CN101075751A - 电源设备、其方法、以及成像设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种能够满足连接的设备的要求并具有高效率的电源设备。所述电源设备包括第一电源、递升第一电源的输出电压的电压递升单元、递降电压递升单元的输出电压的电压递降单元、以及由电压递减单元的输出电压驱动操作的负载。电压递升单元将第一电源的输出电压递升到电压递降单元的工作电压的下限。

Description

电源设备、其方法、以及成像设备

技术领域

本发明涉及一种为诸如半导体存储器设备或其它存储设备的电路元件供电的电源设备、所述电源设备的一种方法、以及包括所述电源设备的成像设备。

背景技术

在各种电子设备中，为了阻止由突然的断电或电源故障造成的存储器中的数据遗失，通常需要备份其中存储数据的存储器。特别地，在通过例如传真机或其它的数据传输期间，非常需要备份存储所接收的数据或要传输的数据的存储器集成电路(IC)。在相关技术中，公知为此目的使用了各种技术，诸如通过使用超级电容器(super capacitor)的备份，或使用单节(single-cell)电池以增加电源电压的电源电路技术。

近年来，随着半导体工艺技术的进步，集成电路(IC)的集成程度不断增加，集成电路(IC)的内部结构越来越小型化。随着集成电路(IC)的小型化，半导体的工作电压趋于设置为低，以当高电压施加到半导体上时阻止半导体内部的损害。另一方面，随着由于半导体工艺的小型化的电子电路规模的增大和工作频率的升高，消耗电源电流变大了。将来，随着半导体工艺技术越来越进步，期望集成电路(IC)的内部结构将更加小型化，工作电源电压将更低，而消耗电源电流将更大。然而，在如上所述的相关技术中，当保证长时间备份时，保持低的工作电源电压和大的消耗电源电流是困难的。

例如，在使用超级电容器的备份技术中，为了长时间备份，需要增大所述电容器的电容，由此电容器的尺寸增大。因此，为了获得长的备份时间长度，电子设备的尺寸变大了。而且，由于具有大电容的电容器目前非常昂贵，使用这样的电容器增加电子设备的制造成本。

已知使用单节电池以增加电源电压的电源电路技术与使用超级电容器的备份技术相比较，通常能够备份较长时间，而不增大电子设备的尺寸。

图8是图示实施以上的电源电路技术的一般电路结构的框图。

如图8中所示，来自用作普通电源的主电源3的电源电压V1、或来自辅助电源4的电源电压V2，通过DC-DC转换器2升压，以生成备份设备1的工作电压V0。

普通电源电压V1在设备1的普通工作条件下使用，从交流(AC)电源生成，通过主电源3(即普通电源)供给。

辅助电源电压V2在设备1的备份操作下使用，从直流(DC)电源生成，通过辅助电源4供给。辅助电源4可以是直流(DC)电源。另外，直流(DC)电源可以是电池或电容器，其输出电压随着其放电状态变化。

普通电源电压V1和辅助电源电压V2两者都低于设备1的工作电压V0，因此需要DC-DC转换器2升高普通电源电压V1和辅助电源电压V2。

在电源电路技术的电路结构中，为了响应集成电路的低工作电压工作和电流增大的要求，需要DC-DC转换器2能够在从备份电流到工作电流之间的宽的电流范围内(例如，从几毫安到几安培)工作，还需要DC-DC转换器2不仅能够电压递升(step-up)，还能够电压递降(step-down)。当设备1能够在低电压下工作时，普通电源电压V1和辅助电源电压V2通常可以高于设备1的工作电压V0，在这种情况下，需要DC-DC转换器2将普通电源电压V1和辅助电源电压V2降低为工作电压V0。如上所述，辅助电源电压V2随着单节电池的放电状态逐渐降低。结果，当辅助电源电压V2低于工作电压V0时，需要切换DC-DC转换器2的工作模式以升高辅助电源电压V2。

例如，日本的公开的专利申请9-65585(以下称为“参考文献1”)公开了一种能够利用单节备份电池备份的电池备份电源电路。

图9是图示参考文献1中公开的电池备份电源电路的实施例的电路图。

图10是图示如图9中所示的电池备份电源电路的功能结构的框图。

注意图10中的附图标记对应分配给图9中所示的电池备份电源电路的元件的附图标记。

根据图9和图10所示的结构，电池备份电源电路能够使至DC-DC转换器的输入在普通操作模式和备份操作模式之间切换，从而通过DC-DC转换器为备份存储器和其控制电路生成电力。

然而，由于参考文献1中公开的电池备份电源电路能够使至DC-DC转换器的输入在普通操作模式和备份操作模式之间切换、以实施在不同操作模式中所需的电压递升和电压递降，所以该电池备份电源电路非常依赖于所述的一个DC-DC转换器的性能。

在备份操作中，为了尽可能扩大辅助电源4的备份时间长度，需要使用低功耗并因而高效率的电源电路。另一方面，在普通操作中，需要使用能够传导大的电流的电源电路，以响应由于小型化的半导体工艺而提高的电路规模和升高的工作频率的要求。

然而，在参考文献1中公开的电源电路中，所述的一个DC-DC转换器在备份操作和普通操作中共用，显然优化电源电路的性能是有限度的。

通常地，目前使用的DC-DC转换器具有随着其电流的大小而变化的效率。当DC-DC转换器在电源电路中使用以支持如上所述集成电路的低工作电压操作和增大的电流时，需要DC-DC转换器能够在宽的电流范围内工作。结果，即使当DC-DC转换器被优化以具有涉及小电流的备份操作中的高效率时，DC-DC转换器的效率也会在涉及大电流的普通操作中下降。从节能的观点，这不是优选的。

另一方面，即使当DC-DC转换器被优化以具有涉及大电流的普通操作中的高效率时，DC-DC转换器的效率也会在涉及小电流的备份操作中下降，并且备份时间长度变短。在现有的能够递升和递降电压、支持涉及大电流的操作并具有高效率的DC-DC转换器中，可用的最大电流只有1A左右；将来使用这些现有的DC-DC转换器以响应进一步降低的电压和增大的电流的要求、以及由半导体工艺技术的进一步进步造成的额外的存储器的安装是困难的。此外，上面的DC-DC转换器也是昂贵的，并导致高成本。

如上所述，在相关技术中，当保证长的备份时间长度时，符合要被备份的设备所需要的各种条件是困难的。

发明内容

本发明可解决现有技术的一个或多个问题。

本发明的优选实施例可提供一种能够满足连接的设备的要求并且具有高效率的电源设备、所述电源设备的方法、以及成像设备。

根据本发明的第一方面，提供了一种电源设备，其包含：

第一电源；

电压递升单元，用于递升第一电源的输出电压；

电压递降单元，用于递降电压递升单元的输出电压；以及

负载，其由电压递降单元的输出电压驱动操作，

其中

电压递升单元将第一电源的输出电压递升到电压递降单元的工作电压的下限。

根据本发明，可能提供能够满足负载的要求和具有高效率的电源设备。例如，当负载可以是存储器IC(集成电路)并且第一电源可以是电池或电容器时，可能扩大备份时间长度。

作为一个实施例，工作电压的下限与负载的工作电压相关联。优选地，工作电压的下限进一步与电压递降单元上的压降相关联。

根据本发明，可能使在电压递降单元中的电力损失最小化。

作为一个实施例，电源设备还包括：

第二电源，用于在电源设备的普通操作中提供电力；以及

电源切换装置，用于当第二电源停止电力供给并且第一电源开始供给电力时，将通过电压递升单元递升的第一电源的输出电压切换为第二电源的输出电压，并将第一电源的输出电压提供给电压递降单元。

根据本发明，在第一电源作为辅助电源、并且第二电源作为主电源的电源设备中，电压递升和电压递降在单独的部分中执行，而在相关技术中电压递升和电压递降在同一个单元中执行。由于这点，通过主电源的电力供给流和通过辅助电源的电力供给流彼此不同。因此，可能提供能够满足操作需要并保证高效率的电源设备。换言之，可能响应作为负载的设备的低电压和增加的电流的要求，并可能扩大备份时间长度。

优选地，所述电源设备还包含：

开关，其被在第一电源的输出侧提供，并控制第一电源的输出电压。

根据本发明，可能阻止辅助电源不必要的功耗。

作为一个实施例，电源切换单元包括第一二极管，其被在第一电源的输出侧提供并处于正向状态；以及第二二极管，其被在第二电源的输出侧提供并处于正向状态。

根据本发明，第一电源的输出电压和第二电源的输出电压可被比较，当前者高于后者时，第一二极管导通，而第二二极管截止；当前者低于后者时，第一二极管截止，而第二二极管导通。这样，即使没有单独的控制设备，也可能切换第一电源的输出电压和第二电源的输出电压。

作为一个实施例，第一电源是电池或电容器。

根据本发明的第二方面，提供了一种成像设备，其包含：

电源设备，

其中，

所述电源设备包括

第一电源，

电压递升单元，用于递升第一电源的输出电压；

电压递降单元，用于递降电压递升电源的输出电压；以及

负载，其由电压递降单元的输出电压驱动操作，

其中

电压递升单元将第一电源的输出电压递升到电压递降单元的工作电压的下限。

根据本发明，本发明的电源设备在成像设备中安装。由于这点，当有许多诸如存储器的、当成像设备断电时应该被备份的电路元件时，可能比相关技术中电池备份电源电路备份更多的电路元件，而不改变电路结构和电路规模。另外，当在降低工作电压和增大电路元件的电流上做出进一步的进步时，可能容易地响应降低的电压和增大的电流的要求。

根据本发明的第三方面，提供了一种包括第一电源并且用于驱动负载操作的电源设备的方法，所述方法包含以下步骤：

递升第一电源的输出电压；

递降在递升的步骤中递升的第一电源的输出电压；以及

用在递降的步骤中递降的电压驱动负载操作，

其中

在递升的步骤中，将第一电源的输出电压递升到与负载的工作电压相关联的值。

作为一个实施例，在递升的步骤中，将第一电源的输出电压递升到负载的工作电压外加在递降的步骤中发生的压降。

作为一个实施例，所述电源设备还包括在电源设备的普通操作中供给电力的第一电源，

所述方法还包含：

电源切换的步骤：当第二电源停止供电、并且第一电源开始供给电力时，将第一电源的递升的输出电压切换为第二电源的输出电压，

其中

在递降的步骤中，在电源切换步骤中选择第一电源的输出电压与第二电源的输出电压中的一个，并将其递降。

根据本发明的第四方面，提供了一种电源设备，包含：

第一电源，

电压递降单元，用于递降第一电源的输出电压；以及

电压递升单元，用于递升电压递降单元的输出电压，并将递升的电压输出到负载，

其中

电压递降单元将第一电源的输出电压递降到电压递升单元的工作电压的下限。

根据本发明的第五方面，提供了一种成像设备，包含：

电源设备，

其中

所述电源设备包括

第一电源，

电压递降单元，用于递降第一电源的输出电压；以及

电压递升单元，用于递升电压递降单元的输出电压，并将递升的电压输出到负载，

其中

电压递降单元将第一电源的输出电压递降到电压递升单元的工作电压的下限。

根据本发明的第六方面，提供了一种包括第一电源并用于驱动负载的电源设备的方法，所述方法包含以下步骤：

递降第一电源的输出电压；以及

递升在递降的步骤中递降的第一电源的输出电压；以及

向负载输出在递升的步骤中递升的电压，

其中

在递降的步骤中，将第一电源的输出电压递降到与负载的工作电压相关联的值。

根据本发明，由于电压递升和递降操作彼此分开，电压递升操作与递降操作中较早的一个被优化，使得电压递升操作与递降操作中较晚的另一个的功率损失最小化。因此，可能在满足连接的设备的要求的同时提高电源设备的效率。

根据参考附图给出的优选实施例的下面的详细描述，本发明的这些和其它目标、特性和优点将变得更加显而易见。

附图说明

图1是图示根据本发明的第一实施例的电源设备的整体结构的例子的框图；

图2是图示当将锂蓄电池用作辅助电源401时的放电特性的曲线图；

图3A是图示图1中所示的电源设备400的普通操作的流程图；

图3B是图示图1中所示的电源设备400的备份操作的流程图；

图4是图示第一实施例的电源设备的框图；

图5是图示根据本发明的第二实施例的电源设备的整体结构的例子的框图；

图6A是图示图5中所示的电源设备800的普通操作的流程图；

图6B是图示图5中所示的电源设备800的备份操作的流程图；

图7是图示根据本发明的第三实施例的具有本发明的电源设备的成像设备的例子的原理图；

图8是图示用于实施上面的电源电路技术的一般电路结构的框图；

图9是在参考文献1中公开的电池备份电源电路的实施例的电路图；以及

图10是图示图9中所示的电池备份电源电路的功能性的结构的框图。

具体实施方式

下面，通过参考附图解释本发明的优选的实施例。

第一实施例

结构

图1是图示根据本发明的第一实施例的电源设备的整体结构的例子的框图。

如图1所示，电源设备400连接到一个或多个设备408，并供给电源电压以驱动设备408操作。电源设备400包括辅助电源401、普通电源(主电源)402、切换单元403、切换控制器404、递升变压器405、电源切换单元406、以及递降变压器407。

当包括电源设备400的装置的元件处于普通操作时，普通电源402为设备408供给电源电压。在备份操作中，即当普通电源402停止对设备408的电力供给时，辅助电源401为设备408供给电源电压。例如，辅助电源401可以是电池或电容器。

在特定条件下，切换单元403将来自辅助电源401的电力供给切换为导通或切换为截止。

切换控制器404依照预置的条件控制切换单元403的切换操作。

递升变压器405将辅助电源401的输出电压递升到特定的值。

电源切换单元406根据切换单元403的操作切换辅助电源401和普通电源402的输出电压。

递降变压器407在普通操作中将普通电源402的输出电压递降到设备408的工作电压，在备份操作中将辅助电源401的输出电压递降到设备408的工作电压。

图2是图示当将锂蓄电池用作辅助电源401时的放电特性的曲线图。

图2示出了蓄电池供给10mA的恒定电流时的放电特性。图2显示当电池用作辅助电源401时，所述电池的输出电压逐渐地下降。当辅助电源401的电压由于辅助电源401的放电而变化时，为了获得恒定电压，需要将辅助电源401的电压递升到特定的值，然后递降所述电压。

操作

下面参考图3A和图3B解释电源设备400的操作。

图3A是图示图1中所示的电源设备400的普通操作的流程图。

在如上所述的普通操作中，普通电源402用于将电源电压供给给设备408。

在步骤S611中，当对未示出的具有电源设备400的装置加电时，普通电源402供给从4AC(交流)电源生成的DC(直流)电压。通常地，来自普通电源402的电压高于要接收电力供应的设备408的工作电压。

在步骤S612中，作为由普通电源402供给的直流电压的普通电源电压通过电源切换单元406供给给递降变压器407。递降变压器407将普通电源电压递降到设备408的工作电压。

在步骤S613中，降低的普通电源电压作为设备408的工作电压供给给设备408。

当打开具有电源设备400的装置时，接连执行上面的操作。

图3B是图示图1中所示的电源设备400的备份操作的流程图。

在如上所述的备份操作中，辅助电源401用于将电源电压供给给设备408。

在步骤S621中，当具有电源设备400的装置暂时地停止操作，并且来自普通电源402的电力供给被中断时，辅助电源401供给辅助电源电压。如图2所示，辅助电源电压会变化。

在步骤S622中，辅助电源电压通过递升变压器405被递升到特定的值。由于在后来的步骤中，递升的辅助电源电压递降到设备408的工作电压，优选地，递升的辅助电源电压的所述特定的值不低于设备408的工作电压，并导致在递降变压器407中最小的功率损失。例如，在本实施例中，设置使得所述特定的值等于设备408的工作电压加上递降变压器407的压降。

在步骤S623中，递升的辅助电源电压通过电源切换单元406供给给递降变压器407。递降变压器407将递升的辅助电源电压递降到设备408的工作电压。

在步骤S624中，递升并递降的辅助电源电压作为工作电压供给给设备408。

在具有电源设备400的装置的备份操作中，接连执行上面的操作。

电路结构

下面解释本实施例的电源设备的例子。

图4是图示第一实施例的电源设备的框图。

图4中所示的电源设备为电池备份电源电路，其中存储设备710，例如DDR-SDRAM(双倍数据速率-同步动态随机存取存储器)作为备份存储器工作。

图4中的电源设备包括充电电路701、辅助电源702、切换单元703、切换控制器704、电压检测器705、递升变压器706、普通电源707、电源切换单元708、以及递降变压器709。

充电电路701为辅助电源702充电，并使用由具有电池备份电源电路的装置的单独的未示出的电源电路从AC电压生成的+5V DC电源电压，为辅助电源702充电。

辅助电源702为具有图4中的电源设备的装置的备份操作中使用的电源。例如，在本实施例中，辅助电源702可以是单节锂蓄电池。另外，例如，蓄电池的额定电压为3.0V，而蓄电池的额定容量为100mAh。

切换单元703将从辅助电源702到存储设备710的电力供给切换为导通或切换为截止。例如，本实施例中，切换单元703为pnp型晶体管。

切换控制器704根据普通电源707的导通/截止状态、存储设备710的存储状态(即是否存储了目标数据)、以及/或蓄电池702的电压状态的预置条件，控制切换单元703的导通/截止切换操作，然后切换控制器704将控制信号输出到切换单元703。

在本实施例中，控制信号输入到切换单元703的基极电极，使得切换单元703在备份操作中导通，而在普通操作中截止。另外，上述的条件可以通过软件输入，该软件通过具有图4中的电源设备的装置的CPU(中央处理单元)执行。

电压检测器705监视蓄电池702的电压，以防止蓄电池702的过放电。在本实施例中，电压检测器705连接到切换单元703的发射极电极，并检测蓄电池702经由切换单元703的输出电压。当检测到低于特定的值的电压时，电压检测器705通过软件将通知发送到切换控制器704，使得切换单元703截止。

递升变压器706将通过切换单元703供给的蓄电池702的输出电压递升到特定的电压。在本实施例中，为了将转换效率保持在一个指定的值以上，使用相关技术的DC-DC转换器。另外，在本实施例中，所述“特定的电压”设置为3.0V，即蓄电池702的额定电压。由于升高的电压值设置为尽可能小，提高了DC-DC转换器的转换效率。此外，在备份操作中，由于存储设备710所需要的电流为mA级，通过选择具有在低工作电流下的高效率的DC-DC转换器，可以降低蓄电池702的功耗。

在具有图4中的电源设备的装置的普通操作中，普通电源707供给电源电压。在本实施例中，+3.3V的DC电源电压用作普通电源707，其由具有电池备份电源电路的装置的单独的未示出的电源电路从AC电压生成。

电源切换单元708与切换单元703一起，在普通操作中和在备份操作中切换电力供给流。在本实施例中，电源切换单元708包括第一二极管D1和第二二极管D2。第一二极管D1在递升变压器706和递降变压器709之间以正向状态提供，以在备份操作中将来自蓄电池702的电力供给整流。第二二极管D2在普通电源707和递降变压器709之间以正向状态提供，以在普通操作中将来自普通电源707的电力供给整流。

根据上面的电路结构，通过递升变压器706递升的蓄电池702的输出电压和通过递升变压器706递升的普通电源707的输出电压可被比较，当通过递升变压器706递升的蓄电池702的输出电压大于通过递升变压器706递升的普通电源707的输出电压时，第一二极管D1导通，而第二二极管D2截止；当通过递升变压器706递升的蓄电池702的输出电压小于通过递升变压器706递升的普通电源707的输出电压时，第一二极管D1截止，而第二二极管D2导通。

为了尽可能多地减少电力损失，肖特基势垒二极管(Schottky barrierdiode)可被用作第一二极管D1和第二二极管D2。

递降变压器709在普通操作中将普通电源707的输出电压递降到存储设备710的工作电压，并在备份操作中将蓄电池702的输出电压递降到存储设备710的工作电压。在本实施例中，为了满足存储设备710的大电流的要求，例如，递降变压器709可以是在上至几安培的电流上可操作的调节器的电路，诸如低饱和度调节器。为了尽可能多地减少调节器中的功率损失，优选地使用每个具有小消耗电流、以及其输入电压和输出电压之差小的调节器。

存储设备710为通过第一实施例的电源设备备份的备份存储器。例如，存储设备710可以是SDR-SDRAM(单倍数据速率-同步动态随机存取存储器)、DDR-SDRAM(双倍数据速率-同步动态随机存取存储器)、DDR2-SDRAM、或DDR3-SDRAM。或者，存储设备710也可以是外部DIMM(双列直插式存储器模块)存储器。在本实施例中，例如，存储设备710包括两个具有2.5V工作电压的DDR-SDRAM。通常地，在DDR-SDRAM中，当输入自刷新(self-refresh)信号时，所述DDR-SDRAM被设置为处于自刷新状态。在自刷新状态的DDR-SDRAM可在低至几mA的电流下保留数据。

下面，解释图4中所示的电源设备的操作。

在未示出的具有如图4所示的电源设备的装置的普通操作中，普通电源707用于向存储设备710供给电力。因此，在这种状态中，切换单元703由切换控制器704切换为截止，以停止来自辅助电源(即蓄电池702)的电力供给。

普通电源707的输出电压通过电源切换单元708的第二二极管D2供给给递降变压器，即调节器电路709。在本实施例中，存储设备710由具有2.5V工作电压的DDR-SDRAM组成，普通电源707的3.3V输出电压通过调节器电路709降低为2.5V。

由于在具有如图4所示的电源设备的装置的普通操作中大约1安培的电流在电路中流动，使用能够承受这样大的电流的调节器电路和二极管。特别的，在如上所述的本实施例中，由于2.5V的电压从3.3V的电压生成，考虑到以后级的调节器的输入电压和输出电压之差，使用肖特基势垒二极管作为电源切换单元708的第二二极管D2，其特征在于输入电压和输出电压之间小的差异。

因此，在所述装置的普通操作中，本实施例的电源设备被配置为传导大的电流。

另一方面，在具有如图4所示的电源设备的装置的普通操作中，辅助电源，即蓄电池702用于向存储设备710供给电源电压。因此，在这种状态中，切换单元703由切换控制器切换为导通，蓄电池702的输出电压通过切换单元703供给给递升变压器，即DC-DC转换器706。

在本实施例中，DC-DC转换器706将蓄电池702的输出电压递升到蓄电池702的额定输出电压。递升的蓄电池702的输出电压通过电源切换单元708的第一二极管D1供给给递降变压器，即调节器电路709，与普通操作相同，调节器电路709将递升的蓄电池702的输出电压降低为2.5V。

由于当蓄电池向存储设备710供给电力时，即当蓄电池702放电时，用作辅助电源702的蓄电池具有有限的功率容量，蓄电池702的功率容量逐渐地降低。清楚的是：功率容量的消耗越小，备份时间长度越长。

当存储设备710由DDR-SDRAM组成时，在备份操作中，在电路中流动的电流为几安培。因此，本实施例的电源设备被配置为能够通过使用具有相对于低至几mA电流的高效率的DC-DC转换器706而减少蓄电池702的功耗。根据本实施例，由于在普通操作中的电力供给流不经过DC-DC转换器706，当选择所述DC-DC转换器时只考虑备份操作就足够了。

另外，具有小压降的肖特基势垒二极管用作二极管，并且低饱和度晶体管用作电源切换单元708的晶体管，在备份操作中可能减少功率损失，并提高电源设备的效率。此外，由于具有小的消耗电流以及其输入电压和输出电压之间的小的差异的低饱和度调节器用于用作递升变压器706的调节器电路中，可能进一步减少功率损失。

因此，由于在普通操作中电力供给的流动与在备份操作中电力供给的流动彼此不同，可能配置满足不同对象的要求的电路，而且因此可能向DDR-SDRAM持续稳定地供给2.5V工作电压，并可能备份DDR-SDRAM，使得存储在DDR-SDRAM中的数据保留更长的时间。

第二实施例

图5是图示根据本发明的第二实施例的电源设备的整体结构的例子的框图。

在本实施例中，相同的附图标记被分配给如前面所述的相同的元件，并省略重复的叙述。

如图5所示，当设备408的工作电压高于普通电源402的输出电压时，使用电源设备800。电源设备800具有与第一实施例的电源设备400基本上相同的结构，除了递升变压器405和递降变压器407的排列交换了。

下面，通过参考图6A和图6B解释电源设备800的操作。

图6A是图示图5中所示的电源设备800的普通操作的流程图。

在普通操作中，普通电源402用于向设备408供给电源电压。

在步骤S911中，当打开未示出的具有电源设备800的装置时，普通电源402供给从AC(交流)电源生成的DC(直流)电压。此DC电压称为“普通电源电压”。

在本实施例中，来自普通电源402的电压(普通电源电压)低于要接收电力供给的设备408的工作电压。

在步骤S912中，普通电源电压通过电源切换单元406供给给递升变压器405。递升变压器405将普通电源电压递升到设备408的工作电压。

在步骤S913中，升高的普通电源电压作为设备408的工作电压供给给设备408。

当打开具有电源设备800的装置时，接连执行上面的操作

图6B是图示图5中所示的电源设备800的备份操作的流程图。

在备份操作中，辅助电源401用于向设备408供给电源电压。

在步骤S921中，当具有电源设备800的装置暂时地停止操作，并且来自普通电源402的电力供给中断时，辅助电源401供给辅助电源电压。如图2所示，辅助电源电压会变化。

在步骤S922中，递降变压器407将辅助电源电压递降到特定的电压。由于在后来的步骤中，递降的辅助电源电压递升到设备408的工作电压，优选地，递降的辅助电源电压的所述特定的电压不高于设备408的工作电压，并导致在递升变压器405中最小的功率损失。例如，在本实施例中，设置使得所述的特定的电压等于普通电源402的输出电压。

在步骤S923中，递降的辅助电源电压通过电源切换单元406供给给递升变压器405。递升变压器405将递降的辅助电源电压递升到设备408的工作电压。

在步骤S924中，递降并递升的辅助电源电压作为工作电压供给给设备408。

在具有电源设备800的装置的备份操作中，接连执行上面的操作。

因此，根据本发明，即使当设备408的工作电压高于普通电源402的输出电压时，由于在普通操作中电力供给的流动与在备份操作中电力供给的流动彼此不同，可能配置满足不同的操作对象的要求的电路，而且因此可能使电路的电力损失最小化，并获得高效率。当电源设备具有如图5所示的结构时，在普通操作中电力供给的流动只经过递升变压器405。

优选地，递降变压器407不是调节器电路，而是DC-DC转换器，所述DC-DC转换器在低工作电流下具有高效率。

第三实施例

图7是图示根据本发明的第三实施例的具有本发明的电源设备的成像设备的例子的原理图。

在本实施例中，本发明的电源设备安装在成像设备上，其具有备份存储器的功能，以防止由突然的断电或电源故障造成的存储器中的数据遗失。

图7中所示成像设备为多功能外部设备，具体地是具有多种功能的全彩色数字复印机。所述成像设备包括彩色打印机10、馈纸台20、扫描仪30、自动文档馈纸器(ADF)40、以及操作板60。

彩色打印机10打印彩色图像数据。

馈纸台20为彩色打印机10的彩色打印供给纸张。

扫描仪30读取原稿并获得图像数据。

自动文档馈纸器(ADF)40自动馈送原稿，以被扫描仪30读取。

操作板60允许用户操作所述成像设备。

图7中所示的成像设备包括未示出的内置的系统控制器，通过系统控制器，成像设备连接到与个人计算机(PC)相连的局域网(LAN)。例如，系统控制器可与如因特网的通信网络相连。因此，成像设备可与在位于远端的管理中心中提供的管理服务器(未示出)通过通信网络通信，并与管理服务器交换数据。

成像设备还可以包括传真控制单元(FCU)(未示出)。成像设备可与成像设备外的交换设备PBX相连，与公共通信网络(PN)通过传真控制单元相连，并执行传真通信。

例如，考虑当成像设备处于传真发送而且电源关闭时发生突然的电源故障的情况，本发明的电源设备操作以备份存储所接收的数据或要发送的数据的存储器。

根据本实施例，本发明的电源设备包括在成像设备中。由于这点，当存在诸如存储器的、应在成像设备的电源关闭时被备份的许多电路元件时，可能比相关技术的电池备份电源电路备份更多的电路元件，而不用改变电路结构和电路规模。另外，即使当做出使工作电压降低和电路元件的电流增大的进一步进步时，还可能容易地满足降低的电压和增大的电流的要求。

根据本发明，由于电压递升和递降操作彼此独立，电压递升操作和递降操作中较早的一个被优化，使得电压递升操作和递降操作中处于较晚级的另一个的功率损失最小化。因而，可能在满足连接的设备的要求的同时提高电源设备的效率。

尽管本发明参考为了说明的目的而选择的特定的实施例进行描述，应显而易见的是本发明并不限于这些实施例，在不偏离本发明的基本概念和范围的情况下本领域技术人员可在其中做出许多的修改。

例如，描述了单节锂蓄电池用作辅助电源，但是也可使用聚合锂蓄电池或其它种类的蓄电池。此外，还可使用锰干电池或其它原电池以及电容器。

本发明申请基于2006年5月16日提交的申请号为2006-136610以及2007年4月3日提交的申请号为2007-097532的日本优先权专利申请，其整体内容通过引用而被合并于此。

Claims (20)

1.一种电源设备，包含：

第一电源，

电压递升单元，其递升所述第一电源的输出电压；以及

电压递降单元，其递降所述电压递升单元的输出电压，并向负载输出递降的电压，

其中

所述电压递升单元将所述第一电源的输出电压递升到所述电压递降单元的工作电压的下限。

2.如权利要求1所述的电源设备，其中所述工作电压的下限与所述负载的工作电压相关联。

3.如权利要求2所述的电源设备，其中所述工作电压的下限还与在所述电压递降单元上的压降相关联。

4.如权利要求1所述的电源设备，还包含：

第二电源，其在所述电源设备的普通操作中供给电力。

电源切换单元，当所述第二电源停止电力供给、并且所述第一电源开始供给电力时，所述电源切换单元将由所述电压递升单元递升的第一电源的输出电压切换为所述第二电源的输出电压，并向所述电压递降单元供给所述第一电源的输出电压。

5.如权利要求4所述的电源设备，还包含：

开关，其在所述第一电源的输出侧提供，并控制所述第一电源的输出电压。

6.如权利要求4所述的电源设备，其中

所述电源切换单元包括：第一二极管，其在所述第一电源的输出侧提供并处于正向状态；以及第二二极管，其在所述第二电源的输出侧提供并处于所述正向状态。

7.如权利要求1所述的电源设备，其中所述第一电源是电池或电容器。

8.成像设备，其包含：

电源设备，

其中

所述电源设备包括

第一电源，

电压递升单元，其递升所述第一电源的输出电压；以及

电压递降单元，其递降所述电压递升单元的输出电压，并向负载输出递降的电压，

其中

所述电压递升单元将所述第一电源的输出电压递升到所述电压递降单元的工作电压的下限。

9.如权利要求7所述的成像设备，其中所述工作电压的下限与所述负载的工作电压相关联。

10.如权利要求8所述的成像设备，其中所述工作电压的下限还与所述电压递降单元上的压降相关联。

11.如权利要求8所述的成像设备，其中

所述电源设备还包含：

第二电源，其在所述电源设备的普通操作中供给电力；以及

电源切换单元，当所述第二电源停止电力供给、并且所述第一电源开始供给电力时，所述电源切换单元将由所述电压递升单元递升的第一电源的输出电压切换为所述第二电源的输出电压，并向所述电压递降单元供给所述第一电源的输出电压。

12.如权利要求11所述的成像设备，所述电源设备还包含：

开关，其在所述第一电源的输出侧提供，并控制所述第一电源的输出电压。

13.如权利要求11所述的成像设备，其中

所述电源切换单元包括：第一二极管，其在所述第一电源的输出侧提供并处于正向状态；以及第二二极管，其在所述第二电源的输出侧提供并处于所述正向状态。

14.如权利要求8所述的成像设备，其中所述第一电源是电池或电容器。

15.一种包括第一电源并且用于驱动负载的电源设备的方法，所述方法包含以下步骤：

递升所述第一电源的输出电压；以及

递降在所述递升的步骤中递升的所述第一电源的输出电压；以及

向所述负载输出在所述递降的步骤中递降的电压，

其中

在所述递升的步骤中，将所述第一电源的输出电压递升到与所述负载的工作电压相关联的值。

16.如权利要求15所述的方法，其中

在所述递升的步骤中，将所述第一电源的输出电压递升到在所述递降的步骤中引起的压降外加所述负载的工作电压。

17.如权利要求15所述的方法，其中

所述电源设备还包括第一电源，其在所述电源设备的普通操作中供给电力，

所述方法还包含：

电源切换的步骤：当所述第二电源停止电力供给、并且所述第一电源开始供给电力时，将递升的第一电源的输出电压切换为所述第二电源的输出电压，

其中

在所述递降的步骤中，在所述电源切换的步骤中选择所述第一电源的输出电压和所述第二电源的输出电压中的一个，并将其递降。

18.一种电源设备，其包含：

第一电源，

电源递降单元，其递降所述第一电源的输出电压；以及

电压递升单元，其递升所述电压递降单元的输出电压，并向负载输出递升的电压，

其中

所述电压递降单元将所述第一电源的输出电压递降到所述电压递升单元的工作电压的下限。

19.一种成像设备，其包含：

电源设备，

其中

所述电源设备包括

第一电源，

电压递降单元，其递降所述第一电源的输出电压；以及

电压递升单元，其递升所述电压递降单元的输出电压，并向负载输出递升的电压，

其中

所述电压递降单元将所述第一电源的输出电压递降到所述电压递升单元的工作电压的下限。

20.一种包括第一电源并且用于驱动负载的电源设备的方法，所述方法包含以下步骤：

递降所述第一电源的输出电压；以及

递升在所述递降的步骤中递降的所述第一电源的输出电压；以及

向所述负载输出在所述递升的步骤中递升的所述电压，

其中

在所述递降的步骤中，将所述第一电源的输出电压递降到与所述负载的工作电压相关联的值。

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