/R209得出等式3。此處，由于Vdch與輸入AC電壓Vin成比例，所以Vacr也與輸入AC電壓Vin成比例。換言之，檢測(cè)Vacr與檢測(cè)輸入AC電壓Vin同義。另外，預(yù)先設(shè)置電阻器202、電阻器209、以及電容器204的常數(shù)以使得在輸入AC電壓Vin下降到操作停止電壓Vstop或更低時(shí)，向電源控制IC 110的VSEN端子施加的電壓Vacr下降到操作限制閾值或更低。注意，把操作停止電壓Vstop和操作限制閾值設(shè)置為使得能夠抑制超過(guò)初級(jí)側(cè)元件的額定值的過(guò)流狀態(tài)、以及還使得能夠抑制開(kāi)關(guān)FET 106和107中的貫通電流的下限電壓。(4)低電壓檢測(cè)之后的操作和效果在VSEN端子處的電壓Vsns下降到操作限制閾值或更低時(shí)電源控制IC 110執(zhí)行保護(hù)操作。例如，電源控制IC 110停止開(kāi)關(guān)FET 106和107的振蕩操作。這抑制超過(guò)初級(jí)側(cè)元件的元件額定值的過(guò)流狀態(tài)。這還抑制貫通電流向開(kāi)關(guān)FET 106和107的流動(dòng)。或者，電源控制ICllO可以提高開(kāi)關(guān)頻率以便比當(dāng)前設(shè)置值高。當(dāng)前設(shè)置值是在VSEN端子處的電壓Vsns下降到操作停止電壓Vstop或更低的時(shí)刻開(kāi)關(guān)FET 106和107的開(kāi)關(guān)頻率。如圖2B中所示，當(dāng)提高開(kāi)關(guān)FET 106和107的開(kāi)關(guān)頻率時(shí)開(kāi)關(guān)FET 106和107的漏極電流中未出現(xiàn)貫通電流。注意，雖然在提高開(kāi)關(guān)頻率時(shí)電壓輸出單元127的電壓降低以比正常操作期間低，但可以抑制貫通電流和超過(guò)初級(jí)側(cè)元件額定值的過(guò)流狀態(tài)。以此方式，電源控制IC 110可以通過(guò)借由提高開(kāi)關(guān)頻率限制它自身的操作來(lái)抑制貫通電流。注意，“在正常操作期間”是指VSEN端子處的電壓Vsns超過(guò)操作限制閾值的時(shí)段(當(dāng)輸入AC電壓Vin超過(guò)60V 時(shí))。通過(guò)以此方式從不同電源供給用于檢測(cè)操作開(kāi)始電壓Vstart和操作停止電壓Vstop的電壓，可以通過(guò)穩(wěn)定地啟動(dòng)和停止第二轉(zhuǎn)換器151的操作來(lái)抑制過(guò)流狀態(tài)和貫通電流。常規(guī)地，兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件的兩端之間的電壓被分壓電路分壓并被檢測(cè)，因而分壓電路的電能消耗高，這是對(duì)節(jié)能的阻礙。然而，由于檢測(cè)第一轉(zhuǎn)換器101的變壓器的輔助繞組142處的電壓，所以本實(shí)施例在電能消耗方面有優(yōu)勢(shì)。注意，由于第一轉(zhuǎn)換器101的開(kāi)關(guān)電路141操作以保持輔助繞組142處的電壓恒定，所以在輔助繞組142處的電壓中未反映輸入AC電壓Vin的降低。換言之，無(wú)法通過(guò)僅監(jiān)測(cè)輔助繞組142處的電壓來(lái)確定輸入AC電壓Vin是否下降到了操作停止電壓Vstop或更低。鑒于此，通過(guò)本實(shí)施例，通過(guò)監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)FET106和107的中間電壓，可以在相比于監(jiān)測(cè)兩端之間電壓的常規(guī)技術(shù)而言抑制電能消耗的情況下，檢測(cè)輸入AC電壓Vin是否下降到了操作停止電壓Vstop或更低。[實(shí)施例2]圖3是實(shí)施例2的電源裝置的電路圖。實(shí)施例2針對(duì)檢測(cè)操作開(kāi)始電壓和操作停止電壓的電壓檢測(cè)電路400的配置與實(shí)施例1不同。注意，為與圖1中的一樣的圖3中的部分給出了同樣的附圖標(biāo)記以便簡(jiǎn)化描述?？梢园央妷簷z測(cè)電路400粗略地劃分成操作開(kāi)始電壓供給電路和操作停止電壓(低電壓)供給電路，操作開(kāi)始電壓供給電路用于把與操作開(kāi)始電壓Vstart成比例的第一電壓施加到VSEN端子，以及操作停止電壓(低電壓)供給電路用于把與操作停止電壓Vstop成比例的第二電壓施加到VSEN端子。除了二極管207的位置的改變以外，操作開(kāi)始電壓供給電路的配置不變。另一方面，在操作停止電壓供給電路中改變獲得第一電壓的點(diǎn)。換言之，通過(guò)實(shí)施例1，當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)換器151正穩(wěn)定操作時(shí)開(kāi)關(guān)FET 107的漏-源極電壓被施加到電源控制ICllO的VSEN端子。與之相對(duì)，通過(guò)實(shí)施例2，初級(jí)平滑電容器105正端子處的電壓被電阻器401和電阻器402分壓，所得電壓(第二電壓)經(jīng)由晶體管403和二極管201被施加到VSEN端子。以此方式，獲得整流/平滑電路的初級(jí)平滑電容器105的兩端之間的電壓作為向第二轉(zhuǎn)換器151的初級(jí)側(cè)施加的電壓。電阻器401的一端連接到初級(jí)平滑電容器105的正端子，另一端連接到電阻器402的一端和晶體管403的電流輸入端子。電阻器402的另一端連接到初級(jí)平滑電容器105的負(fù)端子。電阻器415的一端連接到晶體管403的電流輸入端子。晶體管403的電流輸出端子連接到二極管201的陽(yáng)極端子。電阻器414的一端連接到晶體管403的控制端子。電阻器414的另一端連接到晶體管404的電流輸入端子和電阻器415的另一端。電源控制IC110的Vcc端子經(jīng)由電阻器416連接到晶體管404的控制端子。(i)第二轉(zhuǎn)換器151操作之前的電路操作由于這些操作與實(shí)施例1中描述的相同，所以此處將不會(huì)描述它們。(ii)緊接第二轉(zhuǎn)換器151開(kāi)始操作之后的電路操作接下來(lái)，當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)換器151開(kāi)始操作時(shí)，晶體管206如上所述關(guān)斷。相應(yīng)地，不再供給從第一轉(zhuǎn)換器101向VSEN端子供給了的第一電壓。替代的是，在實(shí)施例2中，把通過(guò)對(duì)初級(jí)平滑電容器105的正端子處的電壓分壓獲得的第二電壓供給到VSEN端子。注意，由于電容器204也在實(shí)施例2中連接到VSEN端子，所以抑制切換期間電壓的降低。(iii)第二轉(zhuǎn)換器151正穩(wěn)定操作時(shí)操作停止電壓Vstop的檢測(cè)如果第二轉(zhuǎn)換器151正穩(wěn)定操作，則如上所述向電源控制IC 110的VSEN端子供給與初級(jí)平滑電容器105的正端子處的電壓成比例的電壓。另外，設(shè)置電阻器401、電阻器402、以及電容器204的常數(shù)以使得在輸入AC電壓Vin達(dá)到了操作停止電壓Vstop (例如，60V)時(shí)，向VSEN端子施加的電壓小于或等于操作限制閾值Vlow。Vlow〈Vdch* (R402/ (R401 + R402)) — Vf201 …等式 權(quán)利要求
1.一種電源裝置，包括: 整流/平滑電路，對(duì)已輸入的交流電壓進(jìn)行整流和平滑，并輸出整流和平滑后的電壓； 第一轉(zhuǎn)換器，用第一變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑電路輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓；以及 第二轉(zhuǎn)換器，用第二變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑電路輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓； 其中，第二轉(zhuǎn)換器包括: 第一開(kāi)關(guān)元件和第二開(kāi)關(guān)元件，串聯(lián)連接到整流/平滑電路的輸出端； 控制電路，使第一開(kāi)關(guān)元件和第二開(kāi)關(guān)元件執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作； 第一電壓生成電路，生成與第一變壓器的輔助繞組處的電壓相對(duì)應(yīng)的第一電壓，并把第一電壓施加到控制電路；以及 第二電壓生成電路，根據(jù)施加到第二轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)的電壓生成與交流電壓相對(duì)應(yīng)的第二電壓，以及 控制電路在第一電壓上升到第一閾值或更高時(shí)開(kāi)始操作，并且在第二電壓下降到第二閾值或更低時(shí)停止或限制控制電路的操作，第二閾值比第一閾值低。
2.按權(quán)利要求1所述的電源裝置， 其中，控制電路包括電壓檢測(cè)端子，在控制電路要開(kāi)始操作時(shí)第一電壓施加到所述電壓檢測(cè)端子，以及在控制電路開(kāi)始操作時(shí)第二電壓施加到所述電壓檢測(cè)端子，以及 控制電路在施加到電壓檢測(cè)端子的第一電壓上升到第一閾值或更高時(shí)開(kāi)始操作，以及在施加到電壓檢測(cè)端子的第二電壓下降到第二閾值或更低時(shí)限制控制電路的操作。
3.按權(quán)利要求2所述的電源裝置，其中，電壓檢測(cè)端子連接到電容器，所述電容器在施加到電壓檢測(cè)端子的電壓從第一電壓切換為第二電壓時(shí)維持施加到電壓檢測(cè)端子的第一電壓。
4.按權(quán)利要求1所述的電源裝置，其中，當(dāng)?shù)诙妷合陆档降诙撝祷蚋蜁r(shí)，控制電路停止操作或增大第一開(kāi)關(guān)元件和第二開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率。
5.按權(quán)利要求1所述的電源裝置， 其中，控制電路包括電壓檢測(cè)端子，在控制電路要開(kāi)始操作時(shí)第一電壓施加到電壓檢測(cè)端子， 控制電路在施加到電壓檢測(cè)端子的第一電壓上升到第一閾值或更高時(shí)開(kāi)始操作，以及 第二轉(zhuǎn)換器包括: 比較器，比較第二電壓和第二閾值；以及 切斷電路，如果第二電壓超過(guò)第二閾值則從第一轉(zhuǎn)換器向控制電路供給驅(qū)動(dòng)電能，以及當(dāng)?shù)诙妷合陆档降诙撝祷蚋蜁r(shí)切斷驅(qū)動(dòng)電能從第一轉(zhuǎn)換器向控制電路的供給。
6.按權(quán)利要求1所述的電源裝置， 其中，第一開(kāi)關(guān)元件的電流輸入端子連接到整流/平滑電路的兩個(gè)輸出端中的一個(gè)輸出端，第二開(kāi)關(guān)元件的電流輸出端子連接到整流/平滑電路的兩個(gè)輸出端中的另一個(gè)輸出端，以及 第二電壓生成電路從第一開(kāi)關(guān)元件的電流輸出端子與第二開(kāi)關(guān)元件的電流輸入端子之間的連接點(diǎn)獲得施加到第二轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)的電壓。
7.按權(quán)利要求1所述的電源裝置，其中，第二電壓生成電路根據(jù)整流/平滑電路的平滑電容器的兩端之間的電壓來(lái)獲得施加到第二轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)的電壓。
8.按權(quán)利要求1所述的電源裝置，其中，如果控制電路停止操作，則停止第一開(kāi)關(guān)元件和第二開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)操作。
9.一種圖像形成裝置，包括: 圖像形成單元； 驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)圖像形成單元；以及 電源裝置，向驅(qū)動(dòng)單元供給電能， 其中，電源裝置包括: 整流/平滑電路，對(duì)已輸入的交流電壓進(jìn)行整流和平滑，并輸出整流和平滑后的電壓；以及 第一轉(zhuǎn)換器，用第一變壓器轉(zhuǎn) 換從整流/平滑電路輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓；以及第二轉(zhuǎn)換器，用第二變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑電路輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓；第二轉(zhuǎn)換器包括: 第一開(kāi)關(guān)元件和第二開(kāi)關(guān)元件，串聯(lián)連接到整流/平滑電路的輸出端； 控制電路，使第一開(kāi)關(guān)元件和第二開(kāi)關(guān)元件執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作； 第一電壓生成電路，生成與第一變壓器的輔助繞組處的電壓相對(duì)應(yīng)的第一電壓，并把第一電壓施加到控制電路；以及 第二電壓生成電路，根據(jù)施加到第二轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)的電壓生成與交流電壓相對(duì)應(yīng)的第二電壓，以及 控制電路在第一電壓上升到第一閾值或更高時(shí)開(kāi)始操作，并且在第二電壓下降到第二閾值或更低時(shí)停止或限制控制電路的操作，第二閾值比第一閾值低。
10.按權(quán)利要求9所述的圖像形成裝置， 其中，圖像形成單元包括: 圖像載體； 曝光裝置，通過(guò)把圖像載體曝光來(lái)形成潛像； 顯影裝置，通過(guò)使用調(diào)色劑使?jié)撓耧@影來(lái)形成調(diào)色劑圖像； 轉(zhuǎn)印裝置，把調(diào)色劑圖像從圖像載體轉(zhuǎn)印到片材；以及 定影裝置，把調(diào)色劑圖像定影到片材， 其中，驅(qū)動(dòng)單元是驅(qū)動(dòng)圖像載體和定影裝置中一個(gè)的電機(jī)。
11.一種電源裝置，包括: 整流/平滑單元，對(duì)已輸入的交流電壓進(jìn)行整流和平滑，并輸出整流和平滑后的電壓； 第一轉(zhuǎn)換器，用第一變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑單元輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓；以及 第二轉(zhuǎn)換器，用第二變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑單元輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓， 其中，第二轉(zhuǎn)換器包括: 開(kāi)關(guān)單元，驅(qū)動(dòng)第二變壓器；以及 控制單元，控制開(kāi)關(guān)單元的操作，以及 向控制單元供給由第一變壓器生成的電壓以使控制單元開(kāi)始操作，由于控制單元開(kāi)始操作，所以開(kāi)關(guān)單元被驅(qū)動(dòng)，從第二轉(zhuǎn)換器輸出電壓，此后向控制單元供給由開(kāi)關(guān)單元輸出的電壓。
12.按權(quán)利要求11所述的電源裝置，其中，在把由第一變壓器生成的電壓供給到控制單元之前第二轉(zhuǎn)換器的操作處于停止?fàn)顟B(tài)中。
13.一種圖像形成裝置，包括: 圖像形成單元； 驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)圖像形成單元；以及 電源裝置，向驅(qū)動(dòng)單元供給電能， 其中，電源裝置包括: 整流/平滑單元，對(duì)已輸入的交流電壓進(jìn)行整流和平滑，并輸出整流和平滑后的電壓； 第一轉(zhuǎn)換器，用第一變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑單元輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓；以及 第二轉(zhuǎn)換器，用第二變壓器轉(zhuǎn)換從整流/平滑單元輸出的電壓，并輸出轉(zhuǎn)換后的電壓， 第二轉(zhuǎn)換器包括: 開(kāi)關(guān)單元，驅(qū)動(dòng)第二變壓器；以及 控制單元，控制開(kāi)關(guān)單元的操作，以及 向控制單元供給由第一變壓器生成的電壓以使控制單元開(kāi)始操作，由于控制單元開(kāi)始操作，所以開(kāi)關(guān)單元被驅(qū)動(dòng)，從第二轉(zhuǎn)換器輸出電壓，此后向控制單元供給由開(kāi)關(guān)單元輸出的電壓。
14.按權(quán)利要求13所述的圖像形成裝置， 其中，圖像形成單元包括: 圖像載體； 曝光裝置，通過(guò)把圖像載體曝光來(lái)形成潛像； 顯影裝置，通過(guò)使用調(diào)色劑使?jié)撓耧@影來(lái)形成調(diào)色劑圖像； 轉(zhuǎn)印裝置，把調(diào)色劑圖像從圖像載體轉(zhuǎn)印到片材；以及 定影裝置，把調(diào)色劑圖像定影到片材，以及 其中，驅(qū)動(dòng)單元是驅(qū)動(dòng)圖像載體和定影裝置中一個(gè)的電機(jī)。
全文摘要
一種電源裝置和包括該電源裝置的圖像形成裝置，電源裝置基于第一轉(zhuǎn)換器中包括的變壓器的輔助繞組處的電壓，確定輸入AC電壓達(dá)到電源控制IC可以開(kāi)始操作的電壓。注意，由于第一轉(zhuǎn)換器操作以保持輔助繞組處的恒定電壓，所以無(wú)法通過(guò)僅監(jiān)測(cè)輔助繞組處的電壓來(lái)檢測(cè)輸入AC電壓是否下降到操作下限電壓或更低。電源裝置監(jiān)測(cè)從向第二轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)施加的電壓生成的與輸入AC電壓成比例的第二電壓。相應(yīng)地，電源控制IC按照輸入的AC電壓開(kāi)始和停止操作。
文檔編號(hào)G03G15/02GK103095141SQ201210425360
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者鮫島啟祐, 小島敬造 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社