本發(fā)明涉及電源裝置和圖像形成裝置，特別地，涉及在使用回掃變壓器(flyback transformer)的絕緣轉(zhuǎn)換器中使用有源箝位系統(tǒng)(active clamp system)的切換電源裝置。

背景技術(shù)：

在將AC電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓的諸如商用電源的切換電源中，需要提高切換電源的效率以減少切換電源的電力消耗。切換電源的效率由通過切換電源輸出的電力與供給到切換電源的電力的比率表達(dá)。

在使用回掃變壓器的絕緣轉(zhuǎn)換器中使用有源箝位系統(tǒng)的切換電源中，作為提高切換電源輸出低電力的狀態(tài)中的效率的單元的例子，提出了日本專利No.4370844的配置。以下，切換電源輸出低電力的狀態(tài)將被稱為將低負(fù)荷狀態(tài)。

但是，需要在使用有源箝位系統(tǒng)的切換電源中進(jìn)一步提高低負(fù)荷狀態(tài)中的效率。

在使用回掃變壓器的絕緣轉(zhuǎn)換器中使用有源箝位系統(tǒng)的切換電源中，兩個(gè)切換元件被交替地接通和關(guān)斷。因此，存儲(chǔ)于變壓器中的能量的一部分通過回掃操作被傳送到二次側(cè)，并且，能量的剩余部分在一次側(cè)共振以用零電壓切換切換元件。以這種方式，一次側(cè)的電力可通過使用有源箝位系統(tǒng)被高度有效地轉(zhuǎn)換到二次側(cè)。因此，可以實(shí)現(xiàn)高的電力轉(zhuǎn)換效率。

例如，在日本專利申請公開No.H11-187664中提出了以下電路配置：其中，基于負(fù)荷適當(dāng)?shù)乜刂苾蓚€(gè)切換元件的接通時(shí)間，并且在寬的負(fù)荷范圍中獲得高的電力轉(zhuǎn)換效率。例如，在日本專利申請公開No.2013-201829中提出以下電路配置：其中，根據(jù)輸入電壓改變兩個(gè)切換元件的接通時(shí)間以應(yīng)對(duì)輸入電壓的波動(dòng)。

但是，需要實(shí)現(xiàn)可靈活應(yīng)對(duì)控制的多個(gè)目標(biāo)輸出電壓(以下，稱為“目標(biāo)電壓”)中的每一個(gè)所需要的規(guī)范的切換電源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明可提高有源箝位系統(tǒng)的電源裝置中的低負(fù)荷期間的電力效率。

本發(fā)明還可靈活地應(yīng)對(duì)可輸出多個(gè)電壓的電源裝置中的各電壓所需要的規(guī)范。

為了解決該問題，本發(fā)明提供一種電源裝置，該電源裝置包括：包含一次繞組和二次繞組的變壓器；與變壓器的一次繞組串聯(lián)連接的第一切換元件；與變壓器的一次繞組并聯(lián)連接的第二切換元件；與第二切換元件串聯(lián)連接并且與第二切換元件一起與變壓器的一次繞組并聯(lián)連接的電容器；根據(jù)在變壓器的二次繞組中感應(yīng)的電壓而輸出信息的反饋單元；以及基于從反饋單元輸入的信息來控制第一切換元件和第二切換元件的接通或關(guān)斷的控制單元，其中，控制單元可執(zhí)行交替地重復(fù)第一時(shí)段和第二時(shí)段的操作，其中，第一時(shí)段用于跨著用于關(guān)斷第一切換元件和第二切換元件兩者的死時(shí)間(dead time)執(zhí)行交替地接通或關(guān)斷第一切換元件和第二切換元件的切換操作，第二時(shí)段用于停止(halt)切換操作，以及其中，控制單元在從第一時(shí)段向第二時(shí)段的遷移中，在接通第二切換元件之后進(jìn)行向第二時(shí)段的遷移，并且，在從第二時(shí)段向第一時(shí)段的遷移中，也在接通第二切換元件之后進(jìn)行向第一時(shí)段的遷移。

本發(fā)明的另一目的是，提供一種圖像形成裝置，該圖像形成裝置包括：形成圖像的圖像形成單元；以及向圖像形成裝置供給電力的電源裝置，其中，電源裝置包含：包含一次繞組和二次繞組的變壓器；與變壓器的一次繞組串聯(lián)連接的第一切換元件；與變壓器的一次繞組并聯(lián)連接的第二切換元件；與第二切換元件串聯(lián)連接并且與第二切換元件一起與變壓器的一次繞組并聯(lián)連接的電容器；根據(jù)在變壓器的二次繞組中感應(yīng)的電壓而輸出信息的反饋單元；以及基于從反饋單元輸入的信息來控制第一切換元件和第二切換元件的接通或關(guān)斷的控制單元，其中，控制單元可執(zhí)行交替地重復(fù)第一時(shí)段和第二時(shí)段的操作，其中，第一時(shí)段用于跨著用于關(guān)斷第一切換元件和第二切換元件兩者的死時(shí)間執(zhí)行交替地接通或關(guān)斷第一切換元件和第二切換元件的切換操作，第二時(shí)段用于停止切換操作，以及其中，控制單元在從第一時(shí)段向第二時(shí)段的遷移中，在接通第二切換元件之后進(jìn)行向第二時(shí)段的遷移，并且，在從第二時(shí)段向第一時(shí)段的遷移中，也在接通第二切換元件之后進(jìn)行向第一時(shí)段的遷移。

本發(fā)明的另一目的是，提供一種電源裝置，該電源裝置包括：包含一次繞組和二次繞組的變壓器；與變壓器的一次繞組串聯(lián)連接的第一切換元件；與變壓器的一次繞組并聯(lián)連接的第二切換元件；與第二切換元件串聯(lián)連接并且與第二切換元件一起與變壓器的一次繞組并聯(lián)連接的電容器；整流和平滑在變壓器的二次繞組中感應(yīng)的電壓的整流平滑單元；根據(jù)通過整流平滑單元整流和平滑的電壓而輸出信息的反饋單元；以及基于從反饋單元輸入的信息來控制第一切換元件和第二切換元件的接通或關(guān)斷，以使得通過整流平滑單元整流和平滑的電壓變?yōu)轭A(yù)定電壓的控制單元，其中，操作可在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中被執(zhí)行，其中在第一狀態(tài)中，將所述預(yù)定電壓控制在第一電壓，在第二狀態(tài)中，將所述預(yù)定電壓控制在比第一電壓大的第二電壓，以及其中，控制單元控制第一切換元件和第二切換元件，使得第一切換元件的接通時(shí)間在第二狀態(tài)中比在第一狀態(tài)中長、第二切換元件的接通時(shí)間在第二狀態(tài)中比在第一狀態(tài)中短、并且用于交替地接通或關(guān)斷第一切換元件和第二切換元件的時(shí)段在第二狀態(tài)中比在第一狀態(tài)中短。

本發(fā)明的另一目的是，提供一種電源裝置，該電源裝置包括：包含一次繞組和二次繞組的變壓器；與變壓器的一次繞組串聯(lián)連接的第一切換元件；與變壓器的一次繞組并聯(lián)連接的第二切換元件；與第二切換元件串聯(lián)連接并且與第二切換元件一起與變壓器的一次繞組并聯(lián)連接的電容器；整流和平滑在變壓器的二次繞組中感應(yīng)的電壓的整流平滑單元；根據(jù)通過整流平滑單元整流和平滑的電壓而輸出信息的反饋單元；以及基于從反饋單元輸入的信號(hào)控制第一切換元件和第二切換元件的接通或關(guān)斷，以使得通過整流平滑單元整流和平滑的電壓變?yōu)轭A(yù)定電壓的控制單元，其中，在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)兩者中，控制單元可執(zhí)行連續(xù)操作和間歇操作，其中，連續(xù)操作用于重復(fù)用于跨著用于關(guān)斷第一切換元件和第二切換元件兩者的死時(shí)間執(zhí)行交替地接通或關(guān)斷第一切換元件和第二切換元件的切換操作的第一時(shí)段，間歇操作用于重復(fù)第一時(shí)段和用于停止切換操作的第二時(shí)段，其中，操作可在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中被執(zhí)行，其中在第一狀態(tài)中，將所述預(yù)定電壓控制在第一電壓，在第二狀態(tài)中，將所述預(yù)定電壓控制在比第一電壓大的第二電壓，以及其中，控制單元在第一切換元件的接通時(shí)間變得等于或小于預(yù)定時(shí)間時(shí)進(jìn)行從連續(xù)操作到間歇操作的遷移，并且，所述預(yù)定時(shí)間在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間不同。

本發(fā)明的另一目的是，提供一種圖像形成裝置，該圖像形成裝置包括：形成圖像的圖像形成單元；以及向圖像形成裝置供給電力的電源裝置，電源裝置包含：包含一次繞組和二次繞組的變壓器；與變壓器的一次繞組串聯(lián)連接的第一切換元件；與變壓器的一次繞組并聯(lián)連接的第二切換元件；與第二切換元件串聯(lián)連接并且與第二切換元件一起與變壓器的一次繞組并聯(lián)連接的電容器；整流和平滑在變壓器的二次繞組中感應(yīng)的電壓的整流平滑單元；根據(jù)通過整流平滑單元整流和平滑的電壓而輸出信息的反饋單元；基于從反饋單元輸入的信息來控制第一切換元件和第二切換元件的接通或關(guān)斷，以使得通過整流平滑單元整流和平滑的電壓變?yōu)轭A(yù)定電壓的控制單元，其中，操作可在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中被執(zhí)行，其中在第一狀態(tài)中，將所述預(yù)定電壓控制在第一電壓，在第二狀態(tài)中，將所述預(yù)定電壓控制在比第一電壓大的第二電壓，以及其中，控制單元控制第一切換元件和第二切換元件，使得第一切換元件的接通時(shí)間在第二狀態(tài)中比在第一狀態(tài)中長、第二切換元件的接通時(shí)間在第二狀態(tài)中比在第一狀態(tài)中短、并且用于交替地接通或關(guān)斷第一切換元件和第二切換元件的時(shí)段在第二狀態(tài)中比在第一狀態(tài)中短。

本發(fā)明的另一目的是，提供一種圖像形成裝置，該圖像形成裝置包括：形成圖像的圖像形成單元；以及向圖像形成裝置供給電力的電源裝置，其中，電源裝置包含：包含一次繞組和二次繞組的變壓器；與變壓器的一次繞組串聯(lián)連接的第一切換元件；與變壓器的一次繞組并聯(lián)連接的第二切換元件；與第二切換元件串聯(lián)連接并且與第二切換元件一起與變壓器的一次繞組并聯(lián)連接的電容器；整流和平滑在變壓器的二次繞組中感應(yīng)的電壓的整流平滑單元；根據(jù)通過整流平滑單元整流和平滑的電壓而輸出信息的反饋單元；以及基于從反饋單元輸入的信號(hào)來控制第一切換元件和第二切換元件的接通或關(guān)斷，以使得通過整流平滑單元整流和平滑的電壓變?yōu)轭A(yù)定電壓的控制單元，其中，在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)兩者中，控制單元可執(zhí)行連續(xù)操作和間歇操作，其中，連續(xù)操作用于重復(fù)用于跨著用于關(guān)斷第一切換元件和第二切換元件兩者的死時(shí)間執(zhí)行交替地接通或關(guān)斷第一切換元件和第二切換元件的切換操作的第一時(shí)段，間歇操作用于重復(fù)第一時(shí)段和用于停止切換操作的第二時(shí)段，其中，操作可在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中被執(zhí)行，其中在第一狀態(tài)中，將所述預(yù)定電壓控制在第一電壓，在第二狀態(tài)中，將所述預(yù)定電壓控制在比第一電壓大的第二電壓，以及其中，控制單元在第一切換元件的接通時(shí)間變得等于或小于預(yù)定時(shí)間時(shí)進(jìn)行從連續(xù)操作到間歇操作的遷移，并且，所述預(yù)定時(shí)間在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間不同。

參照附圖閱讀示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。

附圖說明

圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的電源電路的示意圖。

圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的控制方法的說明圖。

圖3是描述根據(jù)第一實(shí)施例的控制方法的簡單電路圖。

圖4是示出根據(jù)第一實(shí)施例的切換電源電路的控制的流程圖。

圖5是根據(jù)第二實(shí)施例的電源電路的示意圖。

圖6A、圖6B、圖6C和圖6D是示出根據(jù)第二實(shí)施例的切換電源電路的控制的流程圖。

圖7是示出根據(jù)第三實(shí)施例的圖像形成裝置的示圖。

圖8是根據(jù)第四實(shí)施例的切換電源的電路圖。

圖9A和圖9B示出根據(jù)第四和第五實(shí)施例的切換電源的操作波形和簡單電路圖。

圖10A和圖10B是示出根據(jù)第四和第五實(shí)施例的切換電源的連續(xù)操作期間和間歇操作期間的波形的示圖。

圖11A和圖11B是描述根據(jù)第四和第五實(shí)施例的激勵(lì)電感中流動(dòng)的電流的示圖。

圖12是根據(jù)第四實(shí)施例的FB端子電壓與各FET接通時(shí)間的對(duì)應(yīng)表。

圖13是根據(jù)第四實(shí)施例的FB端子電壓與各FET接通時(shí)間的對(duì)應(yīng)表。

圖14A、圖14B、圖14C和圖14D是示出根據(jù)第四實(shí)施例的FB端子電壓與各FET接通時(shí)間之間的關(guān)系的示圖。

圖15是根據(jù)第五實(shí)施例的切換電源的電路圖。

圖16是根據(jù)第五施例的FB端子電壓與各FET接通時(shí)間的對(duì)應(yīng)表。

圖17是根據(jù)第五實(shí)施例的FB端子電壓與各FET接通時(shí)間的對(duì)應(yīng)表。

圖18A、圖18B、圖18C和圖18D是示出根據(jù)第五實(shí)施例的FB端子電壓與各FET接通時(shí)間之間的關(guān)系的示圖。

圖19是示出根據(jù)第五實(shí)施例的與目標(biāo)電壓對(duì)應(yīng)的控制的切換的流程圖。

圖20是示出根據(jù)第六實(shí)施例的圖像形成裝置的示圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。

[第一實(shí)施例]

[電源裝置]

圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的使用有源箝位系統(tǒng)的切換電源電路的概要的電路圖。諸如商用電源的AC電源10輸出AC電壓，并且，通過作為全波整流單元的橋二極管BD1整流的電壓被輸入到切換電源電路100。平滑電容器C3被用作經(jīng)整流的電壓的平滑單元。電勢DCL是平滑電容器C3的較低電勢，并且，電勢DCH是較高電勢。切換電源電路100從在平滑電容器C3中充電的輸入電壓Vin輸出電源電壓V11到絕緣二次側(cè)。在本實(shí)施例中，切換電源電路100例如輸出5V的恒定電壓作為電源電壓V11。

切換電源電路100包括包含一次側(cè)的一次繞組P1和輔助繞組P2、以及二次側(cè)的二次繞組S1的絕緣變壓器T1。通過后面在圖2中描述的切換操作，從變壓器T1的一次繞組P1向二次繞組S1供給能量。變壓器T1的輔助繞組P2被用于通過二極管D4和電容器C4來整流和平滑施加到一次繞組P1的輸入電壓Vin的正向電壓(forward voltage)，以供應(yīng)電源電壓V1。

在切換電源電路100的一次側(cè)，作為第一切換元件的場效應(yīng)晶體管(以下，稱為“FET”)1與變壓器T1的一次繞組P1串聯(lián)連接。電壓箝位電容器C2和作為第二切換元件的FET2串聯(lián)連接。串聯(lián)連接的電壓箝位電容器C2和FET2與變壓器T1的一次繞組P1并聯(lián)連接。作為FET1和FET2的控制單元的控制單元101和FET驅(qū)動(dòng)單元102被設(shè)置在切換電源電路100的一次側(cè)。與FET1并聯(lián)連接的電壓共振電容器C1被設(shè)置，以減少FET1和FET2關(guān)斷期間的損失。作為設(shè)置電壓共振電容器C1的替代，可以使用FET1的漏極端子與源極端子之間的電容。為了有利于后面描述的用零電壓接通切換元件的操作，電壓共振電容器C1被選擇，使得靜電電容比電壓箝位電容器C2的靜電電容小。本實(shí)施例的二極管D1是FET1的體二極管。類似地，二極管D2是FET2的體二極管。

作為用于在變壓器T1的二次繞組S1中產(chǎn)生的回掃電壓的二次側(cè)的整流平滑單元的二極管D11和電容器C11被設(shè)置在切換電源電路100的二次側(cè)。在變壓器T1的二次繞組S1中感應(yīng)的電壓通過二極管D11和電容器C11被整流和平滑，并且作為電源電壓V11被輸出。作為向一次側(cè)反饋根據(jù)輸出到二次側(cè)的電源電壓V11的信息的反饋單元的反饋單元115(圖1中的虛線框)被設(shè)置在切換電源電路100的二次側(cè)。通過由振蕩器等產(chǎn)生的時(shí)鐘操作的諸如CPU和ASIC的運(yùn)算控制單元被用作本實(shí)施例的控制單元101。作為結(jié)果，可通過簡單和便宜的電路配置來實(shí)現(xiàn)后面描述的控制信號(hào)DRV1和控制信號(hào)DRV2的復(fù)雜波形控制。

通過DC/DC轉(zhuǎn)換器104產(chǎn)生的電源電壓V2從DC/DC轉(zhuǎn)換器104的OUT端子被供給到控制單元101的VC端子與G端子之間?？刂茊卧?01基于從反饋單元115輸入到FB端子的電壓信號(hào)來輸出控制信號(hào)DRV1和控制信號(hào)DRV2，并且通過FET驅(qū)動(dòng)單元102控制FET1和FET2?？刂菩盘?hào)DRV1是用于驅(qū)動(dòng)FET1的信號(hào)，控制信號(hào)DRV2是用于驅(qū)動(dòng)FET2的信號(hào)。

FET驅(qū)動(dòng)單元102是根據(jù)從控制單元101輸入的控制信號(hào)DRV1產(chǎn)生FET1柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)DL并且根據(jù)控制信號(hào)DRV2產(chǎn)生FET2柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)DH的電路。通過輔助繞組P2產(chǎn)生的電源電壓V1被供給到FET驅(qū)動(dòng)單元102的VC端子與G端子之間。為了驅(qū)動(dòng)FET2，包含電容器C5和二極管D5的電荷泵電路向VH端子與GH端子之間供給電源電壓V1。當(dāng)輸入高電平的控制信號(hào)DRV1時(shí)，F(xiàn)ET驅(qū)動(dòng)單元102將FET1柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)DL置于高電平，并且，F(xiàn)ET1接通。類似地，當(dāng)輸入高電平的控制信號(hào)DRV2時(shí)，F(xiàn)ET驅(qū)動(dòng)單元102將FET2柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)DH置于高電平，并且，F(xiàn)ET2接通。

DC/DC轉(zhuǎn)換器104是被配置為轉(zhuǎn)換輸入到VC端子與G端子之間的電源電壓V1以從OUT端子輸出電源電壓V2的三端子調(diào)節(jié)器或降壓型(step-down)切換電源電路。啟動(dòng)電路103是被配置為轉(zhuǎn)換輸入到VC端子與G端子之間的輸入電壓Vin以從OUT端子輸出電源電壓V1的三端子調(diào)節(jié)器或降壓型切換電源。啟動(dòng)電路103是僅在從輔助繞組P2供給的電源電壓V1等于或小于預(yù)定電壓值時(shí)操作的電路，并且被用于在啟動(dòng)該切換電源電路100時(shí)供給電源電壓V1。

(反饋單元)

反饋單元115被用于將電源電壓V11控制在預(yù)定恒定電壓。電源電壓V11的電壓值通過分路(shunt)調(diào)節(jié)器IC5的基準(zhǔn)端子REF的基準(zhǔn)電壓以及電阻R52和電阻R53被設(shè)定。當(dāng)電源電壓V11變得比預(yù)定電壓(這里為5V)高時(shí)，電流從分路調(diào)節(jié)器IC5的陰極端子K流動(dòng)，并且，光電耦合器PC5的二次側(cè)二極管通過上拉電阻R51進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。作為結(jié)果，光電耦合器PC5的一次側(cè)晶體管操作，并且，從電容器C6放電。因此，控制單元101的FB端子的電壓(以下，稱為“FB端子電壓”)降低。另一方面，當(dāng)電源電壓V11變得比5V低時(shí)，二次側(cè)二極管進(jìn)入非導(dǎo)通狀態(tài)。作為結(jié)果，光電耦合器PC5的一次側(cè)的晶體管關(guān)斷，并且，用于將電容器C6充電的電流從電源電壓V2流動(dòng)通過電阻R2。因此，控制單元101的FB端子電壓增加。以這種方式，反饋單元115根據(jù)電源電壓V11的波動(dòng)改變控制單元101的FB端子電壓。

控制單元101檢測從反饋單元15輸入的FB端子電壓以執(zhí)行用于將電源電壓V11控制在預(yù)定恒定電壓的反饋控制。以這種方式，控制單元101可監(jiān)視FB端子電壓以間接地執(zhí)行電源電壓V11的反饋控制?？刂茊卧?01可作為反饋單元115的替代被設(shè)置在二次側(cè)，以監(jiān)視電源電壓V11，以直接地執(zhí)行電源電壓V11的反饋控制。由于控制單元101可監(jiān)視FB端子電壓以把握負(fù)荷狀態(tài)，因此控制單元101可根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)執(zhí)行適當(dāng)?shù)目刂?。為了更精確地確定負(fù)荷狀態(tài)，電流檢測單元可被設(shè)置在用于向FET1或切換電源電路100的負(fù)荷供給電力的路徑上。在描述中，本實(shí)施例中的確定低負(fù)荷狀態(tài)的單元使用控制單元101的FB端子電壓。

[切換電源電路的低負(fù)荷狀態(tài)中的控制方法]

圖2是通過控制單元101的控制方法的解釋圖，該控制方法用于提高使用有源箝位系統(tǒng)的切換電源電路100的低負(fù)荷狀態(tài)的效率。在圖2中，(i)是示出與FET1柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)DL對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)DRV1的示圖，(ii)是示出與FET2柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)DH對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)DRV2的示圖。在圖2中，(iii)是示出FET1漏極電流的示圖，(iv)是示出FET1的漏極端子與源極端子之間的電壓的示圖。橫軸表示時(shí)間。圖3示出圖2所示的多個(gè)時(shí)段([1]～[9])中的電流的流動(dòng)以及簡易電路圖。以下將描述各時(shí)段的操作。在圖3中，變壓器T1被分成泄漏電感Lr、耦合電感Ls和理想變壓器Ti。圖3的電路中的粗實(shí)線箭頭表示在各時(shí)段中流動(dòng)的電流。在本實(shí)施例中，用于控制FET1和FET2的時(shí)段被分類成作為第一時(shí)段的切換時(shí)段、用于實(shí)施停止前控制的時(shí)段、作為第二時(shí)段的切換停止時(shí)段、以及用于實(shí)施停止后控制的時(shí)段等。

(切換時(shí)段)

圖2的切換時(shí)段是其中控制單元101跨著FET1和FET2均關(guān)斷的死時(shí)間，交替地接通或關(guān)斷FET1和FET2以重復(fù)控制FET1和FET2的時(shí)段。將基于圖2和圖3的[1]～[3]描述切換時(shí)段中的使用FET2和電壓箝位電容器C2的操作(以下，稱為“有源箝位操作”)。

當(dāng)FET1接通時(shí)，電流在變壓器T1的泄漏電感Lr和耦合電感Ls中流動(dòng)(參見圖2(iii))。圖3所示的時(shí)段[1]是FET1在時(shí)間TL1中接通之后關(guān)斷并且FET2在死時(shí)間之后接通的時(shí)段。從變壓器T1并且通過FET2或二極管D2，通過在接通FET1時(shí)流動(dòng)的電流，電壓箝位電容器C2的+端子側(cè)被充電。電壓箝位電容器C2可吸收泄漏電感Lr的跳變(kickback)電壓，并且，在FET1的漏極端子與源極端子之間施加的浪涌電壓可減小。當(dāng)電壓箝位電容器C2的電壓增大時(shí)，二極管D11接通，并且，通過變壓器T1的二次繞組S1向切換電源電路100的二次側(cè)供給電力。

在圖3所示的時(shí)段[2]中，電壓箝位電容器C2與變壓器T1的泄漏電感Lr和耦合電感Ls的共振導(dǎo)致電流通過FET2從電容器C2的+端子側(cè)向變壓器T1流動(dòng)。當(dāng)電壓箝位電容器C2的電壓下降時(shí)，二次側(cè)的二極管D11進(jìn)入非導(dǎo)通狀態(tài)，并且，不向切換電源電路100的二次側(cè)供給電力。保持FET2的導(dǎo)通狀態(tài)，并且，從電壓箝位電容器C2流向變壓器T1的泄漏電感Lr和耦合電感Ls的電流增大。

圖3所示的時(shí)段[3]是其中FET1和FET2均關(guān)斷的死時(shí)間時(shí)段。在圖3的時(shí)段[3]中，F(xiàn)ET2關(guān)斷，并且，與變壓器T1的一次繞組P1連接的電容器的電容從電壓箝位電容器C2和電壓共振電容器C1的合成電容的值減小到電壓共振電容器C1的電容。因此，可通過在變壓器T1的泄漏電感Lr和耦合電感Ls中流動(dòng)的電流在平滑電容器C3中重新產(chǎn)生電壓共振電容器C1中的電荷。當(dāng)完成重新產(chǎn)生的操作時(shí)，二極管D1導(dǎo)通。當(dāng)二極管D1在圖3所示的時(shí)段[3]結(jié)束之后導(dǎo)通時(shí)，F(xiàn)ET1接通，并且，F(xiàn)ET1可執(zhí)行在零電壓狀況下從關(guān)斷狀況遷移到接通狀況的切換操作。FET1在零電壓狀況下從關(guān)斷狀況遷移到接通狀況的切換操作將被稱為零電壓切換。從接通FET2到平滑電容器C3中的重新產(chǎn)生的操作結(jié)束的操作將被稱為有源箝位操作。FET1然后在時(shí)間TL2期間接通。

以這種方式，在圖2和圖3的[1]～[3]中描述的有源箝位操作中的電壓箝位電容器C2和FET2的作用可降低FET1的浪涌電壓。電壓共振電容器C1的電荷可在平滑電容器C3中重新產(chǎn)生，并且，可進(jìn)一步執(zhí)行FET1的零電壓切換。因此，可以使用有源箝位系統(tǒng)以在圖2所示的切換時(shí)段中提高切換電源電路100的效率。

(電源電壓V11的控制方法)

將描述切換時(shí)段中的二次側(cè)的電源電壓V11的控制方法。通過改變FET1接通時(shí)間與FET2接通時(shí)間的比率，控制切換電源電路100的二次側(cè)的電源電壓V11。當(dāng)FET1接通時(shí)間與FET2接通時(shí)間的比率變高時(shí)，二次側(cè)的電源電壓V11增加?？刂艶ET1接通時(shí)間與FET2接通時(shí)間的比率的方法的例子包括如下的方法：其中，F(xiàn)ET2接通時(shí)間為固定時(shí)間且FET1接通時(shí)間基于從反饋單元115輸出的反饋信息即FB端子電壓而可變。類似地，可以有如下的方法：其中，F(xiàn)ET1接通時(shí)間與FET2接通時(shí)間的比率根據(jù)從反饋單元115輸出的FB端子電壓而可變，以使得一個(gè)時(shí)段的時(shí)間變得恒定。

在另一方法中，F(xiàn)ET1接通時(shí)間和FET2接通時(shí)間基于輸入電壓Vin的電壓值或切換電源電路100的二次側(cè)的電源電壓V11的信息被校正為最佳值。然后，可基于從反饋單元115輸出的FB端子電壓使得FET1接通時(shí)間可變。當(dāng)輸入電壓Vin大時(shí)，F(xiàn)ET1接通時(shí)間被控制為短，當(dāng)二次側(cè)的電源電壓V11大時(shí)，F(xiàn)ET2接通時(shí)間被控制為短。在另一方法中，可在變壓器T1的一次繞組P1上設(shè)置電流檢測單元?？赏ㄟ^檢測設(shè)定的最佳FET2接通時(shí)間來允許FET1執(zhí)行零電壓切換而執(zhí)行控制，并且，可基于從反饋單元115輸出的FB端子電壓使得FET1接通時(shí)間可變。

(間歇操作)

將描述交替地和重復(fù)地控制上面描述的切換時(shí)段與后面描述的切換停止時(shí)段的間歇操作。如果在切換電源電路100處于低負(fù)荷狀態(tài)中時(shí)繼續(xù)切換時(shí)段的控制，則出現(xiàn)以下的問題。即，由于因切換電源電路100的一次側(cè)的電流導(dǎo)致的電阻損失或者FET1和FET2的切換損失，切換電源電路100的效率降低。

因此，當(dāng)切換電源電路100基于從反饋單元115輸出的FB端子電壓檢測切換電源電路100的低負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，切換電源電路100執(zhí)行后面描述的停止前控制，并且進(jìn)行向切換停止時(shí)段的遷移。切換電源電路100在低負(fù)荷狀態(tài)中執(zhí)行重復(fù)切換時(shí)段和后面描述的切換停止時(shí)段的間歇操作。作為結(jié)果，切換電源電路100的一次側(cè)的電流或者FET1和FET2切換的次數(shù)可減少，從而提高切換電源電路100的低負(fù)荷狀態(tài)的電力效率。

本實(shí)施例的切換電源電路100的特征是，基于在圖2所示的從切換時(shí)段到切換停止時(shí)段的遷移時(shí)執(zhí)行的停止前控制，改善切換電源電路100的損失。切換電源電路100的特征還在于，基于在從切換停止時(shí)段到切換時(shí)段的遷移時(shí)執(zhí)行的停止后控制，改善切換電源電路100的損失。

(用于實(shí)施停止前控制的時(shí)段)

將描述在圖3所示的時(shí)段[4]中執(zhí)行的停止前控制。切換時(shí)段中的FET1接通時(shí)間將被稱為TL1和TL2，F(xiàn)ET2接通時(shí)間將被稱為TH1。用于實(shí)施停止前控制的時(shí)段中的FET2接通時(shí)間將被稱為TH2，F(xiàn)ET2在接通時(shí)間TH2時(shí)接通之前的FET1接通時(shí)間將被稱為TL2(參見圖2)。用于實(shí)施停止后控制的時(shí)段中的FET2接通時(shí)間將被稱為TH3。

圖3所示的時(shí)段[4]中的操作與時(shí)段[1]中的操作類似。在本實(shí)施例中，F(xiàn)ET2接通達(dá)比繼續(xù)切換停止時(shí)段的時(shí)間短的時(shí)間。FET2接通比在切換時(shí)段中接通FET2的時(shí)間(TH1)短的時(shí)間(TH2)。FET2接通達(dá)在切換時(shí)段中接通FET2的時(shí)間(TH1)的一半的時(shí)間(≤TH1/2)。以這種方式，本實(shí)施例的特征在于，用于實(shí)施停止前控制的時(shí)段中的FET2接通時(shí)間TH2(時(shí)段[4])比切換時(shí)段中的FET2接通時(shí)間TH1([1]與[2]之和的時(shí)段)短。在本實(shí)施例的用于實(shí)施停止前控制的時(shí)段中，以切換時(shí)段中的接通時(shí)間的比率(TL1與TH1的比率)的一半的比率(TL2與TH2的比率)控制FET1接通時(shí)間與FET2接通時(shí)間的比率。減少FET2接通時(shí)間的類似的控制方法的例子包括以最后在切換時(shí)段中接通FET2的FET2接通時(shí)間(TH1)的一半的時(shí)間(TH2≤TH1/2)控制FET2接通時(shí)間(TH2)的方法。

以這種方式，從切換時(shí)段中的FET1接通時(shí)間與FET2接通時(shí)間的比率(TL1與TH1的比率)確定停止前控制時(shí)的最佳的FET2接通時(shí)間(TH2)。作為結(jié)果，可在電流從電壓箝位電容器C2的+端子側(cè)流向變壓器T1之前(圖3的時(shí)段[2])關(guān)斷FET2，并且，可以進(jìn)行向切換停止時(shí)段或者更具體而言向[5]之后的狀態(tài)的遷移。在本實(shí)施例中，如在后面描述的時(shí)段[5]和[6]中描述的那樣確定停止前控制時(shí)的FET2接通時(shí)間(TH2)。作為結(jié)果，可在不設(shè)置專用的檢測單元的情況下在用變壓器T1與電壓箝位電容器C2的共振的峰值電壓將電壓箝位電容器C2充電的同時(shí)進(jìn)行向切換停止時(shí)段的遷移(參見圖2(iv))。因此，可以提高切換電源電路100的效率。

在圖3所示的時(shí)段[5]中，操作如下。在時(shí)段[4]中沒有從變壓器T1完全提供給電壓箝位電容器C2的電流通過電壓共振電容器C1和二極管D2被施加到電壓箝位電容器C2，以進(jìn)一步將電壓箝位電容器C2充電。從變壓器T1向電壓箝位電容器C2的+端子側(cè)提供變壓器T1、電壓箝位電容器C2和電壓共振電容器C1的共振的峰值電壓，然后，進(jìn)行向[6]的狀態(tài)的遷移。

在圖3所示的時(shí)段[6]中，F(xiàn)ET1和FET2關(guān)斷，電流不從電壓箝位電容器C2的+端子側(cè)流向變壓器T1。因此，可在電壓箝位電容器C2中保持共振的峰值電壓。在這種狀態(tài)下，產(chǎn)生電壓共振電容器C1和變壓器T1的共振操作(由圖3[6]中的雙向箭頭表示)(參見圖2(iv))。電壓共振電容器C1的電容低，并且，產(chǎn)生頻率比切換時(shí)段高的共振操作。由于通過電阻成分等導(dǎo)致的損失，共振操作的振幅在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)衰減(圖2的(iv))。

將描述通過作為本實(shí)施例的特征的停止前控制來提高效率的效果。FET2可通過圖3所示的時(shí)段[4]中的操作來接通。因此，與僅通過二極管D2導(dǎo)通變壓器T1與電壓箝位電容器C2的共振電流時(shí)相比，由二極管D2的正向電壓導(dǎo)致的損失可能減少。特別地，當(dāng)使用具有低的接通電阻值的超級(jí)結(jié)FET作為FET2時(shí)，減少損失的效果大。

在根據(jù)本實(shí)施例的切換電源電路100的控制方法中，圖2和圖3所示的時(shí)段[4]中的FET2接通時(shí)間TH2基于切換時(shí)段中的FET2接通時(shí)間TH1被確定。因此，根據(jù)本實(shí)施例的切換電源電路100的控制方法的特征在于，不必單獨(dú)設(shè)置檢測電路來檢測FET2的最佳接通時(shí)間。以這種方式，從切換時(shí)段中的FET2接通時(shí)間TH1確定停止前控制時(shí)的FET2接通時(shí)間TH2，并且，該控制可被稱為預(yù)測控制。通過確定停止前控制時(shí)的FET2接通時(shí)間TH2，可以在提供變壓器T1、電壓箝位電容器C2和電壓共振電容器C1的共振的峰值電壓時(shí)進(jìn)行向切換停止時(shí)段的遷移。該控制還允許獲得減少由二極管D1的正向電壓導(dǎo)致的損失的效果。

即使當(dāng)設(shè)置檢測電路來檢測圖3所示的時(shí)段[4]中的FET2的最佳接通時(shí)間時(shí)，也可獲得減少由二極管D1的正向電壓導(dǎo)致的損失的效果。切換停止時(shí)段中的FET2接通時(shí)間的確定方法不僅僅限于在本實(shí)施例的圖2和圖3中描述的方法(基于TH1的方法)。

(切換停止時(shí)段)

將描述圖2所示的切換停止時(shí)段的控制。在圖3所示的時(shí)段[7]中，F(xiàn)ET1和FET2保持在關(guān)斷狀況中，而在電壓箝位電容器C2中保持電壓(圖2(iv))。由于在電壓箝位電容器C2中保持電壓，因此，即使在預(yù)定的停止時(shí)段之后，通過接通FET2，電流也從電容器C2的+端子側(cè)流向變壓器T1(圖3中的[2]的狀態(tài))。當(dāng)控制單元101基于從反饋單元115輸出的FB端子電壓檢測到需要向切換電源電路100的二次側(cè)供給負(fù)荷的狀態(tài)時(shí)，或者當(dāng)經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間時(shí)，控制單元101結(jié)束切換停止時(shí)段?？刂茊卧?01在執(zhí)行了后面描述的停止后控制之后進(jìn)行向切換時(shí)段的遷移。

(用于實(shí)施停止后控制的時(shí)段)

將描述圖3所示的[8]和[9]的停止后控制)。雖然圖3所示的時(shí)段[8]中的操作與時(shí)段[2]中的操作類似，但是FET2接通時(shí)間在圖3所示的時(shí)段[8]中縮短。在本實(shí)施例中，F(xiàn)ET2接通達(dá)比繼續(xù)切換停止時(shí)段的時(shí)間短的時(shí)間。FET2接通達(dá)比在切換時(shí)段中接通FET2的時(shí)間(TH1)短的時(shí)間。FET2接通達(dá)比在切換時(shí)段中接通FET2的時(shí)間(TH1)的一半短的時(shí)間(<TH1/2)。在本實(shí)施例的控制中，以比切換時(shí)段中的接通時(shí)間的比率(TL1與TH1的比率)的一半小的比率(TL2與TH3的比率)控制FET1接通時(shí)間與FET2接通時(shí)間的比率。

用于獲得類似的效果的類似控制方法的例子包括以下方法。在圖3所示的[8]的停止后控制中，可以以比最后在切換時(shí)段中接通FET2的FET2接通時(shí)間(TH1)([1]與[2]的和的時(shí)間)的一半短的時(shí)間(TH3<TH1/2)控制FET2接通時(shí)間TH3。FET2接通時(shí)間TH3可以為比停止前控制的FET2接通時(shí)間TH2短的時(shí)間(TH3<TH2)。在這種情況下，對(duì)該FET2接通時(shí)間(TH3)，成立關(guān)系“TH1/2≥TH2>TH3”。通過縮短時(shí)段[8]中的FET2接通時(shí)間，切換電源電路100的效率提高。更具體而言，可防止從電壓箝位電容器C2流向變壓器T1的泄漏電感Lr和耦合電感Ls的電流的過量增加，并且，切換電源電路100的效率提高。

在圖3所示的隨后時(shí)段[9]中，F(xiàn)ET1和FET2如時(shí)段[3]中那樣關(guān)斷，并且，時(shí)段[9]是死時(shí)間時(shí)段。在圖3的死時(shí)間時(shí)段[9]之后，F(xiàn)ET1可接通，并且，F(xiàn)ET1可如時(shí)段[3]的描述那樣執(zhí)行零電壓切換。

在本實(shí)施例的間歇操作中，重復(fù)圖2和圖3的[1]～[3]中描述的切換時(shí)段、[4]中描述的停止前控制、[5]～[7]中描述的切換停止時(shí)段、以及[8]和[9]中描述的停止后控制。在這種情況下，提供關(guān)于停止前控制和停止后控制的FET2接通時(shí)間TH2和TH3足夠長的切換停止時(shí)段。作為結(jié)果，切換電源電路100的一次側(cè)的電流或者FET1和FET2的切換次數(shù)可減少，以提高切換電源電路100的低負(fù)荷狀態(tài)中的電力效率。

[切換電源電路的控制]

圖4是描述根據(jù)本實(shí)施例的通過控制單元101的切換電源電路100的控制處理的流程圖。當(dāng)AC電源10與切換電源電路100連接且向切換電源電路100供給電力時(shí)，控制單元101開始以下的控制。在步驟(以下，稱為“S”)301中，控制單元101檢測從反饋單元115輸入到FB端子的FB端子電壓。在S302中，控制單元101根據(jù)在S301中檢測的FB端子電壓控制FET1接通時(shí)間。例如，控制單元101將FET1接通時(shí)間設(shè)定為TL1或TL2以控制FET1的驅(qū)動(dòng)。

在S303中，控制單元101確定FB端子電壓是否比預(yù)定電壓FBL1小(FB<FBL1)，以確定切換電源電路100是否處于低負(fù)荷狀態(tài)。用于確定切換電源電路100是否處于低負(fù)荷狀態(tài)的預(yù)定電壓FBL1將被稱為停止電壓。如果控制單元101在S303中確定FB端子電壓等于或大于停止電壓FBL1，那么控制單元101前進(jìn)到S304的處理。在S304中，控制單元101基于依賴于FB端子電壓的時(shí)間確定FET2接通時(shí)間并且返回到S301的處理。例如，控制單元101將FET2接通時(shí)間設(shè)定為TH1以控制FET2的驅(qū)動(dòng)?？刂茊卧?01在包含于內(nèi)部的未示出的諸如RAM的存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)切換時(shí)段中的FET2接通時(shí)間(TH1)。注意，控制單元101通過在FET1接通時(shí)間與FET2接通時(shí)間之間設(shè)置預(yù)定死時(shí)間來執(zhí)行控制。在這種情況下，切換電源電路100不處于低負(fù)荷狀態(tài)，并且，控制單元101執(zhí)行用于連續(xù)地實(shí)施切換時(shí)段的連續(xù)操作。

如果控制單元101在S303中確定FB端子電壓比停止電壓FBL1小，那么控制單元101前進(jìn)到S305的處理。在S305中，控制單元101控制FET2接通時(shí)間，使得FET2接通時(shí)間變?yōu)榈扔诨蛐∮诟鶕?jù)FB端子電壓的時(shí)間(TH1)的1/2(一半)的時(shí)間(TH2≤TH1/2)。該控制是上述的停止前控制。在S306中，控制單元101在S305中確定的FET2接通時(shí)間(TH2)之后關(guān)斷并且保持FET1和FET2。該控制是上述的切換停止時(shí)段中的控制?？刂茊卧?01復(fù)位和開始未示出的定時(shí)器。

在S307中，控制單元101確定FB端子電壓是否大于預(yù)定電壓FBL2，以檢測在切換電源電路100的二次側(cè)作為電源電壓V11供給的電力是否不足。用于確定是否進(jìn)行從切換停止時(shí)段向切換時(shí)段的遷移的預(yù)定電壓FBL2將被稱為返回電壓。停止電壓FBL1與返回電壓FBL2之間的關(guān)系為FBL2>FBL1，以提供滯后(hysteresis)。

如果控制單元101在S307中確定FB端子電壓比返回電壓FBL2大，那么控制單元101前進(jìn)到S308的處理。如果在S307中FB端子電壓等于或小于返回電壓FBL2，那么控制單元101繼續(xù)切換停止時(shí)段并且重復(fù)S307的處理。在S308中，控制單元101參照未示出的定時(shí)器來確定在S306的處理中開始的切換停止時(shí)段的長度是否比存儲(chǔ)于控制單元101的未示出的存儲(chǔ)器中的預(yù)定最小停止時(shí)段Tmin長。以這種方式，控制單元101使用控制單元101的內(nèi)部定時(shí)器，以測量切換停止時(shí)段的長度。

如果控制單元101在S308中確定切換停止時(shí)段比最小停止時(shí)段Tmin長，那么控制單元101前進(jìn)到S309的處理。如果控制單元101在S308中確定切換停止時(shí)段等于或小于最小停止時(shí)段Tmin，那么控制單元101重復(fù)S308的處理并且繼續(xù)切換停止時(shí)段。以這種方式，在本實(shí)施例中，基于FB端子電壓和預(yù)定時(shí)間的流逝，執(zhí)行從切換停止時(shí)段向切換時(shí)段的返回的確定。但是，可基于FB端子電壓、可基于時(shí)間的流逝或者可基于其它因素，來確定從切換停止時(shí)段向切換時(shí)段的返回的確定。在S309中，控制單元101從存儲(chǔ)器讀取在S304中存儲(chǔ)的根據(jù)FB端子電壓設(shè)定的FET2接通時(shí)間(TH1)?？刂茊卧?01通過以比切換時(shí)段中的FET2接通時(shí)間(TH1)的1/2短的時(shí)間設(shè)定FET2接通時(shí)間，來確定FET2接通時(shí)間(TH3<TH1/2)。控制單元101接通FET2并且返回到S301的處理。該控制是上述的停止后控制?？刂茊卧?01重復(fù)該控制以控制切換電源電路100。

如上所述，控制單元101在從切換時(shí)段到切換停止時(shí)段的遷移中接通FET2并且進(jìn)行向切換停止時(shí)段的遷移。控制單元101在從切換停止時(shí)段到切換時(shí)段的遷移中也接通FET2以進(jìn)行向切換時(shí)段的遷移。本實(shí)施例的切換電源電路100具有以下的特征。

在切換電源電路100的低負(fù)荷狀態(tài)中執(zhí)行重復(fù)切換時(shí)段和切換停止時(shí)段的間歇操作。

在切換停止時(shí)段之前執(zhí)行接通FET2的停止前控制。

在切換停止時(shí)段之后執(zhí)行接通FET2的停止后控制。

停止前控制和停止后控制的FET2接通時(shí)間被控制，以比切換時(shí)段中的FET2接通時(shí)間短。

根據(jù)本實(shí)施例，可提高有源箝位系統(tǒng)的電源裝置中的低負(fù)荷期間的電力效率。

[第二實(shí)施例]

[切換電源電路的配置]

將描述根據(jù)第二實(shí)施例的切換電源電路400。對(duì)與第一實(shí)施例相同的成分提供相同的附圖標(biāo)記，并且，將不重復(fù)描述。圖5所示的切換電源電路400包括作為反饋器件的反饋單元116和切換控制單元118。切換控制單元118切換兩種狀態(tài)，即用于輸出作為第一電壓的24V電壓作為二次側(cè)的電源電壓V12的待機(jī)狀態(tài)，以及用于輸出作為第二電壓的5V電壓的睡眠狀態(tài)。以這種方式，本實(shí)施例的配置與第一實(shí)施例的不同在于，包含切換待機(jī)狀態(tài)和睡眠狀態(tài)的切換控制單元118。本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同還在于，在切換電源電路400的二次側(cè)整流電路中，作為二極管D11的替代，添加了后面描述的同步整流電路和平滑電路。本實(shí)施例的同步整流電路包含F(xiàn)ET12、二極管D12和同步整流控制單元111。本實(shí)施例的平滑電路包含線圈L11和電容器C12。

同步整流控制單元111控制切換電源電路400的同步整流電路。同步整流控制單元111僅在通過S端子檢測的二極管D12的導(dǎo)通時(shí)段中將D端子的輸出設(shè)定為高電平，以接通作為用于同步整流的開關(guān)元件的FET12。作為結(jié)果，變壓器T1的二次繞組S1的電壓被整流。同步整流控制單元111為例如作為離散電路或半導(dǎo)體集成電路被一體化形成的控制單元。電源電壓V12被供給到同步整流控制單元111的VC端子與G端子之間。電源電壓V12是切換電源電路400的輸出電壓，并且，如后面描述的那樣，在本實(shí)施例中為24V或5V的電壓。電容器C11和C12以及線圈L11將通過同步整流控制單元111整流的電壓平滑，并且，該電壓作為電源電壓V12被輸出。

(反饋單元)

反饋單元116與第一實(shí)施例的反饋單元115的不同在于，包含使用電阻R53和R54以及FET51的反饋電壓的切換功能。電阻R55連接于FET51的柵極端子與源極端子之間。作為用于切換反饋電壓的信號(hào)的24VOUT信號(hào)從包含切換電源電路400的電子設(shè)備的控制單元等被輸入到反饋單元116的FET51的柵極端子。當(dāng)24VOUT信號(hào)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，F(xiàn)ET51接通，電阻R54短路。因此，輸入到分路調(diào)節(jié)器IC5的基準(zhǔn)端子REF的電壓是通過用電阻R52和R53將電源電壓V12分壓而獲得的電壓。作為結(jié)果，切換電源電路400輸出24V電壓作為二次側(cè)的電源電壓V12。

另一方面，當(dāng)24VOUT信號(hào)變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，F(xiàn)ET51關(guān)斷，并且，電阻R53和電阻R54串聯(lián)連接。因此，輸入到分路調(diào)節(jié)器IC5的基準(zhǔn)端子REF的電壓是通過用電阻R52、電阻R53和電阻R54的合成電阻將電源電壓V12分壓而獲得的電壓。作為結(jié)果，切換電源電路400輸出5V電壓作為二次側(cè)的電源電壓V12。以這種方式，在本實(shí)施例中，切換電源電路400的電源電壓V12根據(jù)從切換電源電路400的外面輸入的24VOUT信號(hào)來切換到24V或5V。

(切換控制單元)

切換控制單元118根據(jù)STAND-BY信號(hào)執(zhí)行待機(jī)狀態(tài)和睡眠狀態(tài)的切換控制。作為用于切換切換電源電路400的操作狀態(tài)的信號(hào)的STAND-BY信號(hào)從包含切換電源電路400的電子設(shè)備的控制單元等被輸入到切換控制單元118的FET81的柵極端子。電阻R82連接于FET81的柵極端子與源極端子之間。當(dāng)處于高電平的STAND-BY信號(hào)被輸入到切換控制單元118時(shí)，F(xiàn)ET81接通，并且，光電耦合器PC8的二次側(cè)二極管通過電阻R81進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。作為結(jié)果，光電耦合器PC8的一次側(cè)晶體管接通，并且，電容器C8中的電荷被放電。電容器C8的一端與控制單元101的SL端子連接，并且，當(dāng)電容器C8的電荷被放電時(shí)，控制單元101的SL端子的電壓(以下，稱為“SL端子電壓”)變?yōu)榈碗娖健?/p>

另一方面，當(dāng)處于低電平的STAND-BY信號(hào)被輸入到切換控制單元118時(shí)，F(xiàn)ET81關(guān)斷，并且，光電耦合器PC8的二次側(cè)二極管進(jìn)入非導(dǎo)通狀態(tài)。作為結(jié)果，光電耦合器PC8的一次側(cè)晶體管也關(guān)斷，并且，電容器C8通過電阻R1從電源電壓V2被充電?？刂茊卧?01的SL端子電壓變?yōu)楦唠娖??？刂茊卧?01根據(jù)SL端子電壓確定是將切換電源電路400置于待機(jī)狀態(tài)還是將其置于睡眠狀態(tài)。在本實(shí)施例中，在控制單元101的SL端子電壓處于低電平的情況下，設(shè)置待機(jī)狀態(tài)，在控制單元101的SL端子電壓處于高電平的情況下，設(shè)置睡眠狀態(tài)。但是，這可以反過來。

圖6A～6D的流程圖示出通過控制單元101進(jìn)行的切換電源電路400的四種不同控制方法?？刂茊卧?01可根據(jù)包含切換電源電路400的電子設(shè)備實(shí)施后面描述的各種控制。當(dāng)圖6B～6D中的處理與圖6A相同時(shí)，提供相同的附圖標(biāo)記，并且，將不重復(fù)描述。在本實(shí)施例中，當(dāng)控制單元101實(shí)施間歇操作時(shí)，控制單元101也實(shí)施在第一實(shí)施例中描述的間歇操作(切換時(shí)段、停止前控制、切換停止時(shí)段和停止后控制)。停止前控制和停止后控制中的FET2接通時(shí)間的確定方法也與第一實(shí)施例相同。

(當(dāng)24VOUT信號(hào)和STAND-BY信號(hào)被連接時(shí))

(第一控制次序)

圖6A是描述本實(shí)施例的通過控制單元101進(jìn)行的切換電源電路400的第一控制次序的流程圖。在圖6A所示的流程圖中，24VOUT信號(hào)和STAND-BY信號(hào)被連接。更具體而言，24VOUT信號(hào)和STAND-BY信號(hào)在圖6A的第一控制次序中一起工作。當(dāng)24VOUT信號(hào)處于高電平時(shí)，STAND-BY信號(hào)也處于高電平。當(dāng)24VOUT信號(hào)處于低電平時(shí)，STAND-BY信號(hào)也處于低電平。當(dāng)向切換電源電路400供給電力時(shí)，控制單元101開始第一控制次序。在S511中，控制單元101啟用在第一實(shí)施例中描述的切換電源電路400的間歇操作。啟用間歇操作表示使得切換電源電路400能夠不僅執(zhí)行連續(xù)操作而且能夠根據(jù)需要執(zhí)行間歇操作。

在S512中，控制單元101基于SL端子電壓確定是否存在向電源電壓V12輸出24V電壓的請求。SL端子電壓是切換電源電路400用于確定待機(jī)狀態(tài)和睡眠狀態(tài)的切換的電壓。在圖6A中，STAND-BY信號(hào)和24VOUT信號(hào)被連接，并且，也可基于SL端子電壓確定是將電源電壓V12設(shè)定為24V電壓還是將其設(shè)定為5V電壓?？刂茊卧?01也可基于根據(jù)24VOUT信號(hào)改變的FB端子電壓執(zhí)行S512的該確定。如果控制單元101在S512中確定存在對(duì)于輸出24V電壓的請求，那么控制單元101前進(jìn)到S513的處理。在S513中，控制單元101禁用在第一實(shí)施例中描述的間歇操作并且返回到S512的處理。禁用間歇操作表示切換電源電路400不執(zhí)行間歇操作，即，一直執(zhí)行連續(xù)操作。如果控制單元101在S512中確定不存在對(duì)于輸出24V電壓的請求，即確定輸出5V電壓作為電源電壓V12，那么控制單元101返回到S511的處理。在S511中，控制單元101使在第一實(shí)施例中描述的間歇操作保持在啟用狀態(tài)。

表1是描述圖6A和圖6B的表格。表1的第二列表示切換電源電路400的電源電壓V12為5V電壓的情況，第三列表示切換電源電路400的電源電壓V12為24V電壓的情況。表1還對(duì)切換電源電路400的電源電壓V12的各電壓示出處于低負(fù)荷狀態(tài)或高負(fù)荷狀態(tài)的切換電源電路400的操作狀態(tài)。

表1

在圖6A的情況下，如果存在輸出24V電壓作為切換電源電路400的電源電壓V12的請求，那么間歇操作被禁用(S513)。作為結(jié)果，當(dāng)輸出需要高電力輸出的24V電壓時(shí)，不執(zhí)行間歇操作，并且，切換電源電路400的響應(yīng)性可增強(qiáng)。更具體而言，如果存在向切換電源電路400的電源電壓V12輸出24V電壓的請求，那么切換電源電路400在低負(fù)荷狀態(tài)和高負(fù)荷狀態(tài)中均執(zhí)行連續(xù)操作。另一方面，如果不存在向切換電源電路400的電源電壓V12輸出24V電壓的請求，那么間歇操作被啟用(S511)。在這種情況下，5V電壓作為切換電源電路400的電源電壓V12被輸出。如果切換電源電路400的電源電壓V12為5V電壓，那么間歇操作被啟用(S511)，并且，切換電源電路400不僅執(zhí)行連續(xù)操作而且根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)執(zhí)行間歇操作。具體而言，如果切換電源電路400的電源電壓V12為5V電壓，那么在低負(fù)荷狀態(tài)下執(zhí)行間歇操作，在高負(fù)荷狀態(tài)下執(zhí)行連續(xù)操作。電源電壓V12被輸入到反饋單元116，并且，從反饋單元116輸出到控制單元101的FB端子電壓根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)改變。因此，控制單元101基于FB端子電壓確定狀態(tài)是低負(fù)荷狀態(tài)還是高負(fù)荷狀態(tài)。

(第二控制次序)

圖6B是描述根據(jù)本實(shí)施例的通過控制單元101進(jìn)行的切換電源電路400的第二控制次序的流程圖。在圖6B所述的流程圖中，24VOUT信號(hào)和STAND-BY信號(hào)也被連接。當(dāng)向切換電源電路400供給電力時(shí)，控制單元101開始第二控制次序。在S521中，控制單元101控制切換電源電路400，以一直執(zhí)行間歇操作。S512和S513已被描述，將不重復(fù)描述。

在圖6B的情況下，如果不存在輸出24V電壓作為切換電源電路400的電源電壓V12的請求即如果輸出5V電壓，那么一直在間歇操作中執(zhí)行控制(S521，表1)。圖6B的控制可被應(yīng)用于具有例如當(dāng)輸出5V電壓時(shí)不存在高負(fù)荷狀態(tài)，換而言之，當(dāng)狀態(tài)一直是低負(fù)荷狀態(tài)的規(guī)范的電源裝置。在當(dāng)輸出5V電壓時(shí)狀態(tài)一直是低負(fù)荷狀態(tài)的電源裝置的情況下，控制單元101可基于SL端子電壓確定低負(fù)荷狀態(tài)。更具體而言，在具有這些規(guī)范的電源裝置中，可僅通過SL端子電壓確定需要執(zhí)行間歇操作的低負(fù)荷狀態(tài)。如果切換電源電路400的電源電壓V12為24V電壓，那么該處理與圖6A中的相同，將不重復(fù)描述。

在圖6A和圖6B的控制中，24VOUT信號(hào)和STAND-BY信號(hào)被連接。因此，作為切換控制單元118的替代，可在變壓器T1的一次側(cè)設(shè)置用于檢測回掃電壓的輔助繞組(未示出)，并且，可以檢測輔助繞組的電壓。可通過這種方式確定二次側(cè)的電源電壓V12的狀態(tài)(是輸出24V電壓還是輸出5V電壓)。

(當(dāng)24VOUT信號(hào)和STAND-BY信號(hào)分開時(shí))

(第三控制次序)

圖6C是描述根據(jù)本實(shí)施例的通過控制單元101進(jìn)行的切換電源電路400的第三控制次序的流程圖。在圖6C所描述的流程圖中，24VOUT信號(hào)和STAND-BY信號(hào)分開。更具體而言，24VOUT信號(hào)和STAND-BY信號(hào)在圖6C的第三控制次序中不一起工作，這些信號(hào)獨(dú)立地變?yōu)楦唠娖交虻碗娖叫盘?hào)。當(dāng)向切換電源電路400供給電力時(shí)，控制單元101開始第三控制次序。

在S511中，控制單元101啟用間歇操作。在S532中，控制單元101基于SL端子電壓確定在切換電源電路400中是否存在遷移到待機(jī)狀態(tài)(待機(jī)模式)的請求。如果控制單元101在S532中確定存在遷移到待機(jī)狀態(tài)的請求，那么控制單元101前進(jìn)到S513的處理并且禁用間歇操作。如果控制單元101在S532中確定不存在遷移到待機(jī)狀態(tài)的請求，即確定狀態(tài)是睡眠狀態(tài)，那么控制單元101返回到S511的處理并且使間歇操作保持在啟用狀態(tài)。

表2是描述圖6C和圖6D的表格。其余部分與表1相同，將不重復(fù)描述。

表2

在圖6C的情況下，不管切換電源電路400的電源電壓V12是24V電壓還是5V電壓，如果存在輸出高電力的可能性，則都向切換控制單元118輸入高電平的STAND-BY信號(hào)。如果控制單元101基于SL端子電壓確定模式是待機(jī)模式，那么控制單元101禁用間歇操作。在這種情況下，控制單元101不在待機(jī)狀態(tài)中執(zhí)行間歇操作，并且，不管狀態(tài)是低負(fù)荷狀態(tài)還是高負(fù)荷狀態(tài)都執(zhí)行切換電源電路400的連續(xù)操作。這可增強(qiáng)切換電源電路400的響應(yīng)性。另一方面，如果在切換電源電路400中不存在遷移到待機(jī)狀態(tài)的請求，那么在S511中啟用間歇操作。在這種情況下，切換電源電路400進(jìn)入睡眠狀態(tài)。當(dāng)切換電源電路400處于睡眠狀態(tài)時(shí)，間歇操作被啟用，并且，根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)，切換電源電路400不僅僅執(zhí)行連續(xù)操作，而且執(zhí)行間歇操作。具體而言，當(dāng)切換電源電路400處于睡眠狀態(tài)中時(shí)，在低負(fù)荷狀態(tài)中執(zhí)行間歇操作，在高負(fù)荷狀態(tài)中執(zhí)行連續(xù)操作。

(第四控制次序)

圖6D是描述根據(jù)本實(shí)施例的通過控制單元101進(jìn)行的切換電源電路400的第四控制次序的流程圖。在圖6D所描述的流程圖中，與圖6C同樣，24VOUT信號(hào)和STAND-BY信號(hào)分開。當(dāng)向切換電源電路400供給電力時(shí)，控制單元101開始第四控制次序。圖6D的配置是在圖6B和圖6C中描述的處理的組合，將不重復(fù)描述。

在圖6D的情況下，不管切換電源電路400的電源電壓V12是24V電壓還是5V電壓，都根據(jù)切換電源電路400的模式確定是一直在間歇操作中執(zhí)行控制還是禁用間歇操作。在圖6D的情況下，如果在切換電源電路400中不存在遷移到待機(jī)模式的請求，即如果狀態(tài)是睡眠狀態(tài)，那么一直在間歇操作中執(zhí)行控制(S521)。圖6D的控制可被應(yīng)用于具有狀態(tài)在睡眠狀態(tài)中一直是低負(fù)荷狀態(tài)的規(guī)范的電源裝置。在狀態(tài)在睡眠狀態(tài)中一直是低負(fù)荷狀態(tài)的電源裝置中，控制單元101可基于SL端子電壓確定低負(fù)荷狀態(tài)。在切換電源電路400處于待機(jī)模式時(shí)，處理與圖6C中的相同，將不重復(fù)描述。

以這種方式，確定切換電源電路400的低負(fù)荷狀態(tài)的單元不限于在第一實(shí)施例中描述的使用控制單元101的FB端子電壓的單元。如在本實(shí)施例的切換電源電路400中描述的那樣，可以使用從外面供給的STAND-BY信號(hào)等。本發(fā)明的特征是在使用這些單元之一確定切換電源電路400處于低負(fù)荷狀態(tài)時(shí)執(zhí)行間歇操作的控制方法。

除了切換電源電路100的特征以外，本實(shí)施例的切換電源電路400還具有以下的特征。

切換電源電路400的電源電壓V12可被設(shè)置為多個(gè)電壓(24V電壓和5V電壓)。

切換電源電路400具有多個(gè)狀態(tài)，諸如待機(jī)狀態(tài)和睡眠狀態(tài)。

切換電源電路400的間歇操作在待機(jī)狀態(tài)(輸出24V電壓的狀態(tài))中被禁用。

切換電源電路400的間歇操作在睡眠狀態(tài)(輸出5V電壓的狀態(tài))中被啟用，或者一直通過間歇操作控制切換電源電路400。

根據(jù)本實(shí)施例，可以提高有源箝位系統(tǒng)的電源裝置中的低負(fù)荷期間的電力效率。

[第三實(shí)施例]

作為在第一和第二實(shí)施例中描述的電源裝置的切換電源電路可被應(yīng)用于例如圖像形成裝置的低電壓電源，即向控制器(控制單元)或諸如電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元供給電力的電源。將描述具有第一和第二實(shí)施例的電源裝置的圖像形成裝置的配置。

[圖像形成裝置的配置]

作為圖像形成裝置的例子，將描述激光束打印機(jī)。圖7示出作為電子照相打印機(jī)的例子的激光束打印機(jī)的示意性配置。激光束打印機(jī)300包括：作為用于形成靜電潛像的圖像承載部件的感光鼓311；使感光鼓311均勻帶電的帶電單元317(帶電器件)；以及使用調(diào)色劑以將在感光鼓311上形成的靜電潛像顯影的顯影單元312(顯影器件)。轉(zhuǎn)印單元318(轉(zhuǎn)印器件)將在感光鼓311上顯影的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到作為記錄材料從盒子316供給的片材(未示出)上。定影器件314定影轉(zhuǎn)印到片材的調(diào)色劑圖像，并且，片材被排出到托盤315。感光鼓311、帶電單元317、顯影單元312和轉(zhuǎn)印單元318形成圖像形成單元。激光束打印機(jī)300還包含在第一到第三實(shí)施例中描述的切換電源電路500。例如，可具有第一和第二實(shí)施例的切換電源電路500的圖像形成裝置不限于圖7所示的那個(gè)，例如，該裝置可以是包含多個(gè)圖像形成單元的圖像形成裝置。該裝置還可以是包括以下部件的圖像形成裝置：將感光鼓311上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶的一次轉(zhuǎn)印單元，以及將中間轉(zhuǎn)印帶上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到片材上的二次轉(zhuǎn)印單元。

例如，激光束打印機(jī)300包括控制圖像形成單元的圖像形成操作和片材的傳輸操作的控制器320，并且，根據(jù)第一和第二實(shí)施例的切換電源電路500向控制器320供給電力。根據(jù)第一和第二實(shí)施例的切換電源電路500也向用于旋轉(zhuǎn)感光鼓311或者用于驅(qū)動(dòng)用于傳輸片材的各種輥的諸如電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元供給電力。當(dāng)本實(shí)施例的切換電源電路500是第一實(shí)施例的切換電源電路100時(shí)，控制單元101基于FB端子電壓執(zhí)行間歇操作。在這種情況下，如在第一實(shí)施例中描述的那樣，控制單元101在從切換時(shí)段到切換停止時(shí)段的遷移中執(zhí)行停止前控制，并且，在從切換停止時(shí)段到切換時(shí)段的遷移中執(zhí)行停止后控制。作為結(jié)果，可以提高切換電源電路500在低負(fù)荷期間的電力效率。

本實(shí)施例的圖像形成裝置可在正常操作模式、待機(jī)模式或睡眠模式中操作。待機(jī)模式是消耗的電力比在用于執(zhí)行圖像形成操作的正常操作模式中低且一旦接收到打印指令就可立即實(shí)施圖像形成操作的模式。睡眠模式是消耗的電力進(jìn)一步比在待機(jī)模式中低的模式。當(dāng)電源裝置是第二實(shí)施例的切換電源電路400時(shí)，例如，控制器320向切換電源電路400輸出24VOUT信號(hào)或STAND-BY信號(hào)。如在表1和表2等中描述的那樣，切換電源電路400的控制單元101在低負(fù)荷狀態(tài)中基于SL端子電壓執(zhí)行間歇操作?？刂茊卧?01控制在第一實(shí)施例中描述的間歇操作。作為結(jié)果，可以提高切換電源電路500在低負(fù)荷期間的電力效率。

根據(jù)本實(shí)施例，可以提高有源箝位系統(tǒng)的電源裝置中的低負(fù)荷期間的電力效率。

[第四實(shí)施例]

[電源裝置]

圖8是描述使用有源箝位系統(tǒng)的回掃電源的電路圖，該回掃電源是根據(jù)第四實(shí)施例的切換電源。在以下的描述中，本實(shí)施例的切換電源的電路是切換電源電路100。諸如商用電源的AC電源10輸出AC電壓，并且，通過作為全波整流單元的橋二極管BD1整流的電壓被輸入到切換電源電路100。平滑電容器C3被用作整流電壓的平滑單元。電勢DCL是平滑電容器C3的較低電勢，電勢DCH是較高電勢。切換電源電路100從在平滑電容器C3中充電的輸入電壓Vin將電源電壓Vout輸出到絕緣的二次側(cè)。切換電源電路100可輸出具有不同的電壓值的多個(gè)電源電壓Vout。在本實(shí)施例中，切換電源電路100例如輸出24V或5V的恒定電壓作為電源電壓Vout。

切換電源電路100包括包含一次側(cè)的一次繞組P1和輔助繞組P2以及二次側(cè)的二次繞組S1的絕緣變壓器T1。通過在后述的圖9A和圖9B中描述的切換操作，從變壓器T1的一次繞組P1向二次繞組S1供給能量。變壓器T1的輔助繞組P2被用于通過二極管D4和電容器C4整流和平滑施加到一次繞組P1的輸入電壓Vin的正向電壓，以供給電源電壓V1。

在切換電源電路100的一次側(cè)，作為第一切換元件的場效應(yīng)晶體管(以下，稱為“FET”)1與變壓器T1的一次繞組P1串聯(lián)連接。電壓箝位電容器C2和作為第二切換元件的FET2串聯(lián)連接。串聯(lián)連接的電壓箝位電容器C2和FET2與變壓器T1的一次繞組P1并聯(lián)連接。作為FET1和FET2的控制單元的控制單元101和FET驅(qū)動(dòng)單元102被設(shè)置在切換電源電路100的一次側(cè)。與FET1并聯(lián)連接的電壓共振電容器C1被設(shè)置，以減少FET1和FET2關(guān)斷期間的損失。作為設(shè)置電壓共振電容器C1的替代，可以使用FET1的漏極端子與源極端子之間的電容。本實(shí)施例的二極管D1是FET1的體二極管。類似地，二極管D2是FET2的體二極管。

作為在變壓器T1的二次繞組S1中感應(yīng)的回掃電壓的二次側(cè)的整流平滑單元的整流平滑電路114被設(shè)置在切換電源電路100的二次側(cè)(圖8中的虛線框)。整流平滑電路114包含二極管D11、電容器C11和作為向一次側(cè)反饋輸出到二次側(cè)的電源電壓Vout的反饋器件的反饋單元115(圖8中的虛線框)。

通過由振蕩器等產(chǎn)生的時(shí)鐘操作的諸如CPU和ASIC的運(yùn)算控制單元被用作本實(shí)施例的控制單元101。作為結(jié)果，可通過簡單和便宜的電路配置實(shí)現(xiàn)后面描述的復(fù)雜控制。將在假定控制單元101是CPU的情況下描述本實(shí)施例。通過DC/DC轉(zhuǎn)換器104產(chǎn)生的電源電壓V2從DC/DC轉(zhuǎn)換器104的OUT端子被供給到控制單元101的VC端子與G端子之間。控制單元101基于從反饋單元115輸入到FB端子的電壓信號(hào)輸出控制信號(hào)DRV1和控制信號(hào)DRV2，并且，通過FET驅(qū)動(dòng)單元102控制FET1和FET2。控制信號(hào)DRV1是用于驅(qū)動(dòng)FET1的信號(hào)，DRV2是用于驅(qū)動(dòng)FET2的信號(hào)。

FET驅(qū)動(dòng)單元102是根據(jù)從控制單元101輸入的控制信號(hào)DRV1產(chǎn)生FET1柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV-L并且根據(jù)控制信號(hào)DRV2產(chǎn)生FET2柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV-H的電路。電源電壓V1被供給到FET驅(qū)動(dòng)單元102的VC端子與G端子之間。為了驅(qū)動(dòng)FET2，包含電容器C5和二極管D5的電荷泵電路向VH端子與GH端子之間供給電源電壓V1。當(dāng)從控制單元101輸入高電平的控制信號(hào)DRV1時(shí)，F(xiàn)ET驅(qū)動(dòng)單元102將FET1柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV-L置于高電平，并且，F(xiàn)ET1接通。類似地，當(dāng)從控制單元101輸入高電平的控制信號(hào)DRV2時(shí)，F(xiàn)ET驅(qū)動(dòng)單元102將FET2柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV-H置于高電平，并且，F(xiàn)ET2接通。

DC/DC轉(zhuǎn)換器104是被配置為轉(zhuǎn)換輸入到VC端子與G端子之間的電源電壓V1以從OUT端子輸出電源電壓V2的三端子調(diào)節(jié)器或降壓型切換電源。啟動(dòng)電路103是被配置為轉(zhuǎn)換輸入到VC端子與G端子之間的輸入電壓Vin以從OUT端子輸出電源電壓V1的三端子調(diào)節(jié)器或降壓型切換電源。啟動(dòng)電路103是僅在從輔助繞組P2供給的電源電壓V1等于或小于預(yù)定電壓值時(shí)操作的電路，并且被用于在啟動(dòng)切換電源電路100時(shí)供應(yīng)電源電壓V1。

(反饋單元)

反饋單元115被用于將電源電壓Vout控制在預(yù)定電壓(以下，稱為“目標(biāo)電壓”)并且根據(jù)電源電壓Vout輸出信號(hào)。通過輸入到分路調(diào)節(jié)器IC5的基準(zhǔn)端子REF的電壓(即，基準(zhǔn)電壓)與電源電壓Vout的分壓比，設(shè)定電源電壓Vout。更具體而言，通過分壓電阻R52、R53和R54，設(shè)定電源電壓Vout。當(dāng)電源電壓Vout變得比目標(biāo)電壓(24V或5V)高時(shí)，分路調(diào)節(jié)器IC5的陰極端子K引入(draw in)電流，并且，光電耦合器PC5的二次側(cè)二極管通過上拉電阻R51進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。作為結(jié)果，光電耦合器PC5的一次側(cè)晶體管操作，并且，從電容器C6電荷放電。因此，控制單元101的FB端子的電壓(以下，稱為“FB端子電壓”)降低。另一方面，當(dāng)電源電壓Vout變得比目標(biāo)電壓低時(shí)，分路調(diào)節(jié)器IC5的陰極端子K不引入電流，并且，二次側(cè)二極管進(jìn)入非導(dǎo)通狀態(tài)。作為結(jié)果，光電耦合器PC5的一次側(cè)的晶體管關(guān)斷，并且，電荷電流從電源電壓V2通過電阻R2流向電容器C6。因此，控制單元101的FB端子電壓增加。

從反饋單元115輸入相當(dāng)于根據(jù)電源電壓Vout的信號(hào)的FB端子電壓，并且，控制單元101檢測FB端子電壓以執(zhí)行用于將電源電壓Vout控制在在目標(biāo)電壓的反饋控制。以這種方式，控制單元101可監(jiān)視FB端子電壓，以間接地執(zhí)行電源電壓Vout的電壓的反饋控制。作為反饋單元115的替代，控制單元101可被設(shè)置在二次側(cè)，并且，電源電壓Vout的電壓可被監(jiān)視以直接執(zhí)行電源電壓Vout的電壓的反饋控制。

(目標(biāo)電壓切換單元)

在目標(biāo)電壓切換單元(以下，稱為“切換單元”)117中，24VSL信號(hào)被輸入到FET71的控制端子。24VSL信號(hào)被切換，以切換兩種狀態(tài)即作為第一電壓的5V電壓被輸出到電源電壓Vout的第一狀態(tài)和作為比第一電壓高的第二電壓的24V電壓被輸出的第二狀態(tài)。從包含切換電源電路100的電子設(shè)備的控制單元等輸出的24VSL信號(hào)被輸入到切換單元117。具體而言，切換單元117在24VSL信號(hào)處于高電平的情況下將狀態(tài)切換到第二狀態(tài)以輸出24V電壓作為電源電壓Vout。切換單元117在24VSL信號(hào)處于低電平的情況下將狀態(tài)切換到第一狀態(tài)以輸出5V電壓作為電源電壓Vout。24VSL信號(hào)被輸入到FET71的柵極端子。電源電壓Vout通過光電耦合器PC7的光電二極管和電阻R71與FET71的漏極端子連接，并且，源極端子接地。電阻R72連接于FET71的柵極端子與源極端子之間。

當(dāng)24VSL信號(hào)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，F(xiàn)ET71接通，并且，光電耦合器PC7的二次側(cè)二極管通過電阻R71進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。作為結(jié)果，光電耦合器PC7的一次側(cè)晶體管操作，并且，從電容器C7電荷放電。控制單元101的24SL端子的電壓(以下，稱為“24SL端子電壓”)變?yōu)榈碗娖健Ａ硪环矫?，?dāng)24VSL信號(hào)變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，F(xiàn)ET71關(guān)斷，并且，光電耦合器PC7的二次側(cè)二極管進(jìn)入非導(dǎo)通狀態(tài)。作為結(jié)果，光電耦合器PC7的一次側(cè)晶體管關(guān)斷，并且，電容器C7通過電阻R1從電源電壓V2被充電?？刂茊卧?01的24SL端子的電壓變?yōu)楦唠娖??？刂茊卧?01根據(jù)24SL端子電壓檢測目標(biāo)電壓是24V還是5V。在本實(shí)施例中，當(dāng)供給電源電壓Vout的切換電源電路100的負(fù)荷在正常狀態(tài)中操作時(shí)，目標(biāo)電壓為24V。另一方面，當(dāng)負(fù)荷在待機(jī)狀態(tài)或睡眠狀態(tài)中操作時(shí)，目標(biāo)電壓為5V，以與正常操作中的電力消耗相比減少電力消耗。

24VSL信號(hào)被輸入到切換單元117并且也被輸入到反饋單元115。FET51與反饋單元115的電阻R54并聯(lián)連接。24VSL信號(hào)被輸入到FET51的柵極端子，并且，電阻R55連接于柵極端子與源極端子之間。當(dāng)24VSL信號(hào)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，F(xiàn)ET51接通，電阻R54短路。作為結(jié)果，分路調(diào)節(jié)器IC5的基準(zhǔn)電壓與電源電壓Vout的分壓比減小，并且，在向電源電壓Vout輸出24V的同時(shí)執(zhí)行反饋控制。另一方面，當(dāng)24VSL信號(hào)變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，F(xiàn)ET51關(guān)斷，并且，電阻R53和電阻R54串聯(lián)連接。作為結(jié)果，基準(zhǔn)電壓與電源電壓Vout的分壓比增加，并且，在向電源電壓Vout輸出5V的同時(shí)執(zhí)行反饋控制。

(輸入電壓檢測單元)

輸入電壓檢測單元113向控制單元101的V1SN端子輸入通過用電阻R61和R62將電源電壓V1分壓而獲得的電壓。作為結(jié)果，控制單元101可檢測輸入電壓Vin的電壓。

[切換電源電路的操作]

將參照圖9A和圖9B描述根據(jù)本實(shí)施例的切換電源電路100的操作?？刂茊卧?01通過死時(shí)間交替地接通和關(guān)斷FET1和FET2，使得FET1和FET2不同時(shí)接通，并且，以這種方式，切換電源電路100向二次側(cè)供給電力。圖9A是在多個(gè)時(shí)段([11]～[14])中分類和示出FET1和FET2的端子電壓和電流波形的示圖。在圖9A中，(i)是示出FET1的柵極與源極之間的電壓即從FET驅(qū)動(dòng)單元102輸入到FET1的柵極端子的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV-L的示圖。示圖(ii)示出FET2的柵極與源極之間的電壓，即從FET驅(qū)動(dòng)單元102輸入到FET2的柵極端子的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV-H。示圖(iii)示出FET1的漏極與源極之間的電壓。示圖(iv)示出FET1的漏極電流。示圖(v)示出FET2的漏極電流。示圖(vi)示出在二極管D11中流動(dòng)的電流。FET1漏極電流包含在二極管D1和電容器C1中流動(dòng)的電流。FET2漏極電流包含在二極管D2中流動(dòng)的電流。橫軸表示時(shí)間。圖9B示出圖9A所示的多個(gè)時(shí)段([11]～[14])中的電流的流動(dòng)以及簡單的電路圖。以下將描述各時(shí)段的操作。在圖9B中，變壓器T1分成泄漏電感Lr、耦合電感Ls和理想變壓器Ti。圖9B的電路中的粗實(shí)線箭頭表示在各時(shí)段中流動(dòng)的電流。

在時(shí)段[11]中，F(xiàn)ET1接通。電流從平滑電容器C3流向變壓器T1的一次繞組P1，并且，在變壓器T1的泄漏電感Lr和激勵(lì)電感Ls中存儲(chǔ)能量。在這種情況下，F(xiàn)ET1的漏極與源極之間的電壓基本上為零，并且，在FET1中流動(dòng)的漏極電流線性增大。

時(shí)段[12]是FET1和FET2均關(guān)斷的時(shí)段，即死時(shí)間。當(dāng)FET1關(guān)斷時(shí)，在變壓器T1的一次繞組P1中流動(dòng)的電流流動(dòng)并且將電壓共振電容器C1充電([12]中的箭頭a)。當(dāng)電壓共振電容器C1被充電時(shí)，F(xiàn)ET1的漏極與源極之間的電壓增大。

當(dāng)FET1的漏極與源極之間的電壓超過電壓箝位電容器C2的+端子的電壓時(shí)，在變壓器T1的一次繞組P1中流動(dòng)的電流開始如下流動(dòng)。電流開始流動(dòng)并且通過FET2的二極管D2將電壓箝位電容器C2充電([12]中的箭頭b)。作為結(jié)果，泄漏電感Lr的跳變電壓被電壓箝位電容器C2吸收，并且，可以減少施加到FET1的漏極與源極之間的浪涌電壓。FET2的漏極與源極之間的電壓基本上為零。因此，可通過在這種狀態(tài)下遷移到時(shí)段[13]來接通FET2，并且，可以實(shí)現(xiàn)FET2的利用零電壓的切換。

時(shí)段[12](死時(shí)間)可被設(shè)定為以下這樣的時(shí)段：該時(shí)段基本上相當(dāng)于在FET1關(guān)斷之后FET2的漏極與源極之間的電壓基本上變?yōu)榱愕臅r(shí)間，或者比其稍長。如果時(shí)段[12]長，那么電流在二極管D2中流動(dòng)的時(shí)段變長，這導(dǎo)致不必要的電力的消耗。另一方面，如果時(shí)段[12]短，那么FET2在FET2的漏極與源極之間的電壓變?yōu)榱阒敖油?。因此，不能?shí)現(xiàn)通過零電壓的切換，并且，類似地消耗不必要的電力。因此，時(shí)段[12]可被設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹狄詼p少電力消耗。

時(shí)段[13]是FET1關(guān)斷且FET2在死時(shí)間之后接通的時(shí)段。從變壓器T1以及通過FET2或者二極管D2，電壓箝位電容器C2的+端子側(cè)通過在接通FET1時(shí)流動(dòng)的電流被充電([13]中的箭頭c)。泄漏電感Lr的跳變電壓可被電壓箝位電容器C2吸收，并且，可以減少施加到FET1的漏極端子與源極端子之間的浪涌電壓。當(dāng)電壓箝位電容器C2的電壓增加時(shí)，二次側(cè)的二極管D11接通，并且，通過變壓器T1的二次繞組S1向切換電源電路100的二次側(cè)供給電力。

隨后，在時(shí)段[13]中，電流通過FET2從電容器C2的+端子側(cè)流向變壓器T1([13]中的箭頭d)。由于電壓箝位電容器C2與變壓器T1的泄漏電感Lr和耦合電感Ls的共振，在變壓器T1中流動(dòng)的電流流動(dòng)。當(dāng)電壓箝位電容器C2的電壓降低時(shí)，二次側(cè)的二極管D11進(jìn)入非導(dǎo)通狀態(tài)，并且，不向切換電源電路100的二次側(cè)供給電力。FET2的導(dǎo)通狀態(tài)保持，并且，從電壓箝位電容器C2流向變壓器T1的泄漏電感Lr和耦合電感Ls的電流增大。

在圖9A的(v)中的FET2漏極電流中，由點(diǎn)線表示的波形表示在變壓器T的激勵(lì)電感Ls中流動(dòng)的激勵(lì)電流，并且，該電流線性地減小。激勵(lì)電流和在理想變壓器Ti中流動(dòng)的電流的和是FET2漏極電流。在理想變壓器Ti中流動(dòng)的電流具有與在二極管D11中流動(dòng)的電流類似的形狀。

在時(shí)段[13]中，電流在不向二次側(cè)供給電力的時(shí)段(在圖9A中寫為“[13]off”的時(shí)段)中如下流動(dòng)。更具體而言，電流主要根據(jù)電壓箝位電容器C2與變壓器T1的泄漏電感Lr和激勵(lì)電感Ls的共振操作在FET2中流動(dòng)。同時(shí)，電流在向二次側(cè)供給電力的時(shí)段(在圖9A中寫為“[13]on”的時(shí)段)中如下流動(dòng)。更具體而言，電流主要根據(jù)電壓箝位電容器C2與變壓器T1的泄漏電感Lr的共振操作在FET2中流動(dòng)。泄漏電感Lr的電感值明顯比激勵(lì)電感Ls的小，并且，時(shí)段“[13]on”中的共振頻率比時(shí)段“[13]off”中的共振頻率高。

當(dāng)在變壓器T的激勵(lì)電感Ls中流動(dòng)的激勵(lì)電流變?yōu)榱銜r(shí)，存儲(chǔ)于激勵(lì)電感Ls中的能量均被釋放。當(dāng)FET2保持接通時(shí)，電流開始從電壓箝位電容器C2向激勵(lì)電感Ls流動(dòng)，并且，激勵(lì)電感Ls再次開始存儲(chǔ)能量。

時(shí)段[14]是FET1和FET2均再次關(guān)斷的時(shí)段，即死時(shí)間。當(dāng)FET2關(guān)斷時(shí)，在變壓器T1的一次繞組P1中流動(dòng)的電流流動(dòng)以將電壓共振電容器C1放電。當(dāng)電壓共振電容器C1被放電時(shí)，F(xiàn)ET1的漏極與源極之間的電壓降低。當(dāng)FET1的漏極與源極之間的電壓下降以低于零時(shí)，通過二極管D1在平滑電容器C3中重新產(chǎn)生在變壓器T1的一次繞組P1中流動(dòng)的電流。當(dāng)通過在這種狀態(tài)下返回到時(shí)段[11]而接通FET1時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)FET1的通過零電壓的切換。在時(shí)段[14]中，與時(shí)段[12]同樣，時(shí)段[14]可被設(shè)定為這樣的時(shí)段，該時(shí)段基本上相當(dāng)于FET1的漏極與源極之間的電壓在FET2關(guān)斷之后基本上變?yōu)榱愕臅r(shí)間或者比其稍長，并且，可以減少電力消耗。

如上所述，作為根據(jù)本實(shí)施例的切換電源的使用有源箝位系統(tǒng)的回掃電源可通過重復(fù)時(shí)段[11]～[14]來減少泄漏電感Lr的浪涌電壓?？稍谟昧汶妷呵袚QFET1和FET2的同時(shí)向二次側(cè)供給電力。其中用于執(zhí)行重復(fù)接通或關(guān)斷FET1和FET2的切換操作的時(shí)段將被稱為切換時(shí)段，并且，其中切換時(shí)段繼續(xù)的操作將被稱為連續(xù)操作。停止切換操作的時(shí)段將被稱為切換停止時(shí)段。

[間歇操作]

將描述其中控制單元101重復(fù)地控制切換時(shí)段和切換停止時(shí)段的切換電源電路100的間歇操作。圖10A是示出切換電源電路100的連續(xù)操作期間的波形的示圖，圖10B是示出切換電源電路100的間歇操作期間的波形的示圖。在圖10A和圖10B中，(i)表示FET1的二極管D1的電壓，即FET1柵極驅(qū)動(dòng)電壓DRV-L，(ii)表示FET2的二極管D2的電壓，即FET2柵極驅(qū)動(dòng)電壓DRV-H。在圖10A和圖10B中，(iii)表示FET1漏極電流，(iv)表示FET1的漏極端子與源極端子之間的電壓。在圖10A和圖10B中，(v)表示控制單元101的FB端子電壓，點(diǎn)線表示后面描述的FET1和FET2。橫軸表示時(shí)間。

在切換電源電路100的低負(fù)荷狀態(tài)中，如圖10A所示，如果切換電源電路100的控制在切換時(shí)段中繼續(xù)，那么出現(xiàn)以下問題。例如，由于通過切換電源電路100的一次側(cè)的電流導(dǎo)致的電阻損失或者由于FET1和FET2的切換損失，切換電源電路100的效率降低。因此，如圖10B所示，在切換電源電路100的低負(fù)荷狀態(tài)中執(zhí)行用于重復(fù)后面描述的切換時(shí)段和切換停止時(shí)段的間歇操作。作為結(jié)果，切換電源電路100的一次側(cè)的電流或者FET1和FET2切換的次數(shù)可減少，以提高切換電源電路100的低負(fù)荷狀態(tài)中的電力效率。

切換電源電路100的控制單元101基于反饋單元115的反饋信息(FB端子電壓)等檢測切換電源電路100的低負(fù)荷狀態(tài)。當(dāng)控制單元101檢測到低負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，控制單元101執(zhí)行后面描述的停止前控制并然后進(jìn)行向切換停止時(shí)段的遷移。在本實(shí)施例中，當(dāng)控制單元101檢測到FB端子電壓變得比電壓FBL1低時(shí)，控制單元101確定切換電源電路100被切換到低負(fù)荷狀態(tài)。當(dāng)控制單元101確定切換電源電路100被切換到低負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，控制單元101進(jìn)行向切換停止時(shí)段的遷移。在遷移到切換停止時(shí)段之后，當(dāng)以下的兩個(gè)條件均得到滿足時(shí)，控制單元101再次進(jìn)行向切換時(shí)段的遷移。兩個(gè)條件中的一個(gè)是FB端子電壓變得比電壓FBL2大，另一個(gè)是切換停止時(shí)段變得比存儲(chǔ)于包含于控制單元101中的未示出的存儲(chǔ)單元中的預(yù)定最小停止時(shí)段Tmin長。當(dāng)FB端子電壓變得比電壓FBL2大且切換停止時(shí)段變得比最小停止時(shí)段Tmin長時(shí)，控制單元101執(zhí)行后面描述的停止后控制并然后進(jìn)行向切換時(shí)段的遷移。從開始停止后控制經(jīng)由切換時(shí)段和停止前控制的時(shí)段到結(jié)束切換停止時(shí)段的時(shí)間是間歇操作時(shí)段。

在本實(shí)施例的切換電源電路100中，電壓FBL2被設(shè)定為比電壓FBL1高的電壓。電壓FBL2是在用于進(jìn)行從切換停止時(shí)段到切換時(shí)段的遷移的確定中使用的電壓，并且，電壓FBL1是在用于進(jìn)行從切換時(shí)段到切換停止時(shí)段的遷移的確定中使用的電壓。以這種方式，使用FB端子電壓的過沖和下沖以實(shí)現(xiàn)圖10B所示的間歇操作。在圖10B所示的間歇操作中，控制單元101使用未示出的嵌入的定時(shí)器以執(zhí)行控制以防止切換停止時(shí)段變得比存儲(chǔ)于控制單元101的存儲(chǔ)單元中的預(yù)定最小停止時(shí)段Tmin短。通過防止圖10B所示的間歇操作時(shí)段變得太短，由在間歇操作期間從切換電源電路100的變壓器T1產(chǎn)生的高頻率導(dǎo)致的操作聲音減少?？赏ㄟ^使得最小停止時(shí)段Tmin可變來控制最小停止時(shí)段Tmin，使得間歇操作時(shí)段變?yōu)楹愣〞r(shí)段。在切換電源電路100的高負(fù)荷狀態(tài)中，控制單元101的FB端子電壓保持在高電平。換句話說，保持控制單元101的FB端子電壓比電壓FBL2高的狀態(tài)。因此，狀態(tài)不變?yōu)閳D10B所示的間歇操作狀態(tài)。該控制可在圖10A所示的切換時(shí)段中繼續(xù)，并且，該狀態(tài)可以是切換電源電路100的連續(xù)操作狀態(tài)。

[停止前控制]

將描述圖10B的間歇操作時(shí)段中的停止前控制。在控制單元101的FB端子電壓下降以低于電壓FBL1(FB<FBL1)之后，停止前控制在FET1的接通條件結(jié)束的定時(shí)開始?？赏ㄟ^執(zhí)行停止前控制提高電力效率。停止前控制的時(shí)段是從FET1的關(guān)斷到FET2的關(guān)斷的時(shí)段，并且，停止前控制的時(shí)段包含F(xiàn)ET2接通時(shí)間[4]。停止前控制的時(shí)段中的FET2接通時(shí)間[4]被設(shè)定為切換時(shí)段的FET2接通時(shí)間([1]與[2]的和)的一半。在停止前控制的時(shí)段中，在FET2接通之后在從圖9A的[13]中的c的狀態(tài)切換到[13]中的d的狀態(tài)之前，或者，換句話說，在共振電流的方向的切換的定時(shí)之前，F(xiàn)ET2關(guān)斷。這是為了盡可能多地減少僅通過二極管D2施加變壓器T1與電壓箝位電容器C2的共振電流的時(shí)間。

在本實(shí)施例中，如果電流從電壓箝位電容器C2的+端子側(cè)流向變壓器T1(圖9A中的[13]的d的時(shí)段)，那么在FET關(guān)斷時(shí)，噪聲會(huì)增加。因此，F(xiàn)ET2接通時(shí)間[4]被設(shè)定為比最佳時(shí)間稍短的時(shí)間。

[停止后控制]

將描述圖10B的間歇操作時(shí)段中的停止后控制。當(dāng)控制單元101的FB端子電壓超過電壓FBL2(FB>FBL2)且切換停止時(shí)段變得比最小停止時(shí)間Tmin長時(shí)，停止后控制開始。通過執(zhí)行停止后控制，可提高電力效率。停止后控制中的FET2接通時(shí)間[8]的最佳值被設(shè)定為進(jìn)一步比圖10B的[4]所示的FET2接通時(shí)間短的時(shí)間。變壓器T1的磁復(fù)位在切換停止時(shí)段期間完成。因此，圖10B所示的停止后控制的FET2接通時(shí)間[8]可以是比切換時(shí)段中的[2]的接通時(shí)間短的時(shí)間。即使以這種方式執(zhí)行設(shè)定，也可從電壓箝位電容器C2向變壓器T1供給在時(shí)段[9]中移動(dòng)電壓共振電容器C1的電荷所需要的能量。

但是，即使停止前控制中的FET2接通時(shí)間[4]和停止后控制中的FET2接通時(shí)間[8]比最佳值長，也可在以下情況下提高低負(fù)荷狀態(tài)中的切換電源電路100的電力效率。更具體而言，當(dāng)進(jìn)行向圖10B所示的間歇操作的遷移時(shí)，與繼續(xù)圖10A的連續(xù)操作時(shí)相比，可提高低負(fù)荷期間的電力效率。當(dāng)FET2接通時(shí)間([4]和[8])比最佳值短時(shí)，通過停止前控制和停止后控制提高電力效率的效果比FET2接通時(shí)間為最佳時(shí)間的情況下的效果小。但是，雖然效果減小，但可提高切換電源電路100的低負(fù)荷狀態(tài)中的電力效率。

因此，即使當(dāng)停止前控制和停止后控制中的FET2接通時(shí)間([4]和[8])比最佳時(shí)間長或短時(shí)，也可獲得提高切換電源電路100的低負(fù)荷狀態(tài)中的電力效率的效果。因此，本實(shí)施例的配置不將停止前控制和停止后控制中的FET2接通時(shí)間僅僅限于最佳接通時(shí)間。

[電源電壓Vout的控制方法]

將描述作為二次側(cè)的輸出電壓的電源電壓Vout的控制方法。在本實(shí)施例的切換電源電路100中，電源電壓Vout大致由下式(1)表達(dá)。

這里，TIME1是FET1接通時(shí)間，并且是圖9B中的時(shí)段[11]。TIME2是FET2接通時(shí)間，并且是圖9B中的時(shí)段[13]。Nr是變壓器T1的一次繞組P1的卷數(shù)Np1與二次繞組S1的卷數(shù)Ns1的比率(Np1/Ns1)。

根據(jù)式(1)，可以理解，電源電壓Vout由TIME1與TIME2的比率和輸入電壓Vin確定。因此，TIME1和TIME2中的一個(gè)或二者可改變以控制TIME1和TIME2的比率，以通過考慮輸入電壓Vin將電源電壓Vout控制在恒定電壓。

根據(jù)式(1)，還可理解，電源電壓Vout僅由TIME1和TIME2確定，與二次側(cè)的負(fù)荷無關(guān)。但是，當(dāng)負(fù)荷實(shí)際增加時(shí)，由二極管D11導(dǎo)致的電壓降增大，并且，電源電壓Vout降低。負(fù)荷的增加降低輸入電壓Vin的電壓并且增加由FET接通電阻導(dǎo)致的漏極與源極之間的電壓。施加于變壓器T1的激勵(lì)電感Ls的電壓在圖9B的時(shí)段[11]中降低，并且電源電壓Vout也降低。因此，盡管式(1)成立，但是電源電壓Vout實(shí)際上在一定程度上受二次側(cè)的負(fù)荷影響。作為結(jié)果，可從輸入電壓Vin和TIME1與TIME2的比率估計(jì)負(fù)荷狀態(tài)。即，控制單元101的FB端子電壓可被監(jiān)視以把握負(fù)荷狀態(tài)。

根據(jù)式(1)，可以理解，在保持TIME1與TIME2的比率的同時(shí)增加或減小切換頻率不改變電源電壓Vout。因此，可以選擇適宜使用的頻率以將電源電壓Vout控制在目標(biāo)電壓。但是，出于以下描述的原因，切換頻率還需要被控制以盡可能多地減少切換電源電路100中的電力消耗。

[激勵(lì)電感Ls與負(fù)荷之間的關(guān)系]

圖11A和圖11B示出當(dāng)TIME1與TIME2的比率恒定時(shí)在變壓器T1的激勵(lì)電感Ls中流動(dòng)的電流根據(jù)負(fù)荷改變。圖11A示出切換頻率為fa的情況，圖11B示出切換頻率為fb的情況。圖11B的切換頻率fb比圖11A的切換頻率fa小(fa>fb)。圖11A和圖11B示出在正常負(fù)荷期間、在低負(fù)荷期間以及在高負(fù)荷期間在激勵(lì)電感Ls中流動(dòng)的電流。在激勵(lì)電感Ls中流動(dòng)的電流的最大值是峰值電流Ip，并且，最小值是谷值電流Ib。

在圖9A和圖9B的時(shí)段[13]中存儲(chǔ)于激勵(lì)電感Ls中的能量被用于在時(shí)段[14]中將電壓共振電容器C1的電荷放電，并且，在這種情況下流動(dòng)的電流是谷值電流Ib。因此，谷值電流Ib具有將電壓共振電容器C1的電荷放電所需要的最小值。該值是負(fù)值，并且，將該值稱為Ibmin。如果谷值電流Ib超過最小需要值Ibmin，那么不能用零電壓切換FET1，并且，切換電源電路100中的電力消耗增加。

例如，在圖11A的切換頻率fa的情況下，在負(fù)荷為低負(fù)荷時(shí)，谷值電流Ib滿足Ib<Ibmin的關(guān)系，并且，F(xiàn)ET1可用零電壓執(zhí)行切換。但是，在圖11A中，當(dāng)負(fù)荷是正常負(fù)荷或者高負(fù)荷時(shí)，谷值電流Ib具有Ib>Ibmin的關(guān)系，并且，F(xiàn)ET1不能用零電壓執(zhí)行切換。在這種情況下，執(zhí)行控制以降低切換頻率，使得谷值電流Ib滿足Ib<Ibmin的關(guān)系。例如，如果切換頻率在正常負(fù)荷中從fa下降到fb，那么，如圖11B所示，谷值電流Ib滿足Ib<Ibmin的關(guān)系，并且，F(xiàn)ET1可用零電壓執(zhí)行切換。相反，如果切換頻率在負(fù)荷為低負(fù)荷時(shí)從fa下降到fb，那么，如圖11B所示，低負(fù)荷期間的谷值電流Ib下降為遠(yuǎn)低于Ibmin。如果谷值電流Ib下降為遠(yuǎn)低于Ibmin，那么存儲(chǔ)于激勵(lì)電感Ls中的能量不被傳送到二次側(cè)，并且，能量返回到平滑電容器C3。在這種情況下，切換電源電路100中的電力消耗也增加。

因此，為了提高切換電源電路100的電力的轉(zhuǎn)換效率，需要根據(jù)負(fù)荷波動(dòng)改變切換頻率，使得激勵(lì)電感Ls的谷值電流Ib變?yōu)檫m當(dāng)值。在相同的負(fù)荷下，目標(biāo)電壓越小，接通FET2的時(shí)間TIME2越長并且切換頻率越低?？傊苫诳刂茊卧?01的FB端子電壓將TIME1和TIME2控制在最佳值，以對(duì)寬范圍的負(fù)荷在減少電力消耗的同時(shí)將電源電壓Vout控制在恒定電壓。

[根據(jù)目標(biāo)電壓的TIME1和TIME2的控制方法]

將參照圖12描述作為本實(shí)施例的特征性配置的根據(jù)目標(biāo)電壓的TIME1和TIME2的控制方法。圖12對(duì)于目標(biāo)電壓為24V的情況下的各輸入電壓Vin示出與控制單元101的FB端子電壓對(duì)應(yīng)的TIME1、TIME2、以及TIME1與TIME2的比率(TIME1/TIME2)的表格的例子。圖13是與圖12類似的表格，并且，是目標(biāo)電壓為5V的情況下的表格。具體而言，對(duì)于各目標(biāo)電壓，示出作為相當(dāng)于225V的AC電源電壓的V1SN端子電壓的51dec的情況下的值和作為相當(dāng)于215V的AC電源電壓的V1SN端子電壓的48dec的情況下的值。以與AC電源電壓成反比的方式確定TIME1。更具體而言，對(duì)于較高的AC電源電壓，TIME1被設(shè)定為較短的時(shí)間。另一方面，將二次側(cè)的輸出電壓控制在恒定電壓，并且，TIME2是恒定的，不管AC電源電壓如何。

圖14A～14D示出圖12和圖13的示圖。圖14A的縱軸示出目標(biāo)電壓為24V的情況下的TIME1和TIME2的時(shí)間(μs)。圖14B的縱軸示出目標(biāo)電壓為24V的情況下的TIME1與TIME2的比率(TIME1/TIME2)，橫軸示出FB端子電壓[dec]。圖14C的縱軸示出目標(biāo)電壓為5V的情況下的TIME1和TIME2的時(shí)間(μs)，圖14D的縱軸示出目標(biāo)電壓為5V的情況下的TIME1與TIME2的比率(TIME1/TIME2)。

如上所述，F(xiàn)B端子電壓是用于間接地檢測電源電壓Vout并且把握二次側(cè)的負(fù)荷狀態(tài)的信息。控制單元101的V1SN端子和FB端子與未示出的內(nèi)部模擬和數(shù)字(以下，稱為“AD”)轉(zhuǎn)換器連接。AD轉(zhuǎn)換器執(zhí)行輸入到控制單元101的V1SN端子和FB端子的電壓的AD轉(zhuǎn)換。以具有6位數(shù)字值的十進(jìn)制數(shù)[dec]顯示圖12中的V1SN端子電壓和FB端子電壓。

當(dāng)目標(biāo)值為24V時(shí)，TIME1和TIME2被設(shè)定，使得負(fù)荷隨著FB端子電壓的增加而增加。具體而言，如圖14A所示，TIME1和TIME2被設(shè)定，使得TIME1和TIME2均隨著FB端子電壓的增加而增加。如圖14B所示，TIME1和TIME2被設(shè)定，使得TIME1與TIME2的比率(TIME1/TIME2)也隨著FB端子電壓的增加而增加。

另一方面，當(dāng)目標(biāo)值為5V時(shí)，TIME1和TIME2被設(shè)定，以執(zhí)行間歇地接通和關(guān)斷FET1和FET2的操作，即間歇操作，以減少切換電源電路100的電力損失?？赏ㄟ^設(shè)定TIME1和TIME2強(qiáng)制執(zhí)行間歇操作，使得TIME1與TIME2的比率(TIME1/TIME2)相對(duì)于目標(biāo)電壓足夠大。這意味著輸出電壓Vout(＝TIME1/TIME2×Vin/Nr)在連續(xù)操作中被設(shè)定為例如6V，并且，輸出電壓Vout在間歇操作中被調(diào)整為5V。在本實(shí)施例中，如圖14C所示，當(dāng)目標(biāo)電壓為5V時(shí)，TIME1和TIME2被設(shè)定，使得TIME1和TIME2均是恒定值，與FB端子電壓無關(guān)。因此，如圖14D所示，TIME1與TIME2的比率(TIME1/TIME2)也是恒定值，與FB端子電壓無關(guān)。當(dāng)目標(biāo)電壓為24V時(shí)，與目標(biāo)電壓為5V的情況相比，存在其中FET1接通時(shí)間較長、FET2接通時(shí)間較短且用于交替地接通和關(guān)斷FET1和FET2的時(shí)段較短的至少一個(gè)FB端子電壓。例如，在圖14A～14D的示圖中，在FB端子電壓為約40dec之后，TIME1和TIME2滿足這種關(guān)系。

在目標(biāo)電壓為24V和5V的情況下，為了考慮輸入電壓Vin的影響，使用的表格根據(jù)V1SN端子電壓改變。圖12和圖13描述V1SN端子電壓為51dec(相當(dāng)于作為AC電源10的電壓的225V)的情況和V1SN端子電壓為48dec(相當(dāng)于作為AC電源10的電壓的215V)的情況下的表格和示圖。在圖14A～14D中，實(shí)線示出V1SN端子電壓為48dec的情況，虛線示出V1SN端子電壓為51dec的情況。比較表格，TIME2不依賴于V1SN端子電壓(實(shí)線和虛線重疊)，僅TIME1依賴于V1SN端子電壓。從圖14A和圖14C可以理解，V1SN端子電壓越大，則TIME1越短。TIME1和V1SN端子電壓成反比。從圖14B和圖14D可以理解，V1SN端子電壓越大，則TIME1與TIME2的比率(TIME1/TIME2)越小。TIME1與TIME2的比率和V1SN端子電壓成反比。

在本實(shí)施例中，負(fù)荷波動(dòng)在目標(biāo)電壓為24V的情況下比在目標(biāo)電壓為5V的情況下大。因此，在目標(biāo)電壓為24V的情況下，與切換電源電路100中的電力損失的減少相比，更要求電源電壓Vout對(duì)負(fù)荷波動(dòng)的追隨性。因此，在本實(shí)施例中，在目標(biāo)電壓為24V的情況下，控制單元101如圖12那樣控制FET1接通時(shí)間TIME1和FET2接通時(shí)間TIME2，使得切換電源電路100執(zhí)行連續(xù)操作。另一方面，當(dāng)目標(biāo)電壓為5V時(shí)，由于切換電源電路100被長時(shí)間連續(xù)使用，因此強(qiáng)烈要求減少切換電源電路100中的電力損失。因此，在本實(shí)施例中，在目標(biāo)電壓為5V的情況下，控制單元101如圖13那樣控制FET1接通時(shí)間TIME1和FET2接通時(shí)間TIME2，使得切換電源電路100執(zhí)行間歇操作。雖然在本實(shí)施例中在目標(biāo)電壓為24V的情況下執(zhí)行連續(xù)操作，但是可在目標(biāo)電壓為24V的情況下執(zhí)行連續(xù)操作和間歇操作。在這種情況下，例如，控制單元101可在FB端子電壓比預(yù)定電平低時(shí)執(zhí)行間歇操作，而可在FB端子電壓等于或高于預(yù)定電平時(shí)執(zhí)行連續(xù)操作。

以這種方式，CPU被用作控制單元101以根據(jù)目標(biāo)電壓將FET1和FET2接通時(shí)間控制在適當(dāng)?shù)闹?。作為結(jié)果，即使當(dāng)提供多個(gè)目標(biāo)電壓時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)可靈活地應(yīng)對(duì)各目標(biāo)電壓所需要的規(guī)范的切換電源。用于輸出目標(biāo)電壓的FET1和FET2的切換操作的常規(guī)控制方法的例子包括在通過PWM控制保持恒定切換頻率的同時(shí)改變占空(on-duty)的方法?？刂品椒ǖ牧硪焕影ü潭P(guān)斷時(shí)間和FET2接通時(shí)間并且改變FET1接通時(shí)間以改變切換頻率的方法。在本實(shí)施例的FET1和FET2的控制中，與常規(guī)的控制相比，F(xiàn)ET1和FET2接通時(shí)間根據(jù)FB端子電壓被設(shè)定，并且，切換頻率也改變以輸出目標(biāo)電壓。

根據(jù)本實(shí)施例，可輸出多個(gè)電壓的電源裝置可靈活應(yīng)對(duì)各電壓所需要的規(guī)范。

[第五實(shí)施例]

[電源裝置]

將描述第五實(shí)施例。對(duì)于本實(shí)施例中的切換電源，對(duì)與在第四實(shí)施例中描述的部件相同的部件提供相同的附圖標(biāo)記，將不重復(fù)描述。圖15示出根據(jù)本實(shí)施例的作為電源裝置的電路的切換電源電路500。切換電源電路500具有四種狀態(tài)，即作為負(fù)荷正常的狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)、作為負(fù)荷低的狀態(tài)的待機(jī)狀態(tài)、負(fù)荷低且負(fù)荷波動(dòng)小的睡眠狀態(tài)、以及負(fù)荷進(jìn)一步降低的深睡狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)狀態(tài)和待機(jī)狀態(tài)中的目標(biāo)電壓為24V，睡眠狀態(tài)和深睡狀態(tài)中的目標(biāo)電壓為5V。當(dāng)FET1接通時(shí)間變得等于或小于預(yù)定時(shí)間時(shí)，控制單元101進(jìn)行從連續(xù)操作到間歇操作的遷移。在本實(shí)施例中，作為用作從連續(xù)操作遷移到間歇操作的閾值的FET1接通時(shí)間的預(yù)定時(shí)間是在目標(biāo)電壓為5V的情況與目標(biāo)電壓為24V的情況之間改變的時(shí)間。連續(xù)操作期間的FET1接通時(shí)間根據(jù)FB端子電壓改變。因此，在本實(shí)施例中，是否從連續(xù)操作向間歇操作遷移基于與預(yù)定時(shí)間相當(dāng)?shù)腇B端子電壓的值被確定。

當(dāng)作為控制單元的控制單元501的24SL端子處于高電平(目標(biāo)電壓為24V)時(shí)，控制單元501確定狀態(tài)是驅(qū)動(dòng)狀態(tài)和待機(jī)狀態(tài)中的一種并且將目標(biāo)電壓設(shè)定為24V。如果控制單元501的FB端子電壓等于或小于20dec，則控制單元501確定狀態(tài)為待機(jī)狀態(tài)，如果FB端子電壓等于或大于21dec，則控制單元501確定狀態(tài)為驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)24SL端子處于低電平(目標(biāo)電壓為5V)時(shí)，控制單元501確定狀態(tài)是睡眠狀態(tài)和深睡狀態(tài)中的一種并且將目標(biāo)電壓設(shè)定為5V。如果控制單元501的FB端子電壓等于或大于47dec，則控制單元501確定狀態(tài)為睡眠狀態(tài)，如果FB端子電壓等于或小于46dec，那么控制單元501確定狀態(tài)為深睡狀態(tài)。

與第四實(shí)施例的圖8相比，切換電源電路500的二次側(cè)整流電路119是包含同步整流控制單元111、FET12、二極管D12、線圈L11、電容器C11和電容器C12的平滑電路。它與第四實(shí)施例不同。本實(shí)施例中的二次側(cè)的配置可被應(yīng)用于第四實(shí)施例，或者第四實(shí)施例中的二次側(cè)的配置可被應(yīng)用于本實(shí)施例。同步整流控制單元111的端子S可確定二極管D12是導(dǎo)通還是不導(dǎo)通，并且，只有如果端子S確定二極管D12處于導(dǎo)通狀態(tài)，同步整流控制單元111才將端子D置于高電平狀態(tài)。以這種方式，用于同步整流的FET12接通，并且，變壓器T1的二次繞組S1的電壓被整流。同步整流控制單元111是作為離散電路或半導(dǎo)體集成電路一體化形成的控制單元。在同步整流控制單元111的端子VC與端子G之間供給電源電壓Vout。電容器C11和C12以及線圈L11使通過同步整流控制單元111整流的電壓平滑，并且，該電壓作為電源電壓Vout被輸出。

輸入電壓檢測單元516的配置也與第四實(shí)施例的輸入電壓檢測單元113不同。輸入電壓檢測單元516的分壓電阻R91和R92將存儲(chǔ)于平滑電容器C3中的輸入電壓Vin分壓，并且，輸入電壓檢測單元516將該電壓輸入到控制單元501的VinSN端子。以這種方式，控制單元501檢測輸入電壓Vin的電壓。

[根據(jù)目標(biāo)電壓的TIME1和TIME2的控制方法]

將參照圖16～18D描述本實(shí)施例中的根據(jù)目標(biāo)電壓的TIME1和TIME2的控制方法。圖16與圖12對(duì)應(yīng)，圖17與圖13對(duì)應(yīng)，18A～18D與圖14A～14D對(duì)應(yīng)。將不進(jìn)行重復(fù)的描述。在目標(biāo)電壓為24V的情況下，TIME1和TIME2被設(shè)定，使得當(dāng)切換電源電路500處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)中時(shí)，即當(dāng)FB端子電壓等于或大于作為第二電平的21dec時(shí)，負(fù)荷隨FB端子電壓的增加而增加。因此，當(dāng)目標(biāo)電壓為24V且FB端子電壓等于或大于21dec時(shí)，TIME1和TIME2被設(shè)定，使得TIME1和TIME2以及TIME1與TIME2的比率(TIME1/TIME2)隨FB端子電壓的增加而增加(圖18A和圖18B)。

另一方面，當(dāng)切換電源電路500處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，即當(dāng)FB端子電壓等于或小于20dec時(shí)，切換頻率高且可變得等于或大于預(yù)定頻率。具體而言，預(yù)定頻率是使得AC電源10上的輻射的噪聲的影響變大的150kHz的頻率，并且，該頻率在待機(jī)狀態(tài)中會(huì)超過150kHz。為了在本實(shí)施例中避免這種情況，在FB端子電壓等于或小于其中負(fù)荷小的20dec時(shí)，TIME1是恒定的，與FB端子電壓無關(guān)，并且，TIME2被設(shè)定為隨著FB端子電壓的增加而減小(圖18A)。在間歇操作期間，F(xiàn)B端子電壓越低，則TIME2的接通時(shí)間越長。以這種方式，控制單元101將間歇操作期間的FET2接通時(shí)間控制在等于或大于向間歇操作遷移時(shí)的FET2接通時(shí)間的長度中。作為結(jié)果，TIME1和TIME2的比率(TIME1/TIME2)隨FB端子電壓的增加而增加(圖18B)。因此，可從驅(qū)動(dòng)狀態(tài)保持其中負(fù)荷隨FB端子電壓的增加而增加的FB端子電壓與負(fù)荷之間的關(guān)系，并且，可以避免切換頻率超過使得AC電源10上的輻射的噪聲的影響大的150kHz的情況。

在目標(biāo)電壓為5V的情況下，當(dāng)切換電源電路500處于深睡狀態(tài)時(shí)即當(dāng)FB端子電壓等于或小于46dec時(shí)，TIME1和TIME2被設(shè)定如下。更具體而言，為了減少切換電源電路500中的電力損失，TIME1和TIME2被設(shè)定以執(zhí)行FET1和FET2被間歇地接通和關(guān)斷的間歇操作。可通過設(shè)定TIME1和TIME2強(qiáng)制執(zhí)行間歇操作，使得TIME1與TIME2的比率(TIME1/TIME2)相對(duì)于目標(biāo)電壓變得足夠大。在本實(shí)施例中，TIME1和TIME2均被設(shè)定為恒定值，與FB端子電壓無關(guān)(圖18C)。

另一方面，在切換電源電路500處于睡眠狀態(tài)中的情況下，即，在FB端子電壓等于或大于作為第一電平的47dec的情況下，如果如在深睡狀態(tài)中那樣執(zhí)行間歇操作，那么輸出電壓Vout的漣波(ripple)增加。為了在本實(shí)施例中避免這種情況，在睡眠狀態(tài)中，TIME1和TIME2均隨FB端子電壓的增加而增加，使得負(fù)荷隨FB端子電壓的增加而增加(圖18C)。在本實(shí)施例中，TIME1與TIME2的比率(TIME1/TIME2)也被設(shè)定為增大(圖18D)。與第四實(shí)施例同樣，使用的表格可根據(jù)與AC電源電壓相當(dāng)?shù)腣inSN端子電壓改變，以通過考慮輸入電壓Vin的影響執(zhí)行控制。在圖18A～18D的示圖中，實(shí)線示出VinSN端子電壓為48dec的情況，并且，虛線示出VinSN端子電壓為51dec的情況。比較表格，TIME2不依賴于VinSN端子電壓，僅TIME1依賴于VinSN端子電壓。從圖18A和圖18C可以理解，VinSN端子電壓越大則TIME1越短。TIME1和VinSN端子電壓成反比。從圖18B和圖18D可以理解，VinSN端子電壓越大則TIME1與TIME2的比率(TIME1/TIME2)越小。TIME1與TIME2的比率和VinSN端子電壓成反比。

[根據(jù)目標(biāo)電壓的控制的切換控制]

將參照圖19的流程圖描述上述的控制單元501的根據(jù)目標(biāo)電壓的控制的切換的流程。在步驟(以下，稱為“S”)701中，控制單元501確定輸入到控制單元501的24SL端子的電壓是否處于高電平。如果控制單元501在S701中確定高電平的信號(hào)被輸入到24SL端子，那么控制單元501在S702中將目標(biāo)電壓設(shè)定為24V。在S703中，控制單元501確定FB端子電壓是否等于或大于21dec。

如果控制單元501在S703中確定FB端子電壓等于或大于21dec，那么控制單元501在S704中確定切換電源電路500處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)并且在S705中控制切換電源電路500以執(zhí)行連續(xù)操作。更具體而言，控制單元501根據(jù)VinSN端子電壓用圖16的目標(biāo)電壓24V中的等于或大于21的FB端子電壓設(shè)定TIME1和TIME2。

另一方面，如果控制單元501在S703中確定FB端子電壓小于21dec(等于或小于20dec)，那么控制單元501在S706中確定切換電源電路500處于待機(jī)狀態(tài)并且在S707中控制切換電源電路500以執(zhí)行間歇操作。更具體而言，控制單元501根據(jù)VinSN端子電壓用圖16的目標(biāo)電壓24V中的等于或小于20的FB端子電壓設(shè)定TIME1和TIME2，并且執(zhí)行間歇操作。

如果控制單元501在S701中確定輸入到控制單元501的24SL端子的電壓處于低電平，那么控制單元501在S708中將目標(biāo)電壓設(shè)定為5V。在S709中，控制單元501確定FB端子電壓是否等于或大于47dec。如果控制單元501在S709中確定FB端子電壓等于或大于47dec，那么控制單元501在S710中確定切換電源電路500處于睡眠狀態(tài)并且在S711中控制切換電源電路500以執(zhí)行連續(xù)操作。更具體而言，控制單元101根據(jù)VinSN端子電壓用圖17的目標(biāo)電壓5V中的等于或大于47的FB端子電壓設(shè)定TIME1和TIME2。

另一方面，如果控制單元501在S709中確定FB端子電壓小于47dec(等于或小于46dec)，那么控制單元501在S712中確定切換電源電路500處于深睡狀態(tài)并且在S713中控制切換電源電路500以執(zhí)行間歇操作。更具體而言，控制單元101根據(jù)VinSN端子電壓用圖17的目標(biāo)電壓5V中的等于或小于46的FB端子電壓設(shè)定TIME1和TIME2。

如上所述，即使當(dāng)本實(shí)施例中的切換電源電路500包含諸如驅(qū)動(dòng)狀態(tài)和待機(jī)狀態(tài)的多個(gè)狀態(tài)時(shí)，也可根據(jù)各狀態(tài)將FET1和FET2接通時(shí)間控制為適當(dāng)?shù)闹?。作為結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)能夠靈活地應(yīng)對(duì)需要的規(guī)范的切換電源。

根據(jù)本實(shí)施例，可輸出多個(gè)電壓的電源裝置可靈活地應(yīng)對(duì)各電壓所需要的規(guī)范。

[第六實(shí)施例]

在第四和第五實(shí)施例中描述的電源裝置可被應(yīng)用于例如圖像形成裝置的低電壓電源，即，向控制器(控制單元)和諸如電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元供給電力的電源。以下將描述具有第四和第五實(shí)施例的電源裝置的圖像形成裝置的配置。

[圖像形成裝置的配置]

作為圖像形成裝置的例子，將描述激光束打印機(jī)。圖20示出作為電子照相打印機(jī)的例子的激光束打印機(jī)的示意性配置。激光束打印機(jī)300包括：作為用于形成靜電潛像的圖像承載部件的感光鼓311；使感光鼓311均勻帶電的帶電單元317(帶電器件)；以及使用調(diào)色劑以將在感光鼓311上形成的靜電潛像顯影的顯影單元312(顯影器件)。轉(zhuǎn)印單元318(轉(zhuǎn)印器件)將在感光鼓311上顯影的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到作為記錄材料從盒子316供給的片材(未示出)上。定影器件314定影轉(zhuǎn)印到片材的調(diào)色劑圖像，并且，片材被排出到托盤315。感光鼓311、帶電單元317、顯影單元312和轉(zhuǎn)印單元318形成圖像形成單元。激光束打印機(jī)300還包含在第四和第五實(shí)施例中描述的切換電源電路100和切換電源電路500中的一個(gè)作為電源裝置?？删哂械谒暮偷谖鍖?shí)施例的切換電源電路400的圖像形成裝置不限于圖20所示的那樣，并且，例如，該裝置可以是包含多個(gè)圖像形成單元的圖像形成裝置。該裝置還可以是包括以下部件的圖像形成裝置：將感光鼓311上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶上的一次轉(zhuǎn)印單元；以及將中間轉(zhuǎn)印帶上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到片材的二次轉(zhuǎn)印單元。

激光束打印機(jī)300包括控制圖像形成單元的圖像形成操作和片材的傳輸操作的控制器320，并且，例如，根據(jù)第四和第五實(shí)施例的切換電源電路400向控制器320供給電力。根據(jù)第四和第五實(shí)施例的切換電源電路400還向用于旋轉(zhuǎn)感光鼓311或者用于驅(qū)動(dòng)用于傳輸片材的各種輥的諸如電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元供給電力?？刂破?10根據(jù)激光束打印機(jī)300的操作狀態(tài)向切換電源電路400輸出用于確定是將切換電源電路400的目標(biāo)電壓設(shè)定為4V還是將其設(shè)定為5V的24VSL信號(hào)。與圖12同樣，控制單元101基于FB端子電壓檢測切換電源電路400的操作狀態(tài)，并且設(shè)定FET1接通時(shí)間TIME1和FET2接通時(shí)間TIME2。作為結(jié)果，可根據(jù)目標(biāo)電壓適當(dāng)?shù)卦O(shè)定FET1和FET2的連續(xù)操作和間歇操作，并且，可以提高低負(fù)荷期間的電力效率。

相對(duì)于用于執(zhí)行圖像形成操作的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，本實(shí)施例的圖像形成裝置具有用于實(shí)現(xiàn)電力節(jié)省的電力節(jié)省狀態(tài)。用于實(shí)現(xiàn)電力節(jié)省的狀態(tài)的例子包括在第五實(shí)施例中描述的待機(jī)狀態(tài)、睡眠狀態(tài)和深睡狀態(tài)。在本實(shí)施例的圖像形成裝置中，切換電源電路400也根據(jù)各狀態(tài)操作。與圖14A～14D同樣，控制單元101基于FB端子電壓檢測切換電源電路400的操作狀態(tài)，并且，設(shè)定FET1接通時(shí)間TIME1和FET2接通時(shí)間TIME2。作為結(jié)果，可根據(jù)目標(biāo)電壓適當(dāng)?shù)卦O(shè)定FET1和FET2的連續(xù)操作和間歇操作，并且，可以提高低負(fù)荷期間的電力效率。當(dāng)包含第五實(shí)施例的切換電源電路400時(shí)，可在激光束打印機(jī)300的待機(jī)狀態(tài)中減少輻射的噪聲的影響，并且，可在睡眠狀態(tài)中減少輸出電壓Vout的漣波。

根據(jù)本實(shí)施例，可輸出多個(gè)電壓的電源裝置可靈活地應(yīng)對(duì)各電壓所需要的規(guī)范。

雖然已參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有這樣的變更方式以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。