CN102570824A - 电源***以及包括该电源***的图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源***以及包括该电源***的图像形成装置。该电源***包括开关电源。该开关电源包括过电流检测电路。该过电流检测电路包括电流检测电阻器、基准电压产生电路、以及比较电路。电流检测电阻器被设置在变压器的初级侧上。当开关电源的输出电压是第一输出电压时基准电压产生电路产生第一基准电压，并且当输出电压是第二输出电压时产生比第一基准电压低的第二基准电压。比较电路通过对电流检测电阻器上的电压与第一基准电压或第二基准电压进行比较来检测过电流。

Description

电源***以及包括该电源***的图像形成装置

技术领域

本公开涉及一种电源***和图像形成装置。

背景技术

日本未经审查的专利申请公布No.2009-153234提出了一种用于在过电流控制电路中选择阈值电压的技术。根据操作模式、正常输出模式以及低负载模式来选择该阈值电压。次级侧上的变压器的输出电压在正常输出模式中为高，并且在例如待机的低负载模式中为低。在与电源控制IC的电源端子VCC相连接的一次辅助绕组中感应的电压与通过使电源单元的输出电压乘以变压器的匝数比所计算的电压相对应。因此，电源和辅助绕组的输出电压具有比例关系。上述文献中的开关电源根据电源电压VCC的变化来改变施加到过电流控制比较器的阈值电压。具体地说，将低负载模式中的阈值电压设定为低于正常输出模式中的阈值电压。利用该配置，将低负载模式中的MOSFET的峰值电流调节到比正常输出模式低的电平。

如果低负载模式中的开关电源的输出电压是5V并且正常输出模式中的开关电源的输出电压是24V，那么正常输出模式中的输出电压比低负载模式高4.8倍。通常，电源控制IC的电源电压VCC是14V或更高。因此，需要将在一次辅助绕组中感应的电压设定为例如15V。在正常输出模式中，在一次辅助绕组中感应的电压是72V。也就是说，将高于约20V的容限的电压施加到电源控制IC。

降压电路可以连接在一次辅助绕组与电源控制IC之间，以使电压降低到电源控制IC的容限之下，使得不施加高于容限的电压。然而，如果电压降低了，那么用于过电流检测的阈值电压(在下文中还称为基准电压)的选择范围变窄。这是因为选择范围是根据电源电压VCC的变化率而限定的，即选择范围与电源电压VCC的变化成比例地变化。如果电源控制IC不具有电压限制，那么电源电压VCC在低负载模式中是15V并且在正常输出模式中是72V。也就是说，正常输出模式中的电源电压VCC比低负载模式高4.8倍。如果低负载模式中的过电流检测的阈值电压是V1，那么正常输出模式中的阈值电压是V1×4.8。也就是说，阈值电压可以从低负载模式中的电平变化到比低负载模式中的电平高4.8倍的正常输出模式中的电平。选择范围是“4.8倍”选择范围。然而，电源控制IC实际上具有电压限制。在正常输出模式中电源IC的电源电压VCC被限制在20V。因此，正常输出模式中的电源电压VCC仅比低负载模式高约1.3倍(20V/15V≈1.3)。如果低负载模式中的阈值电压是V1，那么正常输出模式中的阈值电压是V1×1.3。也就是说，选择范围是“1.3倍”选择范围。

因此，需要提供一种用于在为不同模式分别设定了不同基准电压的电源***中实现过用于电流检测的基准电压的宽选择范围的技术。

发明内容

根据本发明的说明性方面的电源***包括开关电源和控制单元。开关电源被配置成在正常输出模式中输出第一输出电压并且在低输出模式中输出比第一输出电压低的第二输出电压。控制单元被配置成对开关电源的模式进行切换。开关电源包括变压器、半导体开关、整流器/平滑电路、过电流检测电路、以及开关控制电路。变压器被配置成通过使初级侧振荡而在次级侧中感应电压。半导体开关与变压器的初级线圈相连接。整流器/平滑电路被配置成对在变压器的次级侧中感应的电压进行整流和平滑。过电流检测电路被配置成对开关电源中的过电流进行检测。过电流检测电路被提供在变压器的次级侧上。过电流检测电路包括电流检测电阻器、基准电压产生电路、以及比较电路。电流检测电阻器被提供在变压器的次级侧上以获得与开关电源的输出电流成比例的电压。基准电压产生电路被配置成在开关电源的输出电压是第一输出电压的情况下产生第一基准电压并且在开关电源的输出电压是第二输出电压的情况下产生比第一基准电压低的第二基准电压。比较电路被配置成通过对电流检测电阻器上的电压与第一基准电压和第二基准电压进行比较来检测过电流。开关控制电路被配置成在检测到过电流的情况下对半导体开关进行控制并且从而降低过电流。

根据本发明的另一说明性方面的电源***包括开关电源和控制单元。开关电源被配置成在正常输出模式中输出第一输出电压并且在低输出模式中输出比第一输出电压低的第二输出电压。控制单元被配置成对开关电源的模式进行切换。开关电源包括变压器、半导体开关、整流器/平滑电路、过电流检测电路、以及开关控制电路。变压器被配置成通过使初级侧振荡而在次级侧中感应电压。半导体开关与变压器的初级线圈相连接。整流器/平滑电路被配置成对在变压器的次级侧中感应的电压进行整流和平滑。过电流检测电路被配置成对开关电源中的过电流进行检测。过电流检测电路被提供在变压器的次级侧上。过电流检测电路包括第一过电流检测电路和第二过电流检测电路。第一过电流检测电路被配置成通过对第一电流检测电阻器上的电压与第一基准电压进行比较来检测正常输出模式中的开关电源的过电流。第二过电流检测电路被配置成通过对第二电流检测电阻器上的电压与第二基准电压进行比较来检测低输出模式中的开关电源的过电流。

附图说明

图1是示出对根据第一说明性方面的打印机的电气配置进行的框图；

图2是电源***中的电源单元的电路图；

图3是示出对控制IC的电气配置的框图；

图4是示出对不同模式中的开关电源单元的输出电压的表格；

图5是分路(shunt)调节器的电路图；

图6是示出对不同模式中的比较器的基准电压的表格；

图7是示出对根据第二说明性方面的打印机的电气配置的框图；

图8是电源***中的电源单元的电路图；

图9是示出对不同模式中的比较器的基准电压的表格；

图10是示出对正常输出模式中的电阻器R17至R19的连接的电路图；

图11是示出对低输出模式中的电阻器R17至R19的连接的电路图；

图12是根据第三说明性方面的电源***中的电源单元的电路图；

图13是示出对控制IC的电气配置的框图；以及

图14是示出对切断电路中的晶体管的通/断状态的表格。

具体实施方式

<第一说明性方面>

下面参考图1至6对第一说明性方面进行说明。

1.打印机

如图1中说明的，打印机1包括打印部2、通信部3a、图像数据存储器3b、以及电源***S。电源***S包括电源单元10和控制单元80。电源单元10是打印机1的电源并且被配置成向打印部2、通信部3a、图像数据存储器3b、以及控制单元80提供电力。控制单元80包括内存储器(未说明)和计时器85。内存储器被配置成存储各种数据。打印机1是图像形成装置的示例。

打印部2包括光敏鼓2a、充电器2b、曝光单元2c、显影单元2d、转印单元2e、以及定影器2f。充电器2b执行用于使电荷聚集在光敏鼓2a的表面上的充电处理。曝光单元2c执行用于在光敏鼓2a的表面上形成静电潜像的曝光处理。显影单元2d执行用于使显影剂附着在光敏鼓2a的表面上的静电潜像并且形成显影图像的显影处理。转印单元2e执行用于将显影图像转印到记录介质的转印处理。定影器2f执行用于对转印到记录介质上的显影图像进行固定的定影处理。

打印部2通过执行充电处理、曝光处理、显影处理、转印处理、以及定影处理来执行打印操作。通信部3a与诸如PC的信息终端进行通信。通信部3a接收打印指令和打印数据。图像数据存储器3b临时存储从信息终端发送的打印数据。

当通信单元3a接收到来自信息终端的打印指令和打印数据时，控制设备80控制打印部2执行打印操作。其结果是，将打印数据打印在记录介质上。打印单元2的操作电压是24V。通信单元3a、图像数据存储器3b、以及控制设备80的操作电压是3.3V。打印部2是高电压部件的示例。控制单元80是第一低电压部件的示例。通信部3a是第二低电压部件的示例。

2.电路配置

接下来参考图2对电源***S中的电源单元10的配置进行说明。电源单元10包括开关电源20和DC-DC转换器70。DC-DC转换器70是降压电路的示例。开关电源20包括整流器/平滑电路21、变压器23、场效应晶体管(FET)25、整流器/平滑电路27、电压检测电路29、过电流检测电路35、以及控制IC 50。FET 25是半导体开关的示例。控制IC 50是开关控制电路的示例。

整流/平滑电路21是包括桥式二极管D1和平滑电容器C1的所谓的电容器输入类型。桥式二极管D1对AC电源15所产生的例如220V的AC电压进行整流。平滑电容器C1使整流后的电压平滑。变压器23被提供在整流器/平滑电路21的输出侧上。通过输入线Lin，将下述输入电压Vin施加到变压器23的初级线圈N1，所述输入电压Vin是通过对AC电压进行整流并且对该整流电压进行平滑所获得的电压，例如约32VDC。

FET 25是N沟道MOSFET。FET 25的漏极D与初级线圈N1相连接并且其源极S接地。FET 25的栅极G与控制IC 50的输出端口OUT相连接。当经由输出端口OUT将通断信号(PWM信号)从控制IC 50发送到栅极G时，FET 25导通或截止。其结果是，变压器23的初级侧振荡并且在变压器23的次级线圈N2中感应电压。

电压产生器电路26被提供在变压器23的初级侧上。电压产生器电路26被配置成通过二极管D2和电容器C2对被提供在变压器23的初级侧上的辅助线圈N3中感应的电压进行平滑。电压产生器电路26产生约20V的电压。电压产生器电路26是控制IC 50的电源。

电阻器R14和R15串联连接在电压产生器电路26的输出线与地之间。电压产生器电路26的输出线与控制IC 50的电源端口VCC相连接，这将随后说明。电阻器R14的电阻与电阻器R15的电阻的比是19∶1。在电阻器R14与电阻器R15之间的连接点出现了1V电压。

如在图2中说明的，控制IC 50具有五个端口：电源端口VCC、高电压输入端口VH、反馈端口FB、输出端口OUT、以及过电流检测端口OC。电源端口VCC与电压产生器电路26相连接。高电压输入端口VH通过齐纳二极管D6与输入线Lin相连接。反馈端口FB接收来自电压检测电路29的反馈信号。旁路电容器C4连接在过电流检测端口OC与地之间。另一旁路电容器C5连接在反馈端口FB与地之间。

如图3中说明的，控制IC 50包括启动电路51、内部电力产生电路53、VCC检测电路55、驱动器电路61、振荡电路62、比较操作电路63、以及切断电路65。VCC检测电路55检测电源端口VCC处的电压。振荡电路62生成具有恒定频率的三角波。启动电路51被配置成使从高电压输入端口VH输入的输入电压降压并且将所降压的电压施加到内部电力产生电路53。

从紧接在启动之后的时间至电源端口VCC处的电压到达预定电平的时间，内部电力产生电路53接收来自启动电路51的电力，产生5V电源电压，并且向每个电路提供电力。在电源端口VCC处的电压到达预定电平之后，内部电力产生电路53接收来自电压产生电路26的电力，产生5V电源电压，并且向电路61至65提供电力。

比较操作电路63被配置成对反馈信号的信号电平与反馈信号的基准电压进行比较并且将与该比较结果相对应的信号输出到驱动器电路61。例如，比较操作电路63输出具有与基准电压与反馈信号的电平之间的电平差相对应的电平的信号。

驱动器电路61根据比较操作电路63所输出的信号以及振荡电路62所生成的三角波来产生PWM信号。驱动器电路61通过输出端口OUT将PWM信号输出到FET 25的栅极G。比较操作电路63、驱动器电路61、FET 25、变压器23、以及电压检测电路29形成了反馈***。通过基于电压检测电路29所输出的反馈信号来调节用于导通和截止FET 25的PWM值，将开关电源20的输出电压Vo1调节到目标电压。

切断电路65具有用于对过电流进行控制的功能。当过电流检测端口OC处的电压变为高时，切断电路65切断驱动器电路61的输出。切断电路65将指令发送到启动电路51以与驱动器电路61的输出的切断同时地导通。利用该配置，控制IC 50继续接收来自输入线Lin的电力，即使当开关电源20根据驱动器电路61的输出的切断而停止。

整流器/平滑电路27被提供在变压器23的次级侧上。整流器/平滑电路27包括二极管D3和电容器C3。整流器/平滑电路27对在变压器23的次级线圈N2中感应的电压进行整流和平滑。

在整流器/平滑电路27的输出侧上，提供了电压检测电路29和过电流检测电路35。电压检测电路29具有用于对开关电源20的输出电压Vo1进行检测的功能以及用于对输出电压Vo1的目标电平进行调节的功能。电压检测电路29包括一对检测电阻器R1和R2、分压比改变电路32、分路调节器RE1、以及与分路调节器RE1串联连接的发光二极管LED1。

检测电阻器R1和R2串联连接在输出线Lo1与地线Lg之间。分压比改变电路32包括检测电阻器R3和晶体管33。检测电阻器R3的一端与检测电阻器R1和R2之间的连接点相连接，并且检测电阻器R3的另一端与晶体管33的集电极相连接。

晶体管33是NPN晶体管。晶体管33的发射极接地。晶体管33的基极通过电阻器R5而与控制单元80的输出端口P1相连接(参见图1)。

分压比Ka是由检测电阻器R1和R2限定的。分压比改变电路32具有通过导通和截止晶体管33来改变分压比Ka的功能。如图4所示，当晶体管33导通时分压比Ka是R4/(R1+R4)，并且当晶体管33截止时分压比Ka是R2/(R1+R2)，其中R4是R2与R3的组合电阻。

如图5中说明的，分路调节器RE1包括误差放大器47以及提供在误差放大器47的输出侧上的晶体管48。将2.5V的基准电压Vs施加到误差放大器47的负输入端子。误差放大器47的正输入端子与R1和R2之间的连接点Pg相连接。根据分压比Ka对开关电源20的输出电压Vo1分压，并且将分压Vg施加到误差放大器47的正输入端子。

分路调节器RE1使与基准电压Vs和分压Vg之间的电压差相对应的电流通过。其结果是，与该电压差相对应的电流流过发光二极管LED1。发光二极管LED1输出具有与基准电压Vs和分压Vg之间的电压差相对应的强度的光信号。发光二极管LED1以及与控制IC 50的反馈端口FB相连接的光电晶体管PT1形成了光电耦合器。

通过光电晶体管PT1将发光二极管LED1输出的光信号转换成电信号。将表示基准电压Vs与分压Vg之间的电压差的反馈信号反馈到控制IC 50的反馈端口FB。

过电流检测电路35提供在相对于电压检测电路29的下游级。过电流检测电路35包括电流检测电阻器37、减法电路38、比较器41、以及基准电压产生电路43。比较器41是比较电路的示例。

电流检测电阻器37提供在开关电源20的输出线Lo1中以产生与开关电源20的输出电流Io成比例的电压。减法电路38包括放大器39和四个电阻器R6至R9。放大器39具有两个输入端子和一个输出端子。作为非反相输入端子的放大器39的正输入端子通过电阻器R6与电流检测电阻器37的端子37A相连接并且通过电阻器R9与地线Lg相连接。

作为反相输入端子的放大器39的负输入端子通过电阻器R7与电流检测电阻器37的端子37B相连接，并且通过电阻器R8与放大器39的输出端子相连接。放大器39的输出端子与比较器41的正输入端子相连接。减法电路38被配置成对电流检测电阻器37上出现的电压进行检测，并且将该电压输入到比较器41。

比较器41具有两个输入端子和一个输出端子。将放大器39的输出电压Va施加到正输入端子(非反相输入端子)并且将基准电压产生电路43产生的基准电压Vr施加到负输入端子(反相输入端子)。

基准电压产生电路43包括串联连接在开关电源20的输出线Lo1与地线Lg之间的一对电阻器R10和R11。比较器41的负输入端子通过信号线与电阻器R10和R11之间的连接点相连接。根据电阻器R10和R11所限定的分压比Kb对开关电源20的输出电压Vo1进行分压。将该分压施加到比较器41的负输入端子以作为基准电压Vr。

Kb＝R11/(R10+R11)             (1)

比较器41对放大器的输出电压Va与基准电压Vr进行比较，并且基于该比较结果来输出二进制信号。如果输出电压Va低于基准电压Vr，即未检测到过电流，那么输出低电平信号。如果输出电压Va高于基准电压Vr，即检测到过电流，那么输出作为过电流检测信号Sr2的高电平信号。

发光二极管LED2与比较器41的输出端子相连接。发光二极管LED2的阳极通过电阻器R12与比较器41的输出端子相连接，并且其阴极与地线Lg相连接。发光二极管LED2和光电晶体管PT2形成了光电耦合器。

光电晶体管PT2的发射极与控制IC 50的过电流检测端口OC相连接，并且其集电极与电阻器R14和R15之间的连接点相连接。

如图2中说明的，开关电源20的输出线Lo1在接点J1处分成两个线。DC-DC转换器70提供在一个线中。DC-DC转换器70使开关电源20的输出电压Vo1降压并且通过输出线Lo2将其输出。

接下来，对控制单元80进行说明。控制单元80与电源单元10一起被包括在电源***S中。控制单元80被配置成对开关电源20的模式以及打印机1的打印部2进行控制。

控制单元80的输出端口P1被提供为用于对开关电源20的模式进行控制的端口。输出端口P1通过电阻器R5与分压比改变电路32的晶体管33的基极相连接。

控制单元80通过经由输出端口P1将模式控制信号Sr1发送到晶体管33的基极来使开关电源20的模式在正常输出模式与低输出模式之间切换。

3.通过控制单元80的模式控制

3-1.正常输出模式与低输出模式之间的模式切换

如下面提供的等式(2)所表示的，将开关电源20的输出电压Vo1的目标电平设置为设定为与由电压检测电路29中的检测电阻器所限定的分压比Ka的倒数成比例。当分压比Ka降低时，输出电压Vo1的目标电平增大。当分压比Ka增大时，输出电压Vo1的目标电平降低。

Vo1＝Vs/Ka               (2)

Ka1＝R4/(R1+R4)          (3)

Ka2＝R2/(R1+R2)          (4)

其中Vo1是开关电源20的输出电压，Vs是分路调节器RE1的基准电压，Ka1和Ka2是电压检测电路29中的感测电阻的分压比，并且R4是R2与R3之间的组合电阻。

通过根据控制单元80所输出的高模式控制信号Sr1或低模式控制信号Sr1改变分压比Ka，可对开关电源20的输出电压Vo1进行调节。利用该配置，开关电源20的模式可以在正常输出模式与低输出模式之间切换。

在控制单元80输出高模式控制信号Sr1的同时，晶体管33导通。因此，分压比Ka是通过等式(3)所计算的Ka1。在控制单元80输出低模式控制信号Sr1的同时，晶体管33截止。因此，分压比Ka是通过等式(4)所计算的Ka2。

由Ka1＜Ka2表示分压比Ka1与分压比Ka2之间的关系。在控制单元80输出高模式控制信号Sr1的同时，将开关电源20的目标电平Vo1设定为作为高电压的24V。也就是说，将开关电源20设定在正常输出模式中。在控制单元80输出低模式控制信号Sr1的同时，将目标电平Vo1设定为作为低电压的5V。也就是说，将开关电源20设定在低输出模式中。″24V″是第一输出电压的示例并且″5V″是第二输出电压的示例。可对第一输出电压和第二输出电压选择除了上述电压之外的电压。

3.2根据模式切换来改变基准电压Vr

过电流检测电路35中的基准电压产生电路43包括串联连接的一对电阻器R10和R11。根据电阻器R10和R11所限定的分压比Kb来对开关电源20的输出电压Vo1进行分压。将分压施加到比较器41的负输入端子以作为基准电压Vr。

根据开关电源20的模式，将比较器41的基准电压Vr自动调节到在接下来的段落中所提供的等式(5)和(6)所表示的电平中的一个。输出电压是5V的低输出模式中的基准电压Vr2是输出电压是24V的正常输出模式中的基准电压Vr1的5/24倍(参见图6)。

Vr1＝24×R11(R10+R11)         (5)

Vr2＝5×R11/(R10+R11)         (6)

当将正常输出模式中的开关电源20的输出电流Io设定为4A时，低输出模式中的最大输出电流是4A的5/24倍，即0.8A。

在负载比正常输出模式低的低输出模式中，可以根据负载的电平对开关电源20的输出电流Io进行调节。因此，正常输出模式中的输出电流Io的大流量在低输出模式中受到限制。

正常输出模式中的基准电压Vr1是第一基准电压的示例并且低输出模式中的基准电压Vr2是第二基准电压的示例。

4.电源***的操作

4-1.在AC电源15接通之后切换到正常输出模式

当电源开关SW1(参见图2)闭合时，将通过对AC电压进行整流和平滑所生成的输入电压Vin施加到输入线Lin上。其结果是，将输入电压Vin施加到控制IC 50的高电压输入端口VH，并且控制IC 50接通。

当控制IC 50接通时，它开始将通断信号(或PWM信号)输出到FET 25的栅极G。FET 25反复地导通和截止。其结果是，开关电源20的变压器的初级侧开始振荡并且在变压器23的次级侧中感应电压(开始振荡)。

在控制IC 50开始输出通断信号之后，控制IC 50执行所谓的软起动控制。因此，开关电源20的输出电压Vo1慢慢增大。当输出电压Vo1超过指定电平时，控制IC将该控制从软起动控制切换到反馈控制并且根据通过反馈端口FB所输入的反馈信号来输出PWM信号。

当电源开关SW1闭合时，控制单元80输出高模式控制信号Sr1并且晶体管33导通。其结果是，将分压比Ka设定为Ka1并且将输出电压Vo1的目标电平设定为24V。

根据上述操作，将开关电源20的输出设定为24V。DC-DC转换器70使开关电源20的输出电压从24V降压到3.3V。

在正常输出模式中，电源10向打印机1的部件提供电力。通过输出线Lo1，将电力从开关电源20供应到打印部2，即将24V电源电压施加到此。通过DC-DC转换器70，将电力从开关电源20供应到通信部3a、图像数据存储器3b、以及控制单元80，即将3.3V的电源电压施加到此。其结果是，将打印机1设定在能够打印的状态，即能够接收来自信息终端的打印指令并且根据该打印指令执行打印处理的状态。

在正常输出模式中，在电流检测电阻器37上出现了与开关电源20的输出电流Io成比例的电压。如果输出电流Io低于作为正常输出模式中的最大值的4A，那么比较器41的输出变低。其结果是，没有电流流过发光二极管LED2并且发光二极管LED2截止。因此，光电晶体管PT2截止并且控制IC 50的过电流检测端口OC处的电压保持在地电平，即保持在低电平。具体地说，地电平是0V。

如果开关电源20的输出电流Io超过4A，那么减法电路38的输出电压Va变得高于基准电压Vr1。

因此，比较器41输出高过电流检测信号Sr2。其结果是，电流流过发光二极管LED2并且发光二极管LED2导通。光电晶体管PT2导通并且控制IC 50的过电流检测端口OC上的电压变得等于电阻器R14和R15之间的连接点处的电压，其实质上是1V，即变高。

当过电流检测端口OC变高时，即变为1V时，控制IC 50的切断电路65切断驱动器电路的输出。其结果是，变压器停止振荡并且开关电源20的输出中断。过电流被断开。当电源开关SW1再次闭合时取消开关电源20的输出中断。

4-2.从正常输出模式切换到低输出模式

在正常输出模式中，控制单元80利用计时器85对等待时间进行测量。等待时间包括等待下一打印指令或者对打印机1的操作部(未说明)进行操作的时间。当电源开关SW1的闭合之后的预热处理完成、打印处理完成之后、或者用户对操作部的操作完成时，控制单元80开始测量等待时间。当等待时间到达预设时间时，控制单元80将开关电源20的模式从正常输出模式切换到低输出模式。

控制单元80通过输出端口P1输出低模式控制信号Sr1。其结果是，晶体管33截止，并且分压比Ka从Ka1变为Ka2。因此，将输出电压Vo1的目标电平设定为5V。

根据上述操作，开关电源20的输出变为5V。DC-DC转换器70的输出是3.3V。也就是说，开关电源20处于低输出模式。在低输出模式中，通过DC-DC转换器70将电力从开关电源20提供给控制单元80、通信部3a、图像数据存储器3b，即按照与正常输出模式相同的方式将3.3V电源电压施加到此。

在低输出模式中，开关电源20的输出电压Vo1是5V，其低于打印部2的24V操作电压。其结果是，中断向打印部2提供电力。在低输出模式中，打印机1能够执行通信处理以及将在通信处理中所接收到的打印数据写入到图像数据存储器3b的写入处理。然而，打印部的操作完全停止。

在低输出模式中，在电流检测电阻器37上出现了与开关电源20的输出电流Io成比例的电压。如果输出电流Io低于0.8A，那么比较器41的输出变低。其结果是，没有电流流过发光二极管LED2并且发光二极管LED2截止。光电晶体管PT2截止并且因此控制IC 50的过电流检测端口OC处的电压保持在低电平，即保持低。

当输出电流Io超过0.8A时，减法电路38的输出电压Va变得高于基准电压Vr2。

因此，比较器41输出高过电流检测信号Sr2。其结果是，电流流过发光二极管LED2并且发光二极管LED2导通。光电晶体管PT2导通并且因此控制IC 50的过电流检测端口OC处的电压变得等于电阻器R14与R15之间的连接点处的电压，即变高，其实质上是1V。

当过电流检测端口OC处的电压变高时，即变为1V时，控制IC 50的切断电路65停止驱动器电路61的输出。变压器23停止振荡并且开关电源20的输出中断。其结果是，过电流被切断。当电源开关SW1再次闭合时，取消开关电源20的输出中断。

4-3.从低输出模式切换到正常输出模式

在低输出模式中，控制单元80对通信进行监控或者在如果执行操作部的情况下对操作部的操作进行监控。如果满足以下条件中的一个，那么控制单元80通过输出端口P1输出高模式控制信号Sr1：通信部3a根据来自信息终端的打印指令来接收打印数据；发布打印指令；以及对操作部进行操作。其结果是，晶体管33导通。分压比Ka从Ka2切换为Ka1。其结果是，将输出电压Vo1的目标电平设定为24V。根据上述操作，开关电源20输出24V，即返回到正常输出模式。

5.有利效果

在包括电源***S的打印机1中，可以根据其中负载小于正常输出模式的低输出模式中的负载大小来对开关电源20的输出电流进行调节。在低输出模式中，与正常输出模式一样的输出电流Io的大流量受到限制。

如果过电流检测电路35被提供在初级侧上，那么基准电压Vr的范围受到限制，即由于控制IC 50的容限而不能设置大范围。在电源***S中，过电流检测电路35被提供在变压器23的次级侧上。因此，可以设定基准电压Vr的范围而不会受到控制IC 50的容限的限制。

在用于根据模式对过电流检测的基准电压进行调节的配置中，可以将基准电压Vr的范围设定为宽于在其中过电流检测电路35被设置在初级侧上的配置中所设定的基准电压范围。在该说明性方面中，可以将基准电压Vr的范围设定为与由正常输出模式中的输出电压Vo1与低输出模式中的输出电压Vo1的比(即24∶5)所限定的范围一样宽。此外，电源***S中的基准电压产生电路43提供有具有串联连接的一对电阻器R10和R11的简单配置。

<第二说明性方面>

接下来，参考图7至11对第二说明性方面进行说明。在第一说明性方面中，电源***S中的基准电压产生电路43包括电阻器R10和R11。该说明性方面中的电源***包括基准电压产生电路90以代替基准电压产生电路43。与基准电压产生电路的修改相关联，将输出端口P2添加到控制单元80上(参见图7)。

如在图8中所说明的，该说明性方面的基准电压产生电路90包括分路调节器RE2、第一电阻器R17、第二电阻器R18、第三电阻器R19、以及切换电路91。分路调节器RE2的阴极K通过电阻器R16与输出线Lo 1相连接。分路调节器RE2的阳极A与地线Lg相连接。分路调节器RE2的基准与阴极K相连接。分路调节器RE2是被配置成在阴极K处产生恒定电压Vk的恒压电路。

第一电阻器R17的第一端与比较器41的负端子(反相输入端子)相连接并且其第二端在另一端处与分路调节器RE2的阴极K相连接。第二电阻器R18的第一端与比较器41的负端子相连接并且其第二端与地线Lg相连接。

第三电阻器R19与第二电阻器R18并联。第三电阻器R19的第一端与比较器41的负端子相连接并且其第二端通过晶体管95与地线Lg相连接。因此，将通过根据包括电阻器R17至R19的分压器的分压比对恒定电压Vk进行分压所获得的电压Vr1或Vr2施加到比较器41的负端子。包括第一电阻器R17、第二电阻器R18、以及第三电阻器R19的电路是包括多个电阻器的电阻器电路的示例。

切换电路91包括晶体管95、晶体管93、电阻器R20、以及电阻器R21。晶体管95是NPN晶体管。晶体管95的集电极与电阻器19的第二端相连接并且其发射极与地线Lg相连接。晶体管95的基极通过电阻器R20与分路调节器RE2的阴极K相连接。

晶体管93是NPN晶体管。晶体管93的集电极与晶体管95的基极相连接并且其发射极与地线Lg相连接。晶体管93的基极通过晶体管R21与控制单元80的输出端口P2相连接。

控制单元80被配置成从输出端口P2输出切换信号Sr3以根据开关电源20的输出模式来设定比较器41的基准电压Vr。

在正常输出模式中，控制单元80从输出端口P2输出高切换信号Sr3。其结果是，晶体管93导通并且晶体管95截止。如以下等式(7)和(8)所表示的，比较器41的基准电压Vr是通过根据由电阻器R17和电阻器18所限定的分压比Kc1来对电压Vk进行分压所获得的电压Vr1(参见图9和10)。

在低输出模式中，控制单元80输出低切换信号Sr3。根据低切换信号Sr3，晶体管93截止并且晶体管95导通。如以下等式(9)和(10)所表示的，比较器41的基准电压Vr是通过根据由电阻器R17和电阻R22所限定的分压比Kc2对电压Vk进行分压所获得的电压Vr2，其中电阻R22具有电阻器R18与R19之间的组合电阻。

Kc1＝R18/(R17+R18)            (7)

Vr1＝Vk×Kc1                  (8)

Kc2＝R22/(R17+R22)            (9)

Vr2＝Vk×Kc2                  (10)

晶体管95根据切换信号Sr3而导通和截止。分压器的分压比根据晶体管95的通/断操作而改变。包括电阻器R17至R19的电阻器电路将其任何一个被选择的基准电压Vr1或Vr2输出到比较器41。电阻R22总是小于电阻器18并且因此低输出模式中的比较器41的基准电压Vr2低于正常输出模式中的比较器41的基准电压Vr1。

在其中负载小的低输出模式中，可以将该说明性方面中的开关电源20的输出电流Io限制在低电平。通过改变该说明性方面的电源***S中的电阻器R17至R19的电阻的设定，可以对分压器的分压比Kc进行调节。输出电流Io的最大值是可调节的。可以对基准电压Vr设定宽的选择范围。此外，可以实现对基准电压的设定的高灵活性。

该说明性方面的电源***S的其他配置与第一说明性方面相同。由相同符号表示与第一说明性方面中的部件相同的部件。正常输出模式中的基准电压Vr1是第一基准电压的示例并且低输出模式中的基准电压Vr2是第二基准电压的示例。

<第三说明性方面>

参考图12至14对第三说明性方面进行说明。在第一说明性方面中，单个过电流检测电路35用于对正常输出模式和低输出模式中的过电流进行检测。在该说明性方面中，为相应输出模式提供了不同过电流检测电路。具体地说，分别为正常输出模式和低输出模式提供了第一过电流检测电路100和第二过电流检测电路130。

第一过电流检测电路100被设置在变压器23的初级侧上并且第二过电流检测电路130被设置在变压器23的次级侧上。

第一过电流检测电路100包括第一电流检测电阻器101和控制IC110。第一电流检测电阻器101的第一端与FET 25的源极相连接并且其第二端接地。第一电流检测电阻器110用于获得与流过变压器23的初级线圈N1的一次电流成比例的电压。将第一电流检测电阻器101的电阻设定成使得第一电流检测电阻器101上的电压在以下范围中。如果变压器23的峰值一次电流小于3.5A，即没有过电流流动，那么第一电流检测电阻器101上的电压等于或小于0.5V。如果峰值一次电流大于3.5A，即出现过电流，那么第一电流检测电阻器101上的电压等于或高于0.5V。当将3.5A的一次电流转换到开关电源20的输出电流Io时，电流是4A。

控制IC 110的过电流检测端口OC通过电阻器R25而与第一电流检测电阻器101和FET 25之间的连接点相连接。将第一电流检测电阻器101上的电压施加到过电流检测端口OC。

几乎与第一说明性方面的控制IC 50一样的控制IC 110具有包括电源端口VCC、高电压输入端口VH、反馈端口FB、输出端口OUT、以及过电流检测端口OC的五个端口。过电流检测端口OC是输入端口的示例。

控制IC 110包括启动电路51、内部电压产生电路53、VCC检测电路55、驱动器电路61、振荡电路62、比较操作电路63、基准电压产生电路113、以及比较切断电路115。

基准电压产生电路113产生用于过电流检测的基准电压Vr3。基准电压Vr3用于在正常输出模式中对过电流进行检测。将基准电压Vr3设定成使得当变压器23的一次电流变为3.5A时检测到过电流。例如，将基准电压Vr3设定为0.5V。

比较切断电路115通过对过电流检测端口OC处的电压与基准电压Vr3进行比较来检测过电流。如果过电流检测端口OC处的电压低于基准电压Vr3，那么比较切断电路115确定没有出现过电流。如果过电流检测端口OC处的电压高于基准电压Vr3，那么比较切断电路115确定出现过电流。如果比较切断电路115确定出现过电流，那么它中断驱动器电路61的输出。

在正常输出模式中，当其一次电流变得高于3.5A时变压器23停止振荡。其结果是，开关电源20的输出被中断并且因此过电流被切断。

第二过电流检测电路130包括第二电流检测电阻器131、减法电路38、比较器41、基准电压产生电路133、以及关断电路135。比较器41是比较电路的示例。

第二电流检测电阻器131被设置在开关电源20的输出线Lo1中。第二电流检测电阻器131用于获得与开关电源20的输出电流Io成比例的电压。减法电路38包括放大器39以及电阻器R6至R9。减法电路38对第二电流检测电阻器131上的电压进行检测并且将该电压输出到比较器41。

比较器41具有两个输入端子和一个输出端子。将放大器39的输出电压Va施加到比较器41的正输入端子。将基准电压产生电路133所产生的基准电压Vr4施加到比较器41的负输入端子(反相输入端子)。

基准电压产生电路133是包括分路调节器RE3的恒压电路。基准电压产生电路133将作为恒定电压的基准电压Vr4施加到比较器41的负输入端子上。基准电压Vr4用于在低输出模式中对过电流进行检测。将基准电压Vr4设定成使得当开关电源20的输出电流Io变为0.8A时检测到过电流。

比较器41对放大器39的输出电压Va与基准电压Vr4进行比较并且输出与该比较结果相对应的二进制信号。具体地说，如果输出电压Va低于基准电压Vr4，即没有出现过电流，那么比较器41输出低信号。如果输出电压Va高于基准电压Vr4，即出现过电流，那么比较器41输出作为过电流检测信号Sr2的高信号。

发光二极管LED2与比较器41的输出端子相连接。发光二极管LED2的阳极通过电阻器R12而与比较器41的输出端子相连接并且其阴极通过关断电路135的晶体管139而与地线Lg相连接。

关断电路135包括晶体管137、晶体管139、齐纳二极管D7、以及电阻器R26和R27。晶体管139是NPN晶体管。晶体管139的集电极与发光二极管LED2的阴极相连接并且其发射极与地线Lg相连接。晶体管139的基极与晶体管137的集电极相连接。

晶体管137是NPN晶体管。晶体管137的集电极通过电阻器R27而与开关电源20的输出线Lo1相连接并且其发射极与地线Lg相连接。晶体管137的基极通过齐纳二极管D7和电阻器R26而与开关电源20的输出线Lo1相连接。

将齐纳二极管D7的击穿电压设定成使得晶体管137在低输出模式中截止并且在正常输出模式中导通。输出电压在低输出模式中是5V并且在正常输出模式中是24V。

如图14中说明的，当晶体管137在低输出模式中截止时，晶体管139导通。其结果是，允许比较器41的输出。当晶体管137在正常输出模式中导通时，晶体管139截止。其结果是，中断比较器41的输出。利用该配置，第二过电流检测电路130仅在低输出模式中操作并且在正常输出模式中不操作。

如在图12中说明的，比较器41的输出线中的发光二极管LED2和光电晶体管PT2形成光电耦合器。光电晶体管PT2的发射极与控制IC 110的过电流检测端口OC相连接并且其集电极与电阻器R14和R15之间的连接点相连接。

在低输出模式中，如果开关电源20的输出电流Io小于其在低输出模式中是最大值的0.8A，那么比较器41输出低信号。其结果是，发光二极管LED2截止并且光电晶体管PT2截止。因此控制IC 110的过电流检测端口OC处的电压处于地电平(或者低)。

在低输出模式中，如果输出电流Io大于0.8A，即出现了过电流，那么比较器41输出作为高信号的过电流检测信号Sr2。其结果是，电流通过发光二极管LED2并且发光二极管LED2导通。此外，光电晶体管PT2导通。控制IC 110的过电流检测端口OC处的电压变为等于电阻器R14和R15之间的连接点处的电压，其是基本上等于1V的高，即变为高。也就是说，将二进制信号、与比较器的比较结果(Va与Vr4之间的比较)相对应的高信号或低信号输入到过电流检测端口OC。

当过电流检测端口OC处的电压变高时，该电压在该说明性方面中是1V，比较切断电路115中断驱动器电路61的输出。其结果是，变压器23停止振荡并且开关电源20的输出被中断。因此，过电流被切断。

当过电流检测端口OC处的电压变高(或者1V)时，比较切断电路115中断驱动器电路61的输出。这是因为将正常输出模式的基准电压Vr3设定为0.5V，0.5V比作为1V的高电压低。

如前所述，该说明性方面的电源***S包括用于正常输出模式的过电流检测电路100以及用于低输出模式的过电流检测电路130，该过电流检测电路100和过电流检测电路130分别被设置在变压器23的初级侧和次级侧上。可以彼此独立地设定过电流检测的基准电压Vr3和Vr4。因此，可以对基准电压Vr设定宽的选择范围。

在该说明性方面中，在正常输出模式中由关断电路135中断用于低输出模式的第二过电流检测电路130的比较器41的输出。利用该配置，开关电源20适当地操作。如果第二过电流检测电路130在正常输出模式中执行过电流检测，那么当开关电源20的输出电流Io大于0.8A时确定出现过电流。在这种情况下，变压器23可以偶然地停止振荡，即使当在正常输出模式中输出电流Io小于4A。

在该说明性方面中，控制IC 110执行对基准电压Vr3的设定和比较，其是第一过电流检测电路100的功能。因此，第一过电流检测电路100能够仅由控制IC 110和第一电流检测电阻器101构成。此外，在该说明性方面中第一过电流检测电路100和第二过电流检测电路130共享过电流检测端口OC。与其中电路100和130需要各个端口的配置相比，可以降低控制IC 110的端口数目。

在该说明性方面中，当变压器23的一次电流小于3.5A时，第一电流检测电阻器101上的电压变为等于或低于0.5V，即没有出现过电流。因此，可以降低第一电流检测电阻器101的功耗。

该说明性方面中的除了上述之外的电源***S的配置与第一说明性方面相同。由相同符号表示相同部件。正常输出模式中的基准电压Vr3是第一基准电压的示例并且低输出模式中的基准电压Vr4是第二基准电压的示例。

<其他说明性方面>

本发明的范围并不局限于上面参考附图所描述的说明性方面。以下说明性方面可以包括在本发明的技术范围之内。

(1)在第一至第三说明性方面中，电源***S用于打印机。然而，电源***S并不局限于用于打印机。电源***S可以用于任何类型的电气设备。例如，电源***S可以用于包括电视机和VCR的家用电器。第一至第三说明性方面中的打印机是电子照相打印机。然而，电源***S可以用于喷墨式打印机。

(2)在第一至第三说明性方面中，FET用作半导体开关。然而，双极性晶体管可以用作半导体开关。

(3)在第二说明性方面中，控制单元80具有输出端口P2并且通过输出端口P2输出除了模式控制信号Sr1之外的切换信号Sr3。根据切换信号Sr3来设定比较器41的基准电压Vr。然而，切换信号Sr3可以由模式控制信号Sr1代替。在这种情况下，不需要输出端口P2。具体地说，晶体管93的基极通过电阻器R21而与控制单元80的输出端口P1相连接，并且根据模式控制信号Sr1来设定比较器41的基准电压Vr。利用该配置，可以降低输出端口的数目。

(4)在第一至第三说明性方面的每一个中，通过停止变压器23的振荡来控制过电流。然而，可以通过降低开关电源20的输出电流Io来控制过电流。

Claims (8)

1.一种电源***，包括：

开关电源，所述开关电源被配置成在正常输出模式中输出第一输出电压并且在低输出模式中输出比所述第一输出电压低的第二输出电压；以及

控制单元，所述控制单元被配置成对所述开关电源的模式进行切换，所述开关电源包括：

变压器，所述变压器被配置成通过初级侧的振荡来在次级侧中感应电压；

半导体开关，所述半导体开关与所述变压器的初级线圈连接；

整流器/平滑电路，所述整流器/平滑电路被配置成对在所述变压器的所述次级侧中感应的电压进行整流和平滑；

过电流检测电路，所述过电流检测电路被配置成对所述开关电源中的过电流进行检测并且被提供在所述变压器的所述次级侧上，所述过电流检测电路包括：

电流检测电阻器，所述电流检测电阻器被配置成获得与所述开关电源的输出电流成比例的电压；

基准电压产生电路，所述基准电压产生电路被配置成在所述开关电源的输出电压是所述第一输出电压的情况下产生第一基准电压，并且在所述开关电源的输出电压是所述第二输出电压的情况下产生比第一基准电压低的第二基准电压；以及

比较电路，所述比较电路被配置成通过对所述电流检测电阻器上的电压与所述第一基准电压或所述第二基准电压进行比较来检测过电流；以及

开关控制电路，所述开关控制电路被配置成在检测到过电流的情况下对所述半导体开关进行控制从而降低过电流。

2.根据权利要求1所述的电源***，其中，所述基准电压产生电路包括串联连接在所述开关电源的输出线与地线之间的一对电阻器。

3.根据权利要求1所述的电源***，其中，所述基准电压产生电路包括电阻器电路和开关电路，所述电阻器电路包括多个电阻器，所述开关电路被配置成通过根据从所述控制单元输出的切换信号在通断之间进行切换来对所述电阻器电路的分压比进行切换，所述电阻器电路被配置成产生根据所述分压比选择的所述第一基准电压和第二基准电压中的一个。

4.一种电源***，包括：

开关电源，所述开关电源被配置成在正常输出模式中输出第一输出电压并且在低输出模式中输出比所述第一输出电压低的第二输出电压；以及

控制单元，所述控制单元被配置成对所述开关电源的模式进行切换，所述开关电源包括：

变压器，所述变压器被配置成通过初级侧的振荡来在次级侧中感应电压；

半导体开关，所述半导体开关与所述变压器的初级线圈连接；

整流器/平滑电路，所述整流器/平滑电路被配置成对在所述变压器的所述次级侧中感应的电压进行整流和平滑；以及

过电流检测电路，所述过电流检测电路被配置成通过对电流检测电阻器上的电压与基准电压进行比较来检测所述开关电源中的过电流，所述过电流检测电路包括：

第一过电流检测电路，所述第一过电流检测电路被配置成通过对被设置在所述变压器的所述初级侧上的第一电流检测电阻器上的电压与第一基准电压进行比较来检测正常输出模式中的所述开关电源的过电流；以及

第二过电流检测电路，所述第二过电流检测电路被配置成通过对被设置在所述变压器的所述次级侧上的第二电流检测电阻器上的电压与第二基准电压进行比较来检测低输出模式中的所述开关电源的过电流；以及

开关控制电路，所述开关控制电路被配置成在检测到过电流的情况下对所述半导体开关进行控制从而降低过电流。

5.根据权利要求4所述的电源***，其中，所述第二过电流检测电路包括：

所述第二电流检测电阻器；

基准电压产生电路，所述基准电压产生电路被配置成产生第二基准电压；

比较电路，所述比较电路被配置成在所述第二电流检测电阻器上的电压与第二基准电压之间执行比较，并且基于比较的结果来检测过电流；以及

切断电路，所述切断电路被配置成在所述开关电源的输出电压是第一输出电压的情况下切断所述比较电路的输出。

6.根据权利要求5所述的电源***，其中，所述开关控制电路具有输入端口，并且被配置成通过对所述输入端口处的电压与第一基准电压进行比较来检测在正常输出模式中的所述开关电源的过电流，其中通过所述输入端口输入所述第一电流检测电阻器上的电压。

7.根据权利要求4所述的电源***，其中，所述开关控制电路具有输入端口，并且被配置成通过所述输入端口接收所述第一电流检测电阻器上的电压以及根据所述第二过电流检测电路的检测结果的二进制信号。

8.一种图像形成装置，包括：

根据权利要求1至7中的任何一项所述的电源***；

高电压部件，所述高电压部件被配置成从所述开关电源接收处于第一输出电压的电力并且执行打印处理；

第一低电压部件，所述第一低电压部件被配置成经由降压电路从所述开关电源接收电力并且对所述高电压部件进行控制；

第二低电压部件，所述第二低电压部件被配置成经由所述降压电路从所述开关电源接收电力并且执行用于接收打印数据的通信处理；其中：

所述高电压部件被配置成当所述第二低电压部件接收到打印数据时在所述第一低电压部件的控制之下执行用于打印打印数据的打印处理；以及

开关电源，所述开关电源被配置成在正常输出模式中以第一输出电压向所述高电压部件提供电力并且经由所述降压电路向所述第一低电压部件和所述第二低电压部件提供电力，并且在低输出模式中不向所述高电压部件提供电力并且经由所述降压电路向所述第一低电压部件和所述第二低电压部件提供电力。

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