[發明專利]開關模式電源裝置及其驅動方法

有效

• 申請號: 201210277235.6
• 申請日: 2007-05-25
• 公開（公告）號: CN102801332A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 羅泰權;文斗孝
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H02M3/338
• 分類號: H02M3/338
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 錢大勇

本案是申請日為2007年5月25日、申請號為200710104291.9、發明名稱為“開關模式電源裝置及其圖像形成設備和驅動方法”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明的方面涉及開關模式電源（SMPS）裝置、包括該SMPS裝置的圖像形成設備、和驅動該SMPS裝置的方法。更具體地說，本發明的方面涉及能夠防止由于阻抗變化導致的電磁干擾發生并減少功耗的開關模式電源裝置、包括該SMPS裝置的圖像形成設備、和驅動該SMPS裝置的方法。

背景技術

諸如打印機、影印機（photocopier）、傳真機、以及能夠將幾種不同的辦公設備的功能組合到單個機器中的多功能裝置的圖像形成設備是通過執行與輸入數據對應的打印操作而在打印介質上打印圖像的裝置。

圖像形成設備需要電源裝置來將AC輸入電壓轉換為DC輸出電壓并將DC輸出電壓供應到諸如打印控制部分或打印引擎部分的各部分，在打印介質上打印圖像，并排出在其上形成圖像的打印介質，其中打印控制部分具有用以控制打印操作的微控制器，打印引擎部分收納一堆諸如打印紙的打印介質。

開關模式電源（SMPS）裝置對商用AC整流并將其平滑為DC，然后將該DC轉換為諸如100kHz的高頻，從而可利用變壓器獲得合適的電壓。

控制SMPS裝置的輸出電壓的方法通常包括：根據輸出電壓變化控制開關脈沖的占空比的脈寬調制（PWM）方法、控制開關脈沖的頻率的方法、和控制開關脈沖的相位的方法。

最近，圖像形成設備的功能已經多樣化和復雜化，并且非常需要減少其電功耗。因此，已經嘗試了各種方法來減少SMPS裝置的電功耗。

作為一種減少電功耗的方式，已經將準諧振控制施加到SMPS裝置上。

下面將簡要描述準諧振控制方法。

圖6是圖示了根據相關技術的執行準諧振控制的SMPS裝置的一部分的電路圖。圖7是圖示了圖6的SMPS裝置中的波形的圖，以及圖8是說明SMPS裝置響應于圖7中圖示的波形而進行的操作的圖。

在準諧振控制中，MOS晶體管（M_TR）通過在跨越M_TR的電壓差達到從導通狀態切換到截止狀態期間的最小電壓時開始導通狀態，而觸發一新循環。因此，當M_TR中的電功耗減少時，SMPS裝置的電功耗也減少。

參考圖6至8，控制器（IC）響應于電源電壓VCC而輸出預定頻率的開關信號來控制M_TR的開關。因此，從外部電源獲得的DC輸入電壓DC_IN被整流和平滑化，并且其根據在圖7的上半部分所示的（在圖6的點P3檢測到的）開關信號而以預定的脈沖波形被供應到變壓器的初級繞組L11。

因此，在變壓器的次級繞組L12處生成與開關信號基本上具有相同頻率的原始（primitive）開關信號，其在由次級繞組L12的電感和電容器C11的電容形成的諧振頻率上諧振，并按照在圖6的點P4處檢測的、圖7的下半部分所示的脈沖波形被輸入到控制器IC。生成該原始開關信號，并且該原始開關信號根據用于控制M_TR的開關的預定頻率的開關信號來接收反饋。術語“原始開關信號”在這里指的是為了輸出開關信號而利用準諧振控制方法先前生成的信號。

圖6中的電路還包括如圖6所示連接的電阻器R11、R12、R13、R14、和R15。

控制器IC例如通過檢測具有諸如0電壓的參考電壓的開關信號的電壓、并例如在供應低于0電壓的開關信號的時間段超過諸如8μs的參考時間時輸出開關信號到M_TR，來使用準諧振控制驅動SMPS裝置。

然而，具有上述配置的SMPS裝置的問題在于，諧振根據電感和電容繼續，直到重置了磁心（core）為止。此外，因為只要控制器IC檢測到0電壓并且電壓處于0之下多于參考時間，都輸出開關信號，所以當利用SMPS裝置的輸出驅動輕負載時，感應電流低并且開關頻率增加。

從低頻信號中的諧波檢測到電磁干擾（EMI）。然而，該EMI是從高頻信號中的初始頻率分量中檢測到的，這導致開關頻率的增加和EMI特性的惡化。

因此，當以較短間隔輸出開關信號時，與提供重負載時相比，M_TR的導通和截止操作隨著輕負載的提供而增加，這接著增加了M_TR和SMPS裝置的功耗。

發明內容

根據本發明的各方面，提供了能夠防止由于負載的阻抗變化導致的EMI惡化并減少SMPS裝置中的電功耗的開關模式電源（SMPS）裝置；包括該SMPS裝置的圖像形成設備；和驅動該SMPS裝置的方法。