CN103095141B - 电源装置和包括该电源装置的图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

一种电源装置和包括该电源装置的图像形成装置，电源装置基于第一转换器中包括的变压器的辅助绕组处的电压，确定输入AC电压达到电源控制IC可以开始操作的电压。注意，由于第一转换器操作以保持辅助绕组处的恒定电压，所以无法通过仅监测辅助绕组处的电压来检测输入AC电压是否下降到操作下限电压或更低。电源装置监测从向第二转换器的初级侧施加的电压生成的与输入AC电压成比例的第二电压。相应地，电源控制IC按照输入的AC电压开始和停止操作。

Description

电源装置和包括该电源装置的图像形成装置
技术领域
本发明涉及根据输入交流(AC)电压来开始和停止控制电路的操作的电源装置和图像形成装置。
背景技术
采用开关元件的电源装置由于具有较高转换效率而广泛流行。日本专利公开No.2007-006614提出了如下这种电流谐振电源：其中，检测一个开关元件两端之间的电压，当检测的电压上升到预定电压或更高时接通另一开关元件，由此防止在出现电过载时由谐振偏差引起的短路。
根据日本专利公开No.2007-006614，电压检测电路检测一个开关元件两端处的电压并把检测的电压输出到控制电路。通常，仅可以向控制电路的输入端子施加低电平电压，因此电压检测电路需要用于对相对较高电压（比如商用电压）分压的分压电路。由于此分压电路即使在电源装置转为节能操作模式（低负载模式）时也消耗电能，所以电能消耗趋于上升。
顺带提及，控制IC控制电源装置中包括的开关元件的操作，控制IC包括使能端子。控制IC在向使能端子施加的电压Vsns上升到操作开始电压Vstart或更高时开始操作。然而，存在如下情形：在控制IC开始操作之后从商用电源向电源装置供给的输入AC电压Vin中出现降低。如果输入AC电压Vin下降到操作停止电压Vstop或更低，则在试图维持次级侧电压的过程中向初级侧流动的电流变得过量。当初级侧的电流变得过量时，元件变得受损且转换效率降低。鉴于此，控制IC被设计为在输入AC电压Vin下降到操作停止电压Vstop或更低时停止操作。
图6A示出了在理想状态中控制IC的使能端子处的电压Vsns与输入AC电压Vin之间的关系。在此实例中，控制IC在输入AC电压Vin上升到80V或更高时开始操作，控制IC在输入AC电压Vin下降到60V或更低时停止操作。控制IC在使能端子处的电压Vsns上升到与80V的输入AC电压Vin成比例的操作开始电压Vstart或更高时开始操作，控制IC在电压Vsns下降到与60V的输入AC电压Vin成比例的操作停止电压Vstop或更低时停止操作。以此方式，操作开始电压Vstart需要对应于80V，操作停止电压Vstop需要对应于60V。然而，操作开始电压Vstart和操作停止电压Vstop在各种状况下变化。
图6B示出了操作开始电压Vstart已变得太高的情形。在此实例中，操作开始电压Vstart上升到了与100V的输入AC电压Vin对应的电压，因此控制IC即使在输入AC电压Vin上升到了80V或更高的情况下也无法开始。
图6C示出了操作停止电压Vstop已变得太低的情形。在此实例中，操作停止电压Vstop降低到了与45V的输入AC电压Vin对应的电压，因此控制IC即使在输入AC电压Vin下降到了60V或更低的情况下也不能停止。
发明内容
鉴于此，通过根据本发明的电源装置，根据输入AC电压来精确执行控制电路的操作的开始和停止，从而减少电能消耗。
本发明提供了电源装置，包括：整流/平滑电路，对已输入的交流电压进行整流和平滑，并输出整流和平滑后的电压；第一转换器，用第一变压器转换从整流/平滑电路输出的电压，并输出转换后的电压；以及第二转换器，用第二变压器转换从整流/平滑电路输出的电压，并输出转换后的电压；其中，第二转换器包括：第一开关元件和第二开关元件，串联连接到整流/平滑电路的输出端；控制电路，使第一开关元件和第二开关元件执行开关操作；第一电压生成电路，生成与第一变压器的辅助绕组处的电压相对应的第一电压，并把第一电压施加到控制电路；以及第二电压生成电路，根据施加到第二转换器的初级侧的电压生成与交流电压相对应的第二电压，以及控制电路在第一电压上升到第一阈值或更高时开始操作，并且在第二电压下降到第二阈值或更低时停止或限制控制电路的操作，第二阈值比第一阈值低。
本发明进一步提供了图像形成装置，包括：图像形成单元；驱动单元，用于驱动图像形成单元；以及电源装置，向驱动单元供给电能，其中，电源装置包括：整流/平滑电路，对已输入的交流电压进行整流和平滑，并输出整流和平滑后的电压；以及第一转换器，用第一变压器转换从整流/平滑电路输出的电压，并输出转换后的电压；以及第二转换器，用第二变压器转换从整流/平滑电路输出的电压，并输出转换后的电压；第二转换器包括：第一开关元件和第二开关元件，串联连接到整流/平滑电路的输出端；控制电路，使第一开关元件和第二开关元件执行开关操作；第一电压生成电路，生成与第一变压器的辅助绕组处的电压相对应的第一电压，并把第一电压施加到控制电路；以及第二电压生成电路，根据施加到第二转换器的初级侧的电压生成与交流电压相对应的第二电压，以及控制电路在第一电压上升到第一阈值或更高时开始操作，并且在第二电压下降到第二阈值或更低时停止或限制控制电路的操作，第二阈值比第一阈值低。
本发明进一步提供了电源装置，包括：整流/平滑单元，对已输入的交流电压进行整流和平滑，并输出整流和平滑后的电压；第一转换器，用第一变压器转换从整流/平滑单元输出的电压，并输出转换后的电压；以及第二转换器，用第二变压器转换从整流/平滑单元输出的电压，并输出转换后的电压，其中，第二转换器包括：开关单元，驱动第二变压器；以及控制单元，控制开关单元的操作，以及向控制单元供给由第一变压器生成的电压以使控制单元开始操作，由于控制单元开始操作，所以开关单元被驱动，从第二转换器输出电压，此后向控制单元供给由开关单元输出的电压。
本发明进一步提供了图像形成装置，包括：图像形成单元；驱动单元，用于驱动图像形成单元；以及电源装置，向驱动单元供给电能，其中，电源装置包括：整流/平滑单元，对已输入的交流电压进行整流和平滑，并输出整流和平滑后的电压；第一转换器，用第一变压器转换从整流/平滑单元输出的电压，并输出转换后的电压；以及第二转换器，用第二变压器转换从整流/平滑单元输出的电压，并输出转换后的电压，第二转换器包括：开关单元，驱动第二变压器；以及控制单元，控制开关单元的操作，以及由第一变压器生成的电压被供给控制单元以使控制单元开始操作，由于控制单元开始操作，所以开关单元被驱动，从第二转换器输出电压，此后向控制单元供给由开关单元输出的电压。
本发明的进一步特征将会根据参照附图对示范性实施例的以下描述变得清楚。
附图说明
图1是根据实施例1的电源装置的电路图。
图2A和2B是示例了开关FET的漏极电流中出现的贯通电流的图。
图3是根据实施例2的电源装置的电路图。
图4是根据实施例3的电源装置的电路图。
图5A是图像形成装置的示意性横截面图。
图5B是示出了电源装置和电系统的图。
图6A至6C是示出了电流谐振型电源装置中的输入AC电压与向使能端子施加的电压之间关系的图。
具体实施方式
[实施例1]
图1是实施例1的电源装置的电路图。虽然在本实施例中采用一般的电流谐振型电源装置，但本发明的技术思想也可应用于反激型和正激型电源装置。
图1中示出的电源装置100包括第一转换器101和第二转换器151。第一转换器101是DC-DC（直流-直流）转换器，其使用第一变压器140把通过由整流器二极管桥104整流和由初级平滑电容器105平滑的输入AC电压Vin获得的DC电压转换成预定DC电压（例如，3.3V）。整流器二极管桥104和初级平滑电容器105作为对输入了的AC电压进行整流和平滑、并输出所得电压的整流/平滑电路。第二转换器151是DC-DC转换器，其使用第二变压器115把通过由整流器二极管桥104整流和由初级平滑电容器105平滑的输入AC电压Vin获得的DC电压转换成预定DC电压（例如，24V）。电源装置还具有节能模式和正常模式，然而第一转换器101在这两个模式中都操作，第二转换器151在节能模式中停止或限制它的操作。例如，正常模式是图像形成装置执行图像形成的模式，节能模式是图像形成装置等待打印任务的待机状态。
第一转换器101通过开关电路141执行开关操作。变压器140的初级绕组在开关电路141的下游侧连接到开关电路141。从变压器140的次级绕组输出的电压被二极管和电容器整流和平滑，然后输出所得电压。此处，变压器140包括辅助绕组142。在辅助绕组142处生成与向变压器的初级绕组施加的电压成比例的比例电压。
第二转换器151向开关FET 106和107施加通过由整流器二极管桥104整流和由初级平滑电容器105平滑的输入AC电压Vin获得的DC电压。开关FET 106的电流输入端子连接到初级平滑电容器105的正侧，电流输出端子连接到开关FET 107的电流输入端子。开关FET107的电流输出端子连接到初级平滑电容器105的负侧。作为开关单元的开关FET 106和107的控制端子连接到电源控制IC 110。开关FET 107的电流输入端子连接到变压器115的初级绕组116的一端，开关FET 107的电流输出端子经由电流谐振电容器108连接到另一端。在变压器115的次级绕组118和119处感生AC电压。此AC电压被由两个整流器二极管120和121和平滑电容器122构成的整流/平滑电路整流和平滑，所得DC电压Vout被输出到电压输出单元127。以此方式，开关FET 106作为第一开关元件，其电流输入端子连接到整流/平滑电路的两个输出端中的一个输出端。另外，开关FET 107作为第二开关元件，其电流输出端子连接到整流/平滑电路的两个输出端中的另一个输出端，以及其电流输入端子连接到第一开关元件的电流输出端子。
反馈信号生成单元135生成与DC电压Vout成比例的反馈电压，以及把反馈电压输出到电源控制IC 110的FB（反馈）端子。电源控制IC 110作为控制电路（控制单元），其通过向开关FET 106的控制端子和开关FET 107的控制端子输出控制信号来使开关FET 106和开关FET 107执行开关操作。具体地，电源控制IC 110根据反馈电压，生成并向开关FET 106和107输出控制信号以使得DC电压Vout与目标电压匹配。如公知的，电源控制IC 110通过控制所述控制信号的通和断周期来使DC电压Vout接近目标电压。
从第一转换器101供给用于驱动电源控制IC 110的电能。第一转换器101的变压器140的辅助绕组142处的电压被由电阻器112、二极管113、以及电容器114构成的整流/平滑电路整流和平滑，所得电压被施加到电源控制IC 110的Vcc端子。控制单元133控制用于驱动电源控制IC 110的电能。控制单元133使用从第一转换器101供给的电能操作。控制单元133经由光电耦合器132向晶体管131的控制端子输入控制信号。通过接通和关断晶体管131来执行和停止向电源控制IC 110的电能供给。
还通过电压检测电路200单独控制电源控制IC 110的操作。当电源控制IC 110试图开始操作时，电压检测电路200把第一转换器101的变压器140的辅助绕组142处的电压（第一电压）施加到VSEN端子。另外，在电源控制IC 110开始操作之后，电压检测电路200把开关FET 106和107的中间电压（第二电压）施加到VSEN端子。换言之，从开关FET 106的电流输出端子与开关FET 107的电流输入端子之间的连接点获得向第二转换器151的初级侧施加的电压。以此方式，VSEN端子作为电压检测端子，其在电源控制IC 110要开始操作时接收第一电压的施加、以及在电源控制IC 110开始操作时接收第二电压的施加。
<需要检测操作停止电压（低电压）的描述>
操作停止电压Vstop是比操作开始电压Vstart低的电压。存在用于检测操作停止电压Vstop的两个特征。第一个特征是保护诸如开关FET 106和107、变压器115、以及电流谐振电容器108之类的元件免于过流状态。输入AC电压Vin越低，初级侧的电流越高。这是因为电源电路起作用以把次级侧的电能维持在恒定输出电能。然而，如果输入AC电压Vin过低，则存在初级侧的元件进入超过元件额定输入电流的过流状态的风险。鉴于此，第一个特征是保护初级侧的元件免于过流状态。第二个特征是抑制贯通电流向开关FET 106和107的流动。在接通开关FET 107的同时，开关FET 106中包括的寄生二极管开始经历反向恢复。贯通电流由于在反向恢复进行时的反向电流而流动。以此方式，存在如下情形：如果输入AC电压Vin下降至预定电压以下，则贯通电流流动。图2A示出了开关FET 106和107的漏极电流中出现的贯通电流的实例。当生成此贯通电流时，第二转换器的转换效率会降低，并可能出现元件故障。相应地，第二个特征是抑制此贯通电流。
以此方式，电源控制IC 110需要精确检测输入AC电压Vin的降低以便取得以下两个特征。
·保护元件免于过流状态
·防止贯通电流向开关FET的流动
<电压检测电路200的操作>
当向电源控制IC 110的VSEN端子施加大于或等于根据操作开始电压Vstart确定的操作开始阈值的电压时，电源控制IC 110开始操作，因此第二转换器151开始操作。然而，如果检测到异常低电压，则电源控制IC 110停止操作。具体地，如果VSEN端子处的电压下降到根据操作停止电压Vstop确定的操作限制阈值或更低，则电源控制IC 110停止或限制它自身的操作。
（1）第二转换器151开始操作之前的电路操作
第一转换器101在电源控制IC 110的VSEN端子处生成用于使得电源控制IC 110开始操作的第一电压。首先，第一转换器101的变压器140的辅助绕组142的两端之间的电压被由电阻器112、二极管113、以及电容器114构成的整流/平滑电路整流和平滑。整流和平滑后的电压随后经由晶体管206和二极管207被施加到由电阻器208和电阻器209构成的分压电路。注意，限流电阻器205连接在晶体管206的电流输入端子与控制端子之间。随后把电阻器208和电阻器209分压的电压施加到VSEN。此分压的电压与辅助绕组142两端之间的电压成比例。以此方式，这些电路作为生成与第一转换器101中包括的第一变压器140的辅助绕组处的电压成比例的第一电压并把第一电压施加到电源控制IC 110的第一电压生成电路。设置电阻器208和电阻器209的分压比率以使得例如在输入AC电压Vin是80V时分压后的电压与操作开始阈值匹配。操作开始阈值与操作开始电压Vstart成比例。
以下是向VSEN施加的电压的更详细描述。由于晶体管206被连接以成为射极跟随器，所以向基极端子施加的电压是第一转换器101的变压器140的辅助绕组142处的电压。向射极端子施加的电压是通过从基极电压中减去根据晶体管206的规范确定的基-射极电压而获得的电压。例如，晶体管206的基-射极电压大约是0.6V。具体地，通过以下等式获得此时向VSEN端子施加的电压。
VSEN端子电压＝(Ve206－Vf207)×R209/(R208＋R209)…等式1
Ve206＝Vb206－Vbe206…等式2
·Ve206：晶体管206的射极端子电压
·Vbe206：晶体管206的基-射极电压
·Vf207：二极管207的正向电压
·R208：电阻器208的电阻值
·R209：电阻器209的电阻值
以此方式，当把上述电压施加到VSEN端子时，电源控制IC 110可以准备启动操作。
同时，从第一转换器101向电源控制IC 110的Vcc端子供给驱动电压。如上所述，第一转换器101的变压器140的辅助绕组142处的电压被由电阻器112、二极管113、以及电容器114构成的整流/平滑电路整流和平滑。整流和平滑后的电压随后在控制单元133、光电耦合器132、以及晶体管131的控制下被施加到电源控制IC 110的VSEN。
以此方式，当驱动电压被施加到电源控制IC的Vcc端子、并且向VSEN端子施加的电压Vsns大于或等于操作开始阈值时，电源控制IC 110开始操作。如上所述，电压Vsns是与输入AC电压Vin的有效值成比例的第一电压。
（2）第二转换器151开始操作之后的电路操作
当第二转换器151开始操作时，控制单元133经由光电耦合器132向晶体管131输出用于关断晶体管206的控制信号。相应地，晶体管131的状态切换，因而晶体管211的状态也切换（导通）。当晶体管211导通时，晶体管206处的基极电压降低，因此最终晶体管206关断。注意，限流电阻器203连接到晶体管211的控制端子。当晶体管206关断时，不再供给向VSEN端子供给了的第一电压。相反，根据本实施例，开关FET 107的漏-源极电压被二极管201和电容器204整流和平滑并然后被电阻器202和电阻器209分压，这样生成的电压（第二电压）被施加到VSEN端子。第二电压与输入AC电压Vin的有效值成比例。换言之，这些电路作为从向第二转换器151的初级侧施加的电压生成与AC电压成比例的第二电压的第二电压生成电路。第二电压生成电路是一个类型的电压生成器，以及是可以在第二转换器151开始操作时供给电压的电压生成器。以此方式，本实施例的特征是向VSEN端子供给电压的电压生成器被切换为在第二转换器151开始操作之前和之后是不同的。
当把向VSEN端子施加的电压从第一电压切换为第二电压时，存在VSEN端子处的电压降低的情形。如果VSEN端子处的电压降低，则电源控制IC 110如以上所提到那样停止。鉴于此，电容器204连接到VSEN端子，来自第一转换器101的第一电压对电容器204充电。这使得能够在切换向VSEN端子施加的电压时维持VSEN端子处的第一电压。
（3）用于检测第二转换器151正稳定操作时的操作停止电压Vstop的方法
在第二转换器151正稳定操作的情况下，作为开关FET 107的漏-源极电压的第二电压继续施加到VSEN端子。此处，开关FET 107的漏-源极电压的波形是峰值为初级平滑电容器105的正端子电压的方波。此波形的周期与开关FET 107的开关周期匹配。
此处，设Vacr成为向VSEN端子施加的第二电压，则Vacr是由以下等式粗略表示的电压。
Vacr＝((R209/(R209＋R202))×Vdch×ON_DUTY)/(ON_DUTY＋R/R209×OFF_DUTY)…等式3
R209：电阻器209的电阻值
R202：电阻器202的电阻值
R：电阻器202和电阻器209的并联组合电阻，即，R＝R202×R209/（R202＋R209）
Vdch：初级平滑电容器105的正端子电压
ON_DUTY：开关FET 107在通状态中时的占空比
OFF_DUTY：开关FET 107在断状态中时的占空比
（注意，忽略二极管201的前向电压）
如果未提供二极管201或二极管201短路，也就是说，如果仅通过电阻器202配置电路，则可以通过等式4表示Vacr。
Vacr＝((R209/(R202＋R209))×Vdch×ON_DUTY)/(ON_DUTY＋OFF_DUTY)…等式4
然而，如果提供二极管201，则来自电容器204的电势在开关FET107在断状态中时降低比率R/R209。鉴于此，通过把等式4的OFF_DUTY乘以R/R209得出等式3。
此处，由于Vdch与输入AC电压Vin成比例，所以Vacr也与输入AC电压Vin成比例。换言之，检测Vacr与检测输入AC电压Vin同义。另外，预先设置电阻器202、电阻器209、以及电容器204的常数以使得在输入AC电压Vin下降到操作停止电压Vstop或更低时，向电源控制IC 110的VSEN端子施加的电压Vacr下降到操作限制阈值或更低。注意，把操作停止电压Vstop和操作限制阈值设置为使得能够抑制超过初级侧元件的额定值的过流状态、以及还使得能够抑制开关FET 106和107中的贯通电流的下限电压。
（4）低电压检测之后的操作和效果
在VSEN端子处的电压Vsns下降到操作限制阈值或更低时电源控制IC 110执行保护操作。例如，电源控制IC 110停止开关FET 106和107的振荡操作。这抑制超过初级侧元件的元件额定值的过流状态。这还抑制贯通电流向开关FET 106和107的流动。或者，电源控制IC110可以提高开关频率以便比当前设置值高。当前设置值是在VSEN端子处的电压Vsns下降到操作停止电压Vstop或更低的时刻开关FET 106和107的开关频率。如图2B中所示，当提高开关FET 106和107的开关频率时开关FET 106和107的漏极电流中未出现贯通电流。注意，虽然在提高开关频率时电压输出单元127的电压降低以比正常操作期间低，但可以抑制贯通电流和超过初级侧元件额定值的过流状态。以此方式，电源控制IC 110可以通过借由提高开关频率限制它自身的操作来抑制贯通电流。注意，“在正常操作期间”是指VSEN端子处的电压Vsns超过操作限制阈值的时段（当输入AC电压Vin超过60V时）。
通过以此方式从不同电源供给用于检测操作开始电压Vstart和操作停止电压Vstop的电压，可以通过稳定地启动和停止第二转换器151的操作来抑制过流状态和贯通电流。常规地，两个开关元件的两端之间的电压被分压电路分压并被检测，因而分压电路的电能消耗高，这是对节能的阻碍。然而，由于检测第一转换器101的变压器的辅助绕组142处的电压，所以本实施例在电能消耗方面有优势。注意，由于第一转换器101的开关电路141操作以保持辅助绕组142处的电压恒定，所以在辅助绕组142处的电压中未反映输入AC电压Vin的降低。换言之，无法通过仅监测辅助绕组142处的电压来确定输入AC电压Vin是否下降到了操作停止电压Vstop或更低。鉴于此，通过本实施例，通过监测开关FET 106和107的中间电压，可以在相比于监测两端之间电压的常规技术而言抑制电能消耗的情况下，检测输入AC电压Vin是否下降到了操作停止电压Vstop或更低。
[实施例2]
图3是实施例2的电源装置的电路图。实施例2针对检测操作开始电压和操作停止电压的电压检测电路400的配置与实施例1不同。注意，为与图1中的一样的图3中的部分给出了同样的附图标记以便简化描述。
可以把电压检测电路400粗略地划分成操作开始电压供给电路和操作停止电压（低电压）供给电路，操作开始电压供给电路用于把与操作开始电压Vstart成比例的第一电压施加到VSEN端子，以及操作停止电压（低电压）供给电路用于把与操作停止电压Vstop成比例的第二电压施加到VSEN端子。除了二极管207的位置的改变以外，操作开始电压供给电路的配置不变。另一方面，在操作停止电压供给电路中改变获得第一电压的点。换言之，通过实施例1，当第二转换器151正稳定操作时开关FET 107的漏-源极电压被施加到电源控制IC110的VSEN端子。与之相对，通过实施例2，初级平滑电容器105正端子处的电压被电阻器401和电阻器402分压，所得电压（第二电压）经由晶体管403和二极管201被施加到VSEN端子。以此方式，获得整流/平滑电路的初级平滑电容器105的两端之间的电压作为向第二转换器151的初级侧施加的电压。
电阻器401的一端连接到初级平滑电容器105的正端子，另一端连接到电阻器402的一端和晶体管403的电流输入端子。电阻器402的另一端连接到初级平滑电容器105的负端子。电阻器415的一端连接到晶体管403的电流输入端子。晶体管403的电流输出端子连接到二极管201的阳极端子。电阻器414的一端连接到晶体管403的控制端子。电阻器414的另一端连接到晶体管404的电流输入端子和电阻器415的另一端。电源控制IC 110的Vcc端子经由电阻器416连接到晶体管404的控制端子。
（i）第二转换器151操作之前的电路操作
由于这些操作与实施例1中描述的相同，所以此处将不会描述它们。
（ii）紧接第二转换器151开始操作之后的电路操作
接下来，当第二转换器151开始操作时，晶体管206如上所述关断。相应地，不再供给从第一转换器101向VSEN端子供给了的第一电压。替代的是，在实施例2中，把通过对初级平滑电容器105的正端子处的电压分压获得的第二电压供给到VSEN端子。注意，由于电容器204也在实施例2中连接到VSEN端子，所以抑制切换期间电压的降低。
（iii）第二转换器151正稳定操作时操作停止电压Vstop的检测
如果第二转换器151正稳定操作，则如上所述向电源控制IC 110的VSEN端子供给与初级平滑电容器105的正端子处的电压成比例的电压。另外，设置电阻器401、电阻器402、以及电容器204的常数以使得在输入AC电压Vin达到了操作停止电压Vstop（例如，60V）时，向VSEN端子施加的电压小于或等于操作限制阈值Vlow。
Vlow<Vdch*（R402/（R401＋R402））－Vf201…等式5
Vdch = Vstop &times; 2 . . . 等式6
R401：电阻器401的电阻值
R402：电阻器402的电阻值
Vf201：二极管201的前向电压Vf
Vdch：初级平滑电容器105的正端子电压
Vstop：根据输入AC电压Vin确定的操作停止电压（例如，60V）通过实验或仿真预先确定操作停止电压Vstop以便能够抑制超过初级侧元件的额定值的过流状态，以及能够抑制开关FET 106和107中的贯通电流。
（iv）低电压检测之后的操作和效果
将不会描述在实施例2中的低电压检测之后执行的操作，这是由于它们与实施例1中的类似。另外，与实施例1中的电路相同的实施例2的电路展现类似的效果。当获得操作开始电压Vstart的位置和获得操作停止电压Vstop的位置以此方式是不同位置时，可以稳定启动第二转换器151，并且在输入AC电压Vin降低时稳定停止第二转换器151。另外，第一电压和第二电压的施加在转变为节能模式时停止，这在电能消耗方面优于传统技术。
[实施例3]
图4是实施例3的电源装置的电路图。在实施例1和2中，表示操作开始电压Vstart的第一电压和表示操作停止电压Vstop的第二电压是在一个电压检测端子处检测的，然而实施例3的特征是在VSEN端子处检测操作开始电压Vstart，通过电压检测电路600检测操作停止电压Vstop。电压检测电路600运行以便如果输入AC电压Vin下降到操作停止电压Vstop（例如，60V）则切断电能向电源控制IC的Vcc端子的供给。注意，同样在实施例3中，为已经描述了的部分给予同样附图标记以便简化描述。
在图4中，二极管201的阳极端子连接到开关FET 106与107之间的点。阴极端子连接到电阻器606的一端。电阻器606的另一端连接到电容器608的一端、电阻器607的一端、以及比较器602的负输入端子。比较器602的正输入端子经由电阻器604连接到电源控制IC 110的Vcc端子。另外，比较器602的正输入端子连接到齐纳二极管605的阴极端子。比较器602的输出端子连接到光电耦合器603的发光元件。光电耦合器603的光接收元件连接到控制单元133。换言之，比较器602检测输入AC电压Vin下降到了操作停止电压Vstop或更低，经由光电耦合器603把检测结果传输给控制单元133。当控制单元133识别出输入AC电压Vin下降到了操作停止电压Vstop或更低时，控制单元133经由光电耦合器132关断晶体管131以切断电能向电源控制IC的Vcc端子的供给。
（i）第二转换器151开始操作之前的电路操作
第一转换器101的变压器140的辅助绕组142处的电压被由电阻器112、二极管113、以及电容器114构成的整流/平滑电路整流和平滑。整流和平滑后的电压随后被电阻器208和电阻器209分压以生成向电源控制IC 110的VSEN端子施加的第一电压。施加的第一电压与辅助绕组142处的电压成比例。电源控制IC 110在第一电压上升到操作开始阈值或更高时开始操作。注意，电能向电源控制IC 110的Vcc端子的供给与已经描述了的相同。
（ii）紧接第二转换器151开始操作之后的电路操作
即使在第二转换器151开始了操作之后，也从第一转换器101向VSEN端子施加电压。
（iii）用于检测第二转换器151正稳定操作时的操作停止电压的方法
根据图4，电阻器604和齐纳二极管605创建与操作限制阈值对应的参考电压。把此参考电压输入到比较器602的正端子。另一方面，把与开关FET 107的漏-源极电压成比例的第二电压输入到比较器602的负端子。注意，通过由二极管201整流和由电容器608平滑开关FET107的漏-源极电压、以及由电阻器606和电阻器607对所得电压进行分压来生成第二电压。以此方式，比较器602作为比较第二电压和操作限制阈值的比较单元。
选择电阻器604、齐纳二极管605、电阻器606、以及电阻器607的常数以使得在操作要开始时满足关系“比较器602的正端子电压<比较器602的负端子电压”、以及在操作开始之后满足关系“比较器602的正端子电压>比较器602的负端子电压”。
设Vcon(-)为比较器602的负端子电压，则与实施例1中的等式3类似地，Vcon(-)是由以下等式粗略表示的电压。
Vcon(-)＝((R607/(R607＋R606))×Vdch×ON_DUTY)/(ON_DUTY＋R/R607×OFF_DUTY)…等式7
R607：电阻器607的电阻值
R606：电阻器606的电阻值
R：电阻器606和电阻器607的并联组合电阻，即，R＝R606×R607/（R606＋R607）
Vdch：初级平滑电容器105的正端子电压
ON_DUTY：开关FET 107在通状态中时的占空比
OFF_DUTY：开关FET 107在断状态中时的占空比
（注意，忽略二极管201的前向电压）
另外，设Vcon(＋)为比较器602的正端子电压，则以下等式成立。
Vcon(＋)＝Vz…等式8
Vz：齐纳二极管605的齐纳电压
（iv）操作停止电压检测之后的电路操作和效果
当输入AC电压Vin降低时，初级平滑电容器105的两端之间的电压也降低。当输入AC电压Vin下降到操作停止电压Vstop或更低时，第二电压下降到操作限制电压或更低，因此比较器602的比较结果从低翻转为高。经由光电耦合器603把比较结果输入到控制单元133的VCON端子。当控制单元133识别出比较结果改变为高时，控制单元133经由光电耦合器132关断晶体管131。相应地，驱动电能向电源控制IC 110的供给停止。以此方式，控制单元133、光电耦合器132、晶体管131、以及电压检测电路600作为切断电路，该切断电路在第二电压超过操作限制阈值的情况下从第一转换器向控制电路供给驱动电能，以及在第二电压下降到了操作限制阈值或更低的情况下切断驱动电能从第一转换器101向电源控制IC 110的供给。
还在第二转换器151启动之前把比较结果“高”输入到控制单元133的VCON端子。然而，假定控制单元133被编程为在启动之前输入比较结果高时忽略它。
根据实施例3，虽然使用VSEN端子启动电源控制IC，但可以通过使用电压检测电路600检测操作停止电压Vstop来稳定停止电源控制IC。相应地，停止开关FET 106和107的振荡操作，因而抑制超过初级侧元件的额定值的过流状态、并且还抑制贯通电流。
其它实施例
虽然实施例1至3应用电流谐振型电源装置的示例以求简便，但本发明也可应用于其它类型，比如，反激型和正激型电源装置。这是因为对于这些类型也是一样，输入AC电压Vin越低，则初级侧的电流越高，因而存在出现过流状态等的可能性。
另外，上述电源装置100可以向各种电子装置供给电能。此外，可以提供两个或更多个第二转换器。在此情形中，第二转换器可以作为供给相互不同电压的DC-DC转换器。
以下参照图5A和5B描述作为电子装置的一个示例的图像形成装置。图像形成装置800是电子照相型图像形成装置。通过捡拾辊807向运送路径馈送纸张馈送盒801中储存的片材。通过充电部件802以均匀电势对作为图像载体的感光鼓803充电。曝光装置806输出与图像数据对应的光束以便在感光鼓803的表面上形成潜像。显影辊804通过使用调色剂使潜像显影来形成调色剂图像。转印装置809把调色剂图像从感光鼓803转印到片材。定影装置805通过定影辊808向调色剂图像施加压力和热量以把调色剂图像定影到片材上。以此方式，图像形成单元包括：感光鼓803，通过把感光鼓803曝光来形成潜像的曝光装置806，通过使用调色剂使潜像显影来形成调色剂图像的显影装置（显影辊804），把调色剂图像从感光鼓803转印到片材的转印装置809，以及把调色剂图像定影到片材上的定影装置805。
在图5B中，第一转换器101向打印机控制单元820供给3.3V的DC电压。第二转换器151生成24V的DC电压并把它供给电机821和822。电机821例如是驱动感光鼓803的电机。电机822是驱动定影辊808的电机。电机821和822作为用于驱动图像形成单元的驱动单元。
注意，可以添加用于生成5V和12V的DC电压的第三和第四转换器。在此情形中，第三和第四转换器的内部配置可以与第二转换器151的内部配置基本上类似。注意，5V例如是向驱动用于切换片材运送路径的挡板的电磁离合器（螺线管）供给的电压。
通过以此方式把本发明的电源装置100应用于图像形成装置800，图像形成装置800稳定地操作。如果图像形成装置800稳定地操作，则可以保持片材上形成的图像的质量。另外，由于成功图像形成的概率增大，所以本发明将会有助于耗材等的节省。
虽然参照示范性实施例描述了本发明，但要理解，本发明不限于所公开的示范性实施例。要为所附权利要求的范围赋予最广泛的解释以涵盖所有这种修改和等同结构和功能。

Claims (10)

1.一种电源装置，包括：
整流/平滑电路，对已输入的交流电压进行整流和平滑，并输出整流和平滑后的电压；
第一转换器，用第一变压器转换从整流/平滑电路输出的电压，并输出转换后的电压；以及
第二转换器，用第二变压器转换从整流/平滑电路输出的电压，并输出转换后的电压；
其中，第二转换器包括：
第一开关元件和第二开关元件，串联连接到整流/平滑电路的输出端；
控制电路，使第一开关元件和第二开关元件执行开关操作；
第一电压生成电路，生成与第一变压器的位于初级侧的辅助绕组处的电压相对应的第一电压，并把第一电压施加到控制电路；以及
第二电压生成电路，根据施加到第二转换器的初级侧的电压生成与交流电压相对应的第二电压，其中第二电压是第二变压器以及第一开关元件和第二开关元件的组之间的电压，并且
控制电路还被配置成在与第一变压器的位于初级侧的辅助绕组处的电压相对应的第一电压上升到第一阈值或更高时开始操作，并且在与交流电压相对应的第二电压下降到第二阈值或更低时停止或限制控制电路的操作，第二阈值比第一阈值低。
2.如权利要求1所述的电源装置，
其中，控制电路包括电压检测端子，在控制电路要开始操作时第一电压施加到所述电压检测端子，以及在控制电路开始操作时第二电压施加到所述电压检测端子，以及
控制电路在施加到电压检测端子的第一电压上升到第一阈值或更高时开始操作，以及在施加到电压检测端子的第二电压下降到第二阈值或更低时限制控制电路的操作。
3.如权利要求2所述的电源装置，其中，电压检测端子连接到电容器，所述电容器在施加到电压检测端子的电压从第一电压切换为第二电压时维持施加到电压检测端子的第一电压。
4.如权利要求1所述的电源装置，其中，当第二电压下降到第二阈值或更低时，控制电路停止操作或增大第一开关元件和第二开关元件的开关频率。
5.如权利要求1所述的电源装置，
其中，控制电路包括电压检测端子，在控制电路要开始操作时第一电压施加到电压检测端子，
控制电路在施加到电压检测端子的第一电压上升到第一阈值或更高时开始操作，以及
第二转换器包括：
比较器，比较第二电压和第二阈值；以及
切断电路，如果第二电压超过第二阈值则从第一转换器向控制电路供给驱动电能，以及当第二电压下降到第二阈值或更低时切断驱动电能从第一转换器向控制电路的供给。
6.如权利要求1所述的电源装置，
其中，第一开关元件的电流输入端子连接到整流/平滑电路的两个输出端中的一个输出端，第二开关元件的电流输出端子连接到整流/平滑电路的两个输出端中的另一个输出端，以及
第二电压生成电路从第一开关元件的电流输出端子与第二开关元件的电流输入端子之间的连接点获得施加到第二转换器的初级侧的电压。
7.如权利要求1所述的电源装置，其中，第二电压生成电路根据整流/平滑电路的平滑电容器的两端之间的电压来获得施加到第二转换器的初级侧的电压。
8.如权利要求1所述的电源装置，其中，如果控制电路停止操作，则停止第一开关元件和第二开关元件的开关操作。
9.一种图像形成装置，包括：
图像形成单元；
驱动单元，用于驱动图像形成单元；以及
电源装置，向驱动单元供给电能，
其中，电源装置包括：
整流/平滑电路，对已输入的交流电压进行整流和平滑，并输出整流和平滑后的电压；以及
第一转换器，用第一变压器转换从整流/平滑电路输出的电压，并输出转换后的电压；以及第二转换器，用第二变压器转换从整流/平滑电路输出的电压，并输出转换后的电压；
第二转换器包括：
第一开关元件和第二开关元件，串联连接到整流/平滑电路的输出端；
控制电路，使第一开关元件和第二开关元件执行开关操作；
第一电压生成电路，生成与第一变压器的位于初级侧的辅助绕组处的电压相对应的第一电压，并把第一电压施加到控制电路；以及
第二电压生成电路，根据施加到第二转换器的初级侧的电压生成与交流电压相对应的第二电压，其中第二电压是第二变压器以及第一开关元件和第二开关元件的组之间的电压，并且
控制电路还被配置成在与第一变压器的位于初级侧的辅助绕组处的电压相对应的第一电压上升到第一阈值或更高时开始操作，并且在与交流电压相对应的第二电压下降到第二阈值或更低时停止或限制控制电路的操作，第二阈值比第一阈值低。
10.如权利要求9所述的图像形成装置，
其中，图像形成单元包括：
图像载体；
曝光装置，通过把图像载体曝光来形成潜像；
显影装置，通过使用调色剂使潜像显影来形成调色剂图像；
转印装置，把调色剂图像从图像载体转印到片材；以及
定影装置，把调色剂图像定影到片材，
其中，驱动单元是驱动图像载体和定影装置中一个的电机。
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