电源掉电检测电路及图像形成装置的制作方法

电源掉电检测电路及图像形成装置
【技术领域】
1.本技术涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种电源掉电检测电路及图像形成装置。


背景技术：

2.用户在使用图像形成装置过程中，如果因误操作或者供电异常而突然断电，则会使得用户图像形成装置通信数据丢失，可能会引发一些通信故障风险，从而导致即使该图像形成装置重新上电也不能被正常使用。因此，如果图像形成装置中主控芯片可以提前检测到断电信号，那么便可以在完全掉电前提前做一些数据处理，从而预防数据丢失引发故障的发生。
3.【申请内容】
4.有鉴于此，本技术实施例提供了一种电源掉电检测电路及图像形成装置，用以解决现有技术中图像形成装置使用过程中突然断电会导致通信数据丢失，可能引发一些通信故障，导致即使重新上电也不能正常使用的技术问题。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种电源掉电检测电路，包括电源电路模块、主控板模块和掉电检测模块，所述掉电检测模块的输入端连接所述电源电路模块，所述掉电检测模块的输出端连接所述主控板模块，所述掉电检测模块的输入端感应从所述电源电路模块接收的输入电压，所述掉电检测模块的输出端向所述主控板模块输出掉电状态检测信号；
6.其中，所述掉电检测模块的输入端感应从所述电源电路模块接收的输入电压包括：掉电检测模块对所述电源电路模块中的次级线圈的电压进行检测；
7.所述掉电检测模块与所述主控板模块独立分离，所述主控板模块通过所述掉电检测模块检测所述掉电状态检测信号，确定所述电源电路模块的掉电状态；在主控板模块根据所述掉电状态检测信号确定所述电源电路模块掉电时，所述主控板模块对数据进行保存。
8.在一种优选的实施方案中，所述掉电检测模块包括电阻r1、r2和r3，二极管d1，三极管q1和高电平源；
9.所述电阻r1的一端连接所述掉电检测模块的输入端，所述电阻r1的另一端与所述二极管d1的阳极以及所述电阻r2的一端连接在一起，所述电阻r2的另一端连接所述三极管q1的发射极，所述三极管q1的发射极接地，所述二极管d1的阴极连接所述三极管q1的基极，所述电阻r3连接在所述三极管q1的集电极与所述高电平源之间，所述三极管q1的集电极连接在所述掉电检测模块的输出端。
10.在一种优选的实施方案中，所述掉电状态检测信号为所述掉电检测模块输出的感应电压的电平信号；
11.所述主控板模块连续多个周期检测所述电平信号的下降沿，在所述主控板模块连续多个周期没有检测到所述电平信号的下降沿时，则确定所述电源电路模块掉电。
12.在一种优选的实施方案中，所述主控板模块连续多个周期检测所述电平信号下降沿具体为所述主控板模块检测所述电平信号的时序图，通过检测所述电平信号的时序图检测所述下降沿确定所述电平信号的周期；
13.当所述输入电压为正电压v1时，所述二极管d1的阳极电压为正电压v3，所述三极管q1导通，所述电平信号为低电平；
14.当所述输入电压为负电压v2时，所述二极管d1的阳极电压为负电压v4，所述三极管q1截止，所述电平信号为高电平；
15.当所述电平信号从高电平转变为低电平时，所述时序图中产生所述下降沿。
16.在一种优选的实施方案中，所述掉电状态检测信号为所述掉电检测模块输出的感应电压的频率信号；
17.所述主控板模块连续多个周期检测所述频率信号，在所述主控板模块连续多个周期检测到所述频率信号低于预设频率范围时，则确定所述电源电路模块掉电。
18.在一种优选的实施方案中，所述主控板模块连续多个周期检测所述频率信号具体为所述主控板模块检测所述电平信号的时序图，通过检测所述电平信号的时序图检测上升沿或下降沿确定所述电平信号的周期，根据所述电平信号的周期确定所述频率信号。
19.在一种优选的实施方案中，所述电源电路模块包括emc电路模块、开关电源电路模块、变压器和整流滤波电路模块；
20.所述emc电路模块的输入端连接电源插座，所述emc电路模块的输出端连接所述开关电源电路模块，所述开关电源电路模块与所述变压器连接，控制所述变压器的初级线圈上的电流交替变化，在所述变压器的次级线圈上产生输入电压，所述变压器的次级线圈连接所述整流滤波电路模块的输入端，所述整流滤波电路模块的输出端连接所述主控板模块，所述掉电检测模块的输入端连接在所述变压器的次级线圈上，并根据接收到的所述输入电压产生感应电压。
21.在一种优选的实施方案中，所述整流滤波电路模块包括滤波电容ec1，磁珠b1、b2以及二极管d2；
22.所述二极管d2的阳极连接所述变压器的次级线圈的一输出端，所述二极管d2的阴极分别与所述磁珠b1的一端以及所述滤波电容ec1的正极连接，所述磁珠b1的另一端与所述主控板模块的一输入端连接，所述滤波电容ec1的负极分别连接所述变压器的次级线圈的另一输出端以及所述磁珠b2的一端并接保护地，所述磁珠b2的另一端连接至所述主控板模块的另一输入端并接地。
23.在一种优选的实施方案中，所述主控板模块具有掉电判断单元，连接于所述掉电检测模块的输出端，用于接收所述掉电状态检测信号，从而判断所述电源电路模块是否掉电，在确定所述电源电路模块掉电时对数据进行保存。
24.第二方面，本技术实施例提供了一种图像形成装置，包括本体，所述本体中具有如第一方面所述的电源掉电检测电路。
25.与现有技术相比，本技术方案至少具有如下有益效果：
26.本技术实施例所公开的电源掉电检测电路及图像形成装置，通过使用电源掉电检测电路的主控板模块提前检测掉电信号，在掉电前及时对数据进行保存，可以防止因突然掉电导致数据丢失，从而引发故障风险；且该掉电检测电路结构简单，使用电子元件数量
少，成本低。
【附图说明】
27.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
28.图1是本技术实施例1所提供的电源掉电检测电路的电路图；
29.图2是本技术实施例1所提供的电源掉电检测电路中掉电状态检测信号的时序图。
30.附图说明：
31.1-电源电路模块；11-emc电路模块；12-开关电源电路模块；13-变压器；13.1-初级线圈；13.2-次级线圈；14-整流滤波电路模块；2-主控板模块；21-掉电判断单元；3-掉电检测模块；4-电源插座。
【具体实施方式】
32.为了更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
33.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
34.在本技术以下实施例中，图像形成装置用于执行图像形成作业，诸如生成、打印、接收和发送图像数据，并且图像形成装置的示例包括：喷墨打印机、激光打印机、led(light emitting diode，发光二极管)打印机、复印机、传真机、扫描仪或者多功能一体机以及在单个设备中执行以上功能的多功能外围设备(mfp，multi-functional peripheral)。图像形成装置包括图像形成控制单元和图像形成单元，其中，图像形成控制单元用于对图像形成装置整体进行控制，图像形成单元用于基于图像数据，在图像形成控制单元的控制下在输送来的纸张上形成图像。
35.实施例1
36.本技术实施例1公开了一种电源掉电检测电路，能够解决当直接从电源输入端检测电源时存在的强弱电的转换问题，也就是说在需要将强电(市电)通过电压转换器之类的器件(这类器件一般来说价格相对昂贵)来转换为适合电源板工作的弱电时会导致硬件成本增加。故为了节省检测成本，本实施例1的电源掉电检测电路通过检测电路中次级线圈的电压变化来判断电源是否掉电。
37.如图1所示，本实施例1的电源掉电检测电路包括电源电路模块、主控板模块和掉电检测模块。掉电检测模块的输入端连接电源电路模块，掉电检测模块的输出端连接主控板模块，掉电检测模块的输入端感应从电源电路模块接收的输入电压，掉电检测模块的输出端向主控板模块输出掉电状态检测信号。其中，掉电检测模块的输入端感应从电源电路模块接收的输入电压包括：掉电检测模块对电源电路模块中的次级线圈的电压进行检测；掉电检测模块与主控板模块独立分离，主控板模块通过掉电检测模块检测掉电状态检测信号，确定电源电路模块的掉电状态；在主控板模块根据掉电状态检测信号确定电源电路模
块掉电时，主控板模块对数据进行保存。
38.具体来说，电源电路模块包括emc电路模块、开关电源电路模块、变压器和整流滤波电路模块；emc电路模块的输入端连接电源插座，该电源插座可以是ac电源插座，emc电路模块的输出端连接开关电源电路模块，开关电源电路模块与变压器连接，控制变压器的初级线圈上的电流交替变化，在变压器的次级线圈上产生输入电压，变压器的次级线圈连接整流滤波电路模块的输入端，整流滤波电路模块的输出端连接主控板模块，用于消除高频噪声和尖峰干扰，提供稳定的输入电源，掉电检测模块的输入端连接在变压器的次级线圈上，并根据接收到的输入电压产生感应电压。
39.其中，整流滤波电路模块包括滤波电容ec1，磁珠b1、b2以及二极管d2；二极管d2的阳极连接变压器的次级线圈的一输出端，二极管d2的阴极分别与磁珠b1的一端以及滤波电容ec1的正极连接，磁珠b1的另一端与主控板模块的一输入端连接，滤波电容ec1的负极分别连接变压器的次级线圈的另一输出端以及磁珠b2的一端并接保护地gnd，磁珠b2的另一端连接至主控板模块的另一输入端并接地。该整流滤波电路模块用于将电源电路模块中变压器的次级线圈输出的交流信号除杂传输给主控板模块。其中，滤波电容ec1为贴片电容，用于中高频滤波。磁珠b1、b2可以隔开电源电路模块与主控板模块两边的地，因为电源电路模块为低频信号，而主控板模块为高频信号。磁珠b1、b2采用片式磁珠，扮演高频电阻的角色(衰减器)，允许直流信号通过而滤除交流信号，用于抑制信号线的高频噪声。
40.主控板模块具有掉电判断单元，该掉电判断单元是主控板模块中的soc(system on a chip，片上系统)，连接于掉电检测模块的输出端，用于接收掉电状态检测信号，从而判断电源电路模块是否掉电，在确定电源电路模块掉电时对数据进行保存。
41.掉电检测模块具有电阻r1、r2和r3，二极管d1，三极管q1和高电平源。该掉电检测模块的输入端与变压器的次级线圈的一输出端连接，掉电检测模块的输出端与主控板模块的掉电判断单元相连，用于检测电源电路模块的变压器的次级线圈产生的感应电压，并将该电压信号输出给主控板模块掉电判断单元。电阻r1的一端连接掉电检测模块的输入端，电阻r1的另一端与二极管d1的阳极以及电阻r2的一端连接在一起，电阻r2的另一端连接三极管q1的发射极，三极管q1的发射极接地，二极管d1的阴极连接三极管q1的基极，电阻r3连接在三极管q1的集电极与高电平源之间，三极管q1的集电极连接在掉电检测模块的输出端，掉电检测模块的输出端(state_out)位于三极管q1的集电极与电阻r3中间连接的任意位置，用于输出掉电状态检测信号至主控板模块的掉电判断单元。主控板模块通过掉电检测模块检测掉电状态检测信号，在确定电源电路模块掉电时，主控板模块对数据进行保存。通过使用掉电检测模块来检测从变压器的次级线圈接收的输入电压，并将该检测到的输入电压转换成感应电压的掉电状态检测信号反馈给主控板模块的掉电判断单元，通过掉电判断单元根据该电压信号判断电源是否掉电，即掉电判断单元连续多个周期检测到经由掉电检测模块转换从次级线圈接收的输入电压产生的感应电压的掉电状态检测信号的时序的下降沿，如果连续多个周期内没有检测到下降沿，则判定电源掉电，并在判断确定电源掉电时，及时进行相关数据处理，比如将当前数据保存到flash闪存中。需要说明的是，即使电源掉电，主控板的掉电判断单元的电源也不会立即掉电，因为从电源掉电到主控板的掉电判断单元的电源掉电中间会有5ms以上的时间间隔，这段时间间隔足以保证在掉电判断单元判断确定电源掉电后及时进行数据处理，比如将数据保存到flash中存储操作的完成。
42.参见图1，当电源电路模块接通电源后，该电源电路模块内的开关电源电路模块驱动变压器的初级线圈从而在次级线圈处产生线圈电压va，该次级线圈产生的线圈电压va大小有正有负，正电压大小为v1，负电压大小为v2。当a点的线圈电压va为正电压v1时，二极管d1导通，b点电压vb由a点和地通过电阻r1、r2分压而得为正电压，大小为v3。而当在a点的电压va为负电压v2时，二极管d3截止，b点电压vb经分压后为负电压v4。当b点电压vb为正电压v3时，三极管q1饱和导通，掉电检测模块的输出端输出的掉电状态检测信号被下拉输出低电平。当b点电压vb为负电压v4时，三极管q1截止，掉电检测模块的输出端输出的掉电状态检测信号被上拉输出高电平。
43.如果发生电源掉电的情况，由于开关电源电路模块无法驱动变压器的初级线圈使次级线圈产生线圈电压，因此会使a点电压va大小接近为0，由此b点电压vb大小也为0，三极管q1截止，掉电检测信号被高电平源+3.3v上拉输出高电平，直到高电平源+3.3v开始掉电。主控板模块检测多个周期(比如三个周期)，如果检测到的掉电状态检测信号一直维持在高电平，则判断设备已进入掉电状态，从而保存此时的作业，例如图像形成装置掉电，则需要保存此时的打印作业，以避免打印数据丢失。
44.主控板模块的掉电判断单元检测掉电状态检测信号有两种方式，分别为通过检测掉电检测模块输出的感应电压的电平和频率来判断电源电路模块是否掉电。
45.方式一，掉电状态检测信号为掉电检测模块输出的感应电压的电平信号；主控板模块连续多个周期检测电平信号的下降沿，在主控板模块连续多个周期没有检测到电平信号的下降沿时，则确定电源电路模块掉电。
46.主控板模块连续多个周期检测电平信号下降沿具体为主控板模块检测电平信号的时序图，通过检测电平信号的时序图检测下降沿确定电平信号的周期；当输入电压为正电压v1时，二极管d1的阳极电压为正电压v3，三极管q1导通，电平信号为低电平；当输入电压为负电压v2时，二极管d1的阳极电压为负电压v4，三极管q1截止，电平信号为高电平；当电平信号从高电平转变为低电平时，时序图中产生下降沿。
47.具体来说，如图2所示的是主控板模块的掉电判断单元所检测到的掉电检测时序图。
48.1)在t0时间，接通电源将设备(例如图像形成装置)上电开机，由于次级线圈的线圈电压变化，a点电压va下降到v2，b点电压vb下降到v4，三极管q1截止，掉电状态检测信号被上拉输出为高电平。
49.2)在t1时间，由于线圈电压变化，a点电压va上升到v1，b点电压vb上升到v3，三极管q1导通，掉电状态检测信号的电压逐步从高电平下降为低电平，主控板模块检测其下降沿。
50.3)在t2～t3时间，由于线圈电压变化，掉电状态检测信号的电压上升输出高电平。
51.4)在t4～t5时间，电源掉电，主控板模块连续多个周期(该周期数可以预先设定，比如三个周期)未能检测到掉电状态检测信号的下降沿。在高电平源+3.3v开始掉电前进行数据处理，预防故障。
52.5)如果电源掉电，则掉电状态检测信号的输出会一直保持高电平。反之，如果电源正常，则掉电状态检测信号输出周期性方波。
53.6)而后，主控板模块重复多个周期检测(比如三次)，判断掉电状态检测信号的输出是否一致：
54.①
如果主控板模块连续多个周期检测到掉电状态检测信号的下降沿，则判定电源正常；
55.②
如果主控板模块连续多个周期(比如三次)未能检测到掉电状态检测信号的下降沿，则判定电源掉电；
56.③
如果主控板模块未能连续检测到掉电状态检测信号的下降沿，则重复检测步骤一次，再次判断。
57.方式二，掉电状态检测信号为掉电检测模块输出的感应电压的频率信号；主控板模块连续多个周期检测频率信号，在主控板模块连续多个周期检测到频率信号低于预设频率范围时，则确定电源电路模块掉电。
58.主控板模块连续多个周期检测频率信号具体为主控板模块检测电平信号的时序图，通过检测电平信号的时序图检测上升沿或下降沿确定电平信号的周期，根据电平信号的周期确定频率信号。
59.具体来说，参见图2，主控板模块检测掉电状态检测信号的方式中,前5步同第一种方法中的“1)～5)”。当电源正常工作时，掉电检测状态信号为周期性方波信号。掉电判断单元包括定时功能。首先，通过掉电判断单元检测方波信号的上升沿或者下降沿来确定单个或多个周期，使用掉电判断单元的定时功能计时确定单个或多个周期对应的时间，根据该时间计算获取的掉电状态检测信号的感应电压的频率。进一步将该频率与预设频率范围进行比较，如果该频率小于预设频率范围的最低频率，则判定为电源掉电。
60.其中，该预设频率范围是预先设定的，掉电检测模块输出的掉电状态检测信号的感应电压的频率实际上与开关电源电路模块中电源芯片和ic芯片的开关频率有关，而已知开关电源电路模块中ic芯片对应的开关频率范围为25～65khz(一个开关周期的对应时间最大为0.04ms)，因此，将预设频率范围确定为25～65khz。
61.比如，掉电判断单元定时确定每个周期(相邻两个上升沿或者相邻两个下降沿)的对应时间为0.5ms，通过频率与时间的关系：f＝1/t，计算得到对应频率f＝1/0.5＝20khz，掉电判断单元判断该频率20khz低于25khz，如果掉电判断单元连续多个周期(如三个周期，1.5ms)都检测到频率低于25khz，则确定电源掉电。
62.实施例2
63.本技术实施例2所提供的一种图像形成装置，包括本体，该本体中具有本技术实施例1公开的电源掉电检测电路。
64.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设
备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，高密度数字视频光盘(digital video disc，dvd))、或者半导体介质(例如，固态硬盘(solid state disk，ssd))等。
65.本技术实施例所公开的电源掉电检测电路及图像形成装置，通过使用电源掉电检测电路的主控板模块提前检测掉电信号，在掉电前及时对数据进行保存，可以防止因突然掉电导致数据丢失，从而引发故障风险；且该掉电检测电路结构简单，使用电子元件数量少，成本低。
66.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
67.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。