电流共振电源和图像形成装置的制造方法
【专利说明】电流共振电源和图像形成装置
[0001]本专利申请是优先权日为2010年5月31日、申请日为2011年5月31日、申请号为201110143374.5、发明名称为“电流共振电源和图像形成装置”的发明专利申请的分案申请，其在此全部引入作为参考。
技术领域
[0002]本发明涉及电流共振类型的电源装置。
【背景技术】
[0003]电流共振类型的开关电源是借助开关元件开关通过整流和平滑化从商用电源输入的交流电压(以下称为AC输入电压)获取的电压并且经由绝缘变压器输出稳定的直流(DC)电压的电源装置的一个例子。
[0004]在该电流共振类型的开关电源中，一般地，添加低电压检测电路以检测从商用电源输入的AC电压的减小。设置低电压检测电路主要是出于以下的两个目的。
[0005]第一个目的是，保护诸如用作开关元件的场效应晶体管(FET)、变压器和用于电流共振的电容器之类的元件免于过电流状态。当从商用电源输入的AC电压变得较低时，为了使来自变压器的次级侧的输出保持恒定，开关电源操作以使得FET的接通时段可更长。这产生电流将在变压器的初级侧变得较高从而将初级侧设置在过电流状态中的可能性。当变压器的初级侧被设置在过电流状态中时，包括初级侧的FET的电路部件超过额定值(破坏强度)并且被毁坏。因此，必须通过检测过电流状态以停止操作来保护初级侧的电路部件。
[0006]第二个目的是，防止流过作为开关元件的两个FET的贯通电流。当AC输入电压下降时产生贯通电流，并且，FET的接通时段被延长以使来自变压器的次级侧的输出保持恒定。当FET的接通时段长时，在FET被关断之后，产生被关断的FET的反向恢复电流，从而导致贯通电流流动。
[0007]作为电流共振类型的开关电源中的低电压检测方法，采用用于通过电源控制集成电路(IC)检测分割的电压的方法。通过在整流和平滑化来自商用电源的AC输入电压之后分割电压来获取分割的电压(如在日本专利申请特开N0.2007-006614中讨论的那样)。
[0008]但是，在常规的开关电源中的低电压检测方法中，为了检测低电压，在整流和平滑化AC输入电压之后使用分压电阻器以分割和检测电压。该分压电阻器作为组合电阻器消耗电力，并且，在电源的停止状态中以及在正常操作状态中均使用用于整流和平滑化的初级平滑电容器的+端子作为电压源。当今，节电对于电子器件已变得重要，对于开关电源也要求节电。特别地，在停止状态中，需要进一步的节电。在常规的低电压检测电路的上述配置中，由于由分压电阻器消耗电力，因此难以实现节电。
【发明内容】
[0009]希望提供其中实现节电的电流共振类型的开关电源。
[0010]根据本发明的一个方面，一种电流共振电源包括:变压器，具有初级绕组和次级绕组；两个开关元件，与变压器的初级绕组的一端连接并且被串联布置；共振电容器，与初级绕组的另一端连接；和电压检测单元，连接在初级绕组的所述一端与所述两个开关元件之间，并且被配置为检测输入到变压器的初级侧的AC电压变低，其中，所述开关元件的操作基于电压检测单元的检测结果而被控制。
[0011]根据本发明的另一方面，一种图像形成装置包括:图像形成装置，被配置为在图像载体上形成图像；控制装置，被配置为控制图像形成装置的图像形成操作；和电源，被配置为向所述图像形成装置或控制装置供给电力。所述电源是用于共振的电流共振电源并且包括:变压器，具有初级绕组和次级绕组；两个开关元件，与变压器的初级绕组的一端连接并且被串联布置；共振电容器，与初级绕组的另一端连接；和电压检测单元，连接在初级绕组的所述一端与所述两个开关元件之间，并且被配置为检测输入到变压器的初级侧的AC电压变低，并且，所述两个开关元件的操作基于电压检测单元的检测结果而被控制。
[0012]参照附图阅读示例性实施例的以下详细描述，本发明的其它特征和方面将变得清晰。
【附图说明】
[0013]被包含于说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出本发明的示例性实施例、特征和方面，并且与描述一起用于说明本发明的原理。
[0014]图1是示出根据第一示例性实施例的电流共振电源的电路图。
[0015]图2是示出根据第二示例性实施例的电流共振电源的电路图。
[0016]图3是示出根据第三示例性实施例的电流共振电源的电路图。
[0017]图4是示出根据第三示例性实施例的变型的电流共振电源的电路图。
[0018]图5是示出根据第四示例性实施例的电流共振电源的电路图。
[0019]图6A?6F示出电流共振电源中的电流共振电路的操作。
[0020]图7A和图7B示出电流共振电源中的FET的漏电流波形。
[0021]图8A?8D示出当贯通电流在电流共振电源中流动时的电流共振操作。
[0022]图9A和图9B示意性地示出当贯通电流流动时的FET的漏电流。
[0023]图1OA和图1OB示意性地示出当减小贯通电流时的FET的漏电流。
[0024]图1lA和图1lB示意性地示出可应用本发明的电流共振电源的图像形成装置。
【具体实施方式】
[0025]以下将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施例、特征和方面。
[0026]首先，描述第一示例性实施例。图1是示出根据本示例性实施例的电流共振类型的开关电源(以下称为电流共振电源)的电路图。如示出的那样，电流共振电源包含插座101、熔丝102、共模线圈103、整流二极管桥104、初级平滑电容器105、用作开关元件的FET106和107、用于电流共振的电容器108、电源控制IC 110、电阻器112、二极管113、电容器114、变压器115、变压器115的初级绕组116、变压器115的次级绕组118和119、整流二极管120和121、平滑电容器122、光耦合器123、分路调节器124、调节电阻器125和126、电压输出单元(端子)127、与电源连接的负载128、用于低电压检测电路的电阻器202和203、用作用于向电源控制IC 110供给电力的开关的晶体管131、用于控制晶体管131的光耦合器132、电流共振电源301、用于驱动和停止电流共振电源301的控制单元133以及通宵电源(主要部分的示意性电路图)501。
[0027]在电流共振电源的正常操作状态中，电流共振电源301和通宵电源501均操作。在节电状态中，控制单元133停止向电流共振电源301的电源控制IC供给电力，以停止电流共振电源301的操作，但是，通宵电源501保持操作。电源301和501中的每一个是开关电源(转换器)，因此，该电源可被描述为二转换器类型的电源器件。
[0028]下面描述电流共振电源301的操作。电源控制IC 110控制向FET106和FET 107中的每一个的栅极端子供给的控制信号的接通时段和关断时段，使得从电压输出单元127输出的DC电流可恒定。二极管桥104的正输出和负输出与初级侧电路的正供给线和负供给线连接。初级平滑电容器被连接在正供给线和负供给线之间，用于使由二极管桥104输出的电压平滑化。FET 106和FET 107相互串联连接在正供给线和负供给线之间。与FET106的源极端子和FET 107的漏极端子连接的共用节点还与变压器115的初级绕组116的一端(电源侧)连接。用于电流共振的电容器108与变压器115的初级绕组116的另一端连接，使得初级绕组116和电容器108串联连接在共用节点和负供给线之间。作为用于驱动电源控制IC 110的电力，供给通过由整流和平滑化电路整流和平滑化来自通宵电源501的变压器511的辅助绕组512的电压而获取的电压。整流和平滑化电路包括电阻器112、二极管113和电容器114。通过控制单元133控制和停止用于电源控制IC 110的电源的操作。
[0029]通过该配置，当向电源控制IC 110供给电力时，电源控制IC向FET 106和FET107的栅极端子输出控制信号，由此交替通断操作FET 106和FET 107。换句话说，当FET106被接通时，FET 107被关断，并且，当FET 107被接通时，FET 106被关断。然后，向变压器115的初级绕组116施加初级平滑电容器105的电压，由此向初级绕组116供给