[發明專利]開關電源裝置和包含開關電源裝置的圖像形成裝置

有效

• 申請號: 201110390542.0
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102487249A
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發明（設計）人: 森厚伸
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02M3/335;H02M1/36;B41J2/435
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 卜榮麗

技術領域

本發明涉及從商用AC電源輸入交流(AC)電壓并產生直流(DC)電壓的開關電源裝置。?

背景技術

常規上，在各種類型的電子裝置中，向諸如中央處理單元(CPU)的控制單元和諸如電動機的驅動單元供給電壓的開關電源裝置是已知的。圖7示出常規的開關電源裝置的電路配置。開關電源裝置包含變壓器9和初級側整流電路。變壓器9包含初級繞組9a、次級繞組9b和輔助繞組9c。初級側整流電路包含將來自商用AC電源1的AC電壓整流并將得到的DC電壓供給到變壓器9的初級繞組9a的橋整流電路2和平滑電容器3。開關電源裝置還包含開關元件5(在圖7中，作為例子，使用金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET))和振蕩控制電路6。開關元件5與變壓器9的初級繞組9a串聯連接。振蕩控制電路6控制開關元件5的開關。開關電源裝置還包含輔助側整流電路和起動電阻器4。輔助側整流電路包含將變壓器9的輔助繞組9c的輸出整流并且將所得結果供給到振蕩控制電路6的電源端子36的整流器二極管7和電容器8。起動電阻器4被連接在初級側整流電路的正電壓輸出側和振蕩控制電路6的電源端子36之間。?

整流器二極管10和電容器11與變壓器9的次級繞組9b連接。整流器二極管10和電容器11將來自變壓器9的次級側的輸出整流，以產生DC電壓。電阻器14和15、分路調節器12和光電耦合器13與變壓器9的次級側連接。電阻器14和15將輸出電壓分壓。分路調節器12比較通過電阻器14和15分壓的電壓與內部基準電壓，并且放大誤差以進行檢測。?

分路調節器12的輸出與光電耦合器13連接，并且被傳送到振蕩控制電路6的反饋端子33。振蕩控制電路6根據流過光電耦合器13的光電晶體管的電流對于開關元件5執行脈沖寬度調制(PWM)控制。構成反饋控制回路的這種電路可將次級側的輸出電壓控制到目標電壓。?

下面，將參照圖8描述圖7所示的開關電源裝置的激活操作。從商用AC電源1供給AC電壓。來自變壓器9的初級側的整流電路的輸出最初通過起動電阻器4使電容器8充電。對于電容器8的充電增大被供給到振蕩控制電路6的電源端子36的電壓V1。當電壓V1達到振蕩控制電路6的激活開始電壓(這里，被設為20V)時，振蕩控制電路6操作以開始開關元件5的開關操作(圖8中的時間段1)。?

在開關操作期間，振蕩控制電路6消耗比從起動電阻器4供給的電流多的電流。這降低電源端子36上的電壓V1(圖8中的時間段2)。伴隨開關的開始，在變壓器9的輔助繞組9c中出現電壓。通過輔助側整流電路向振蕩控制電路6的電源端子36供給電壓，使得電壓V1的值重新上升(圖8中的時間段3)。在通過起動電阻器4對振蕩控制電路6供電以激活之后，振蕩控制電路6被供給來自輔助側整流電路的電壓。應當注意，起動電阻器4的電阻和電容器8的電容被設定，使得V1的電壓值在圖8的時間段2中保持在振蕩控制電路6的操作停止電壓(這里，被設為10V)處或之上。日本專利申請公開No.2003-333841討論了通過使用這種起動電阻器4來激活電源裝置的方法。?

以上的電源裝置使用起動電阻器4以激活振蕩控制電路6。如果振蕩控制電路6在激活開始電壓和操作停止電壓之間具有小的滯后寬度，那么這種電源裝置有時會無法適當地激活振蕩控制電路6。更具體而言，如9所示，假定激活開始電壓和操作停止電壓之間的滯后寬度是小的。在這種情況下，即使振蕩控制電路6的電源端子36上的電壓V1超過激活開始電壓以啟動開關操作，激活之后的電壓降也使電壓V1下降而低于操作停止電壓以停止開關操作。電源裝置隨后重復?激活和停止的循環，從而導致不能激活。?

為了解決由于這種小的滯后寬度導致的激活失敗的問題，迄今為止采取了諸如增加輔助側的平滑電容器8的電容以及減小起動電阻器4的電阻的措施。但是，在這些措施中出現以下描述的問題。?

(1)增加平滑電容器8的電容會增加用于使振蕩控制電路6的電源端子36上的電壓V1達到激活開始電壓的時間，使得用于電源裝置的激活的時間增加。換句話說，激活電源裝置需要花費更長的時間。這種電源裝置，如果被應用于裝置，會增加啟動等待時間。(2)減小起動電阻器4的電阻會增加起動電阻器4中的功率損耗，使得電源裝置的功率轉換效率降低。?

發明內容

本發明旨在，即使開關電源裝置的用于控制開關操作的控制電路在激活開始電壓和操作停止電壓之間具有小的滯后寬度，也穩定地在短時間內激活開關電源裝置。?