CN103915998B - 开关电源、电力供应系统以及图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及开关电源、电力供应系统以及图像形成设备。一种开关电源，包括：变压器；半导体开关元件，其被设置在变压器的初级侧处；整流和平滑电路，其被设置在变压器的次级侧处；开关控制器，其被配置成执行开关控制以接通和断开半导体开关元件，其中开关控制器包括：停止电路，其被配置成当输入第一电平控制信号时执行停止处理以停止开关控制；重新启动电路，其被配置成当输入在电平方面与第一电平控制信号不同的第二电平控制信号时重新启动开关控制；以及限制电路，其被配置成，在开关电源的启动时，限制由停止电路执行的停止处理，直到开关电源的输出电压增加到目标电压。

Description

开关电源、电力供应系统以及图像形成设备

相关申请的交叉引用

本申请要求从2012年12月28日提交的日本专利申请No.2012-288202的优先权，其整个主题通过引用合并在此。

技术领域

本公开涉及一种用于抑制电源的误操作的技术。

背景技术

JP-A-2012-105378公开了一种用于通过使用从控制装置输出的控制脉冲信号在输出模式和输出停止模式之间切换开关电源的技术。

发明内容

在通过使用控制脉冲信号切换模式的配置中，当其中进入噪声时，存在由于错误的检测而切换开关电源的模式的可能性。JP-A-2012-105378采用存储开关电源的模式设定的内容并且将被存储的内容与实际模式进行比较的配置。如果被存储的内容不匹配实际模式，则通过重新输出控制脉冲信号，来将其恢复到已经设定的原始模式。

然而，在这样的情况下，因为需要存储模式设定，进一步消耗额外的内存，并且因为要求用于仅执行模式恢复的处理，所以控制装置的处理负荷变大。

本公开至少提供开关电源的控制方法，其与通过控制脉冲信号的控制方法相比较，由噪声造成的误操作低。

本公开公开了一种开关电源，包括：变压器；半导体开关元件，该半导体开关元件被设置在变压器的初级侧处；整流和平滑电路，该整流和平滑电路被设置在变压器的次级侧处；开关控制器，该开关控制器被配置成执行开关控制以接通和断开半导体开关元件。开关控制器包括：停止电路，该停止电路被配置成当输入第一电平控制信号时执行停止处理以停止开关控制；重新启动电路，该重新启动电路被配置成当输入其电平与第一电平控制信号不同的第二电平控制信号时重新启动开关控制；以及限制电路，该限制电路被配置成，在开关电源启动时，限制由停止电路执行的停止处理的执行，直到开关电源的输出电压增加到目标电压。

根据此配置，通过控制信号的电平控制开关电源。为此，与通过脉冲信号的控制系统相比较，由于噪声造成误操作小。

而且，因为限制电路限制停止电路的操作，直到开关电源的输出电压变成目标电压，所以能够可靠地启动开关电源，而不会紧接在电力被接通之后由于启动停止电路而停止开关控制。

开关电源可以具有下述配置。

在上述开关电源中，开关控制器可以包括控制输入端口，并且根据控制输入端口的电压的电平信号可以作为控制信号被输入到停止电路和重新启动电路。根据此配置，通过切换控制输入端口的电压来切换控制信号的电平。

在上述开关电源中，限制电路可以检测控制输入端口的电压的切换，并且然后释放对执行停止处理的限制。根据此配置，能够限制将控制信号输入到停止电路，直到控制输入端口的电压被完全地切换。

在上述开关电源中，限制电路可以包括：门电路，该门电路被配置成切换是否要将控制信号输入到停止电路；和门控制电路，该门控制电路被配置成控制门电路，其中门控制电路控制门电路，使得限制向停止电路输入控制信号，直到开关电源的输出电压被增加到目标电压。门控制电路可以控制门电路，使得在开关电源的输出电压达到目标电压之后，允许向停止电路输入控制信号。

因为限制控制信号的输入，直到开关电源的输出电压上升到目标电压，所以能够通过停止电路限制停止处理的执行。

上述开关电源可以包括：电压生成电路，该电压生成电路被配置成生成开关控制器的电源电压，其中在开关电源的输出电压增加到目标电压之后的时间，电压生成电路的输出电压达到基准值；和信号输出单元，该信号输出单元被配置成，在将电压生成电路的输出电压与基准值相比较，并且输出电压达到基准值时，将定时信号输出到门控制电路。在启动之后，门控制电路可以将限制输入控制信号的指令输出到门电路，直到从信号输出单元输入定时信号，并且当从信号输出单元输入定时信号时，门控制电路可以将允许输入控制信号的指令输出到门电路。根据此配置，通过使用电压生成电路的输出电压来控制门电路。因此，与设置用于检测开关电源的输出电压的专用检测单元的情况，即，通过使用专用检测单元的检测值来控制门电路的情况相比较，能够简化电路配置。

上述开关电源可以包括定时器，该定时器被配置成计数开关电源的输出电压增加到目标电压所需的必要时间，其中门控制电路控制门电路，使得在定时器计数必要时间的同时，限制向停止电路输入控制信号，门控制电路可以控制门电路，使得在定时器结束必要时间的计数之后，允许向停止电路输入控制信号。

因为没有必要测量开关电源的输出电压，所以能够通过仅设置定时器的简单配置来限制控制信号的输入。

在上述开关电源中，开关控制器可以包括：驱动器电路，该驱动器电路被配置成执行开关控制以接通和断开半导体开关元件；第一电源电路，该第一电源电路起到驱动器电路的电源的作用；启动电路，该启动电路被配置成通过从主电源侧接收电力来操作，并且使第一电源电路启动；和第二电源电路，该第二电源电路被配置成从主电源侧接收电力，并且将电力供应给限制电路。当输入作为控制信号的第一电平信号时，停止电路可以停止第一电源电路，从而执行停止处理，并且当输入作为控制信号的第二电平信号时，重新启动电路可以重新启动第一电源电路，从而通过操作启动电路来重新启动驱动器电路中的开关控制。

根据此配置，当主电力被接通时，启动电路操作从而启动第一电力供应电路。因此，因为驱动器电路开始执行开关控制，所以开关电源变成处于输出状态下。此外，当开关电源是处于输出状态下时，如果输入第一电平的控制信号，则停止电路停止第一电力供应电路。结果，驱动器电路停止从而停止开关控制，并且开关电源的输出被停止。此外，当开关电源的输出是处于停止状态时，如果输入第二电平的控制信号，则重新启动电路操作启动电路从而重新启动第一电源电路。因此，因为驱动器电路恢复开关控制，所以开关电源是处于输出状态。

一种电力供应系统包括：上述开关电源；和控制装置，该控制装置被配置成通过从开关电源接收电力来操作。控制装置将切换信号发送到开关电源的开关控制器以切换控制信号的电平，从而在处于开关控制器执行开关控制的输出状态下的输出模式与处于开关控制器停止开关控制的输出停止状态下的输出停止模式之间切换开关电源的模式。

根据此配置，能够在输出模式和输出停止模式之间切换开关电源。

电源系统可以具有下述配置。

在上述电力供应系统中，开关电源可以包括切换电路，该切换电路响应于从控制装置输出的切换信号来切换控制输入端口的电压，其中切换电路包括：光接收元件，该光接收元件的一侧被连接到控制输入端口，并且其另一侧被连接到第二电平电势；和发光二极管，该发光二极管被配置成响应于切换信号来发射光，以使光接收元件导通。在发光二极管被断开的情况下，当控制信号被改变到第一电平并且控制输入端口的电压变成第一电平时，开关电源改变到输出停止模式。在发光二极管被接通的情况下，当控制信号被改变到第二电平并且控制输入端口的电压变成第二电平时，开关电源改变到输出模式。控制装置紧接在通过从开关电源接收电力而启动之后，输出接通发光二极管的信号作为切换信号。

根据此配置，在输出模式期间，光发射元件被接通，并且在输出停止模式期间，光发射元件被断开。如果接通和断开状态逆转，则在输出停止模式期间，存在继续地接通发光二极管的需要。在这样的情况下，输出停止模式的功率消耗增加。在这点上，在电力供应系统S中，因为在输出停止模式期间发光二极管被断开，所以能够减少输出停止模式的功率消耗。

此外，当紧接在通过从开关电源接收电力而启动之后，发光二极管变成断开状态时，因为开关电源被改变到输出停止模式，所以存在电力供应系统不能够被启动的可能性。换言之，当通过应用AC电源启动电力供应系统时，由于开关电源被改变到输出停止模式，存在电力供应系统的启动被停止的可能性。在这点上，在该配置中，控制装置紧接在通过从开关电源接收电力而启动之后，输出用于接通发光二极管的信号作为切换信号。因此，因为开关电源在启动时保持输出模式，变得能够确实地启动电力供应系统。

在上述开关电源中，控制装置可以包括电力存储单元，该电力存储单元通过开关电源的输出来充电，并且在输出停止模式下用作控制装置的电源。

在开关电源被停止的情况下，因为提供起到辅助电源作用的电力存储单元，所以控制装置能够控制开关电源的模式，而不论开关电源的输出是否被停止。然而，因为电力存储单元在供应电力的时间还没有被充电，存在控制装置不能够将预期的信号输出到开关电源从而引起开关电源的误操作的可能性。通过将本公开应用于这样的配置，能够抑制开关电源的误操作。

由本说明书公开的电力供应系统能够被应用于包括执行打印处理的打印单元的图像形成设备。

根据此公开，能够抑制至少电力供应系统和开关电源的误操作。

附图说明

通过参考附图来考虑下面的详细描述，本公开的前述的和附加的特征和特性将会变得更加明显，其中：

图1是图示根据第一实施例的打印机1的电气配置的框图；

图2是电力供应系统的电源装置的电路图；

图3是图示控制IC的框图；

图4是图示电力供应系统中的控制装置侧的电路的电路图；

图5是图示开关电源的输出波形的视图；

图6是图示根据第二实施例的控制IC的框图；

图7是图示开关电源的输出波形的视图；

图8是图示根据第三实施例的控制IC的框图；

图9是图示开关电源的输出波形的视图；以及

图10是图示电力供应系统中的电力供应装置（图示变化的示例）的电路图。

具体实施方式

（第一实施例）

将会参考图1至图5描述本公开的第一实施例。

1.打印机的描述

图1是图示打印机1（本公开的“图像形成设备”的示例）的电气配置的框图。打印机1包括打印单元2、通信单元3a、图像存储器3b、以及电力供应系统S。电力供应系统S包括电源装置10和控制装置80。电力供应装置10是用于打印机1的电力供应并且将电力供应到打印单元2、通信单元3a、图像存储器3b、以及控制装置80。

打印单元2包括：感光鼓2a；充电器2b，该充电器2b执行充电感光鼓2a的表面的充电处理；曝光装置2c，该曝光装置2c执行在感光鼓2a的表面上形成静电潜像的曝光处理；显影装置2d，该显影装置2d执行将显影剂附着到被形成在感光鼓2a的表面上的静电潜像以形成显影剂图像的显影处理；转印装置2e，该转印装置2e执行将显影剂图像转印到记录介质上的转印处理；以及定影装置2f，该定影装置2f执行将转印到记录介质上的显影剂图像定影的定影处理。

打印单元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处理，以在记录介质上打印数据。通信单元3a与诸如PC等等的信息终端设备通信，并且具有从信息终端设备接收打印指令或者打印数据的功能。图像存储器3b临时存储从信息终端设备接收到的打印数据。

在打印机1中，当通信单元3a从信息终端设备接收打印指令时，控制装置80指示打印单元2执行包括充电处理、曝光处理、显影处理、转印处理、以及定影处理的打印处理，以将打印数据打印在记录介质上。此外，打印单元2的操作电压是24V，然而通信单元3a、图像存储器3b、以及控制装置80的操作电压是3.3V。

2.电力供应系统的电路的描述

首先，将会参考图2描述电力供应系统S的电力供应装置10的配置。电力供应装置10包括开关电源20、DC-DC转换器35、以及DC-DC转换器45。开关电源20包括整流和平滑电路21；变压器23；FET（场效应晶体管）25；整流和平滑电路27；电压检测电路29；控制IC50，该控制IC50对FET25执行开关控制。此外，FET是本公开的“半导体开关元件”的示例，并且控制IC是本公开的“开关控制器”的示例。

整流和平滑电路21是所谓的电容器输入型，并且包括：桥接二极管D1，该桥接二极管D1整流AC电源15（与本公开中的“主电源”相对应）的AC电压（220V）；和电容器C1，该电容器C1平滑被整流的电压。另外，变压器23被设置在整流和平滑电路21的输出侧上，并且通过整流和平滑AC电压获得的输入电压Vin（大约322V的DC电压）通过输入线Lin被施加到变压器23的初级线圈N1。

FET25是N沟道MOSFET并且具有被连接到初级线圈N1的漏极D和被连接到基准电势Ve的源极S。当导通/截止信号（PWM信号）被从控制IC50供应到栅极G时，FET25被接通和断开。因此，变压器23的初级侧被振荡并且在变压器23的次级线圈N2中感生电压。

此外，电压生成电路31被设置在变压器23的初级侧上。电压生成电路31使用二极管D2和电容器C2整流和平滑在被设置在变压器23的初级侧上的辅助线圈N3中感生的电压。电压生成电路31用作用于控制IC50的电源（大于20V）。

整流和平滑电路27被设置在变压器23的次级侧上并且包括二极管D3和电容器C3。整流和平滑电路27整流和平滑在变压器23的次级线圈N2中感生的电压。因此，开关电源20通过输出线Lo1输出24V的DC电压。

如在图2中所示，在分支点J处，输出线Lo1被分支成三条线，并且DC-DC转换器35和45被设置到分支线中的每一条。DC-DC转换器35将开关电源20的输出电压Vo1减少到5V并且从输出线Lo2输出电压。此外，DC-DC转换器45将开关电源20的输出电压Vo1减少到3.3V并且从输出线Lo3输出电压。如上所述，电源装置10输出24V、5V、以及3.3V的三个电压。

电压检测电路29被设置在整流和平滑电路27和输出线的分支点J之间。电压检测电路29检测开关电源20的输出电压Vo1（DC24V）的电平，并且包括一对检测电阻器R1和R2、分路调节器Re、以及发光二极管LED1，该发光二极管LED1被串联地连接到分路调节器Re。

检测电阻器R1和R2被设置在输出线Lo1和接地线Lg之间，并且检测通过电阻比将输出电压Vo1分压而获得的分压电压Vg。分路调节器Re供应与分压电压Vg和分路调节器Re的基准电压之间的电平差相对应的电流。因此，电流流到发光二极管LED1并且发光二极管LED1输出具有根据基准电压和分压电压Vg之间的电平差的光量的光学信号。

发光二极管LED1与被连接到控制IC50的反馈端口FB的光电晶体管PT1一起形成光电耦合器。为此，发光二极管LED1的光学信号通过光电晶体管PT1被恢复到电信号。因此，指示分路调节器Re的基准电压和分压电压Vg之间的电平差的信号（在下文中，被称为反馈信号）被输入（反馈）到控制IC50的反馈端口FB。

如在图2中所示，控制IC50包括五个端口，即，被连接到电压生成电路31的电源端口VCC、通过齐纳二极管D4被连接到输入线Lin的高压输入端口VH、输入反馈信号（输出电压检测信号）的反馈端口FB、输出导通/截止信号（PWM信号）的输出端口OUT、以及控制输入端口EN。此外，控制输入端口EN通过上拉电阻器Ru被连接到被设置在控制IC50中的第二电源电路69。在图2或者图3中，控制IC中用于上拉连接的端口被省略。

将会参考图3描述控制IC50的电路块。控制IC50包括被连接到高压输入端口VH的启动电路51、第一电源电路53、软启动电路55、被连接到电源端口VCC的VCC检测电路56、被连接到输出端口OUT的驱动器电路57、以预定的频率振荡三角波的振荡电路59、被连接到反馈端口FB的比较运算电路63、重新启动电路65、振荡停止电路67、第二电源电路69、以及停止许可电路71。

VCC检测电路56检测电压生成电路31的输出电压Vcc以确定输出电压Vcc是否超过基准值（例如，16V）。启动电路51减少被施加到高压输入端口VH的输入电压并且将电压供应给第一电源电路53。即，启动电路51从作为主电源的AC电源接收电力以操作和启动第一电源电路53。此外，第一电源电路53将电力供应给除了重新启动电路65、停止电路67、停止许可电路71和第二电源电路69之外的电路55、56、57、59以及63。当第一电源电路53停止时（当振荡停止时）将第一电源电路53作为电力供应的电路55、56、57、59以及63没有被供应有电力。另一方面，将第二电源电路69作为电力供应的停止许可电路71、停止电路67、以及重新启动电路65在应用AC电源之后始终被施加有电流。

紧接在启动之后直到电压生成电路31的输出电压Vcc增加到第二基准值，第一电源电路53从启动电路51接收电力，生成5V的电源电压，并且将该电力供应到电路55、56、57、59、以及63中的每一个。另一方面，在电压生成电路31的输出电压Vcc达到该基准值之后，第一电源电路53通过VCC检测电路56的命令来切换为从电压生成电路31供应电源，生成5V的电源电压，并且将该电力供应到电路55、56、57、59、以及63。

软启动电路55逐步地增加通过驱动器电路57被施加到FET25的栅极G的导通/截止信号（PWM信号）的占空比，使得当启动时其缓慢地增加开关电源20的输出。

比较运算电路63执行将反馈信号的电平与基准电压的电平相比较的操作，并且根据比较结果将反馈信号输出到驱动器电路57。

驱动器电路57将导通/截止信号（PWM信号）输出到FET25的栅极G以对FET25执行开关控制。基于被输入到反馈端口FB的反馈信号确定PWM信号的PWM值（占空比）。

重新启动电路65和停止电路67被共同地连接到控制输入端口EN，并且其具有将与控制输入端口EN的电压的电平相对应的控制信号（电平信号）SrB输入到电路65和67两者的配置。即，当控制输入端口EN的电压是处于高电平时，高电平控制信号SrB经由控制输入端口EN被输入到电路65和67两者。当控制输入端口EN的电压是处于低电平时，低电平控制信号SrB通过控制输入端口EN被输入到电路65和67两者。

停止电路67在通过控制输入端口EN输入高电平控制信号SrB（与本公开的“第一电平”相对应）的条件下中断第一电源电路53，并且然后执行停止通过驱动器电路57的开关控制的停止处理。即，当第一电源电路53被停止时，到电路56、57、59以及63的电力供应被切断，并且驱动器电路57的输出停止（输出端口OUT的阻抗高），并且因此停止通过驱动器电路57的开关控制。因此，变压器23的振荡停止。术语“中断（interruption）”意指切断从电压生成电路31到第一电源电路53的电力供应以停止第一电源电路53。

重新启动电路65在通过控制输入端口EN输入低电平控制信号SrB（与本公开中的“第二电平”相对应）的条件下将重新启动信号输出到启动电路51以重新启动启动电路51。第二电源电路69和启动电路51被连接到高压输入端口VH。第二电源电路69减少从高压输入端口VH输入的电压以生成5V的电源电压，并且将电力供应给重新启动电路65、停止电路67以及停止许可电路71。即，第二电源电路69从AC电源15接收与主电源相对应的电力。

停止许可电路71是本公开的限制电路的示例。停止许可电路71被连接到控制输入端口EN，并且其具有向其输入被输入到控制输入端口EN的控制信号SrB的配置，与停止电路67和重新启动电路65相类似。紧接在开关电源20的启动之后，停止许可电路71将用于限制执行停止处理的限制信号（例如，低电平信号）输出到停止电路67。结果，紧接在开关电源20的启动之后能够限制停止电路57执行停止处理。

紧接在开关电源20的启动之后，停止许可电路71保持将限制信号S1输出到停止电路67，同时保持控制输入端口EN的电压是处于高电平。停止许可电路71检测控制输入端口EN的电压的切换以停止限制信号S1的输出。在本示例中，当控制输入端口EN的电压从高电平切换到低电平时，停止许可电路71检测到电压的切换，并且停止限制信号S1的输出，将允许执行停止处理的许可信号S2（例如，高电平的电平信号）发送到停止电路67。因此，在接收到许可信号S2之后，停止电路67变得能够执行停止处理。根据上面的描述，本公开实现了“限制电路（在本示例中，停止许可电路）检测控制输入端口的电压的切换，并且释放对执行停止处理的限制（在本示例中，停止限制信号S1）”。

接下来，将会参考图4描述控制装置80。控制装置80包括主块B1，该主块B1控制打印机1的打印单元2；和模式控制块B2。通过诸如一个或者更多个CPU、ASIC等等，或者CPU和硬件电路（hardcircuit）的组合当中的任意一个可以形成主块B1和模式控制块B2。

主块B1的电源端口P1被连接到DC-DC转换器45的输出线Lo3，并且DC-DC转换器45通过电源端口P1从开关电源20供应电力。主块B1接收电力，并且仅在输出模式中接通，这将会在下面描述。当开关电源20被切换到下面将会描述的输出停止模式时，到主块B1的电力供应被切断，并且主块B1被断开。

模式控制块B2的电源端口P2被连接到DC-DC转换器35侧，并且通过DC-DC转换器35将电力从开关电源20供应到电源端口P2。具体地，电容器（用于存储的电双层电容器）C4通过二极管D4被连接到DC-DC转换器35的输出线Lo2。二极管D4防止从电容器C4至DC-DC转换器35的反向电流。电容器C4是本公开的“电力存储单元”的示例。

从电容器C4和二极管D4之间的连接点（图4中的点（a）拉出中继线L1。中继线L1被连接到模式控制块B2的电源端口P2。因此，模式控制块B2在输出模式下通过DC-DC转换器35从开关电源20接收电力。电容器C4在输出停止模式下用作用于模式控制块B2的电源；在输出模式下通过输出线Lo2将充电电流从DC-DC转换器35供应给电容器C4。

如在图4中所示，控制端口P3被设置在模式控制块B2中并且被连接到晶体管85的基极B。晶体管85具有被连接到0V的发射极E和被连接到发光二极管LED2的阴极。此外，输入端口P4被设置在模式控制块B2中。模式控制块B2被连接到用于通过用户指令模式切换的模式切换开关SW2。

发光二极管LED2具有被连接到中继线L1的阴极。发光二极管LED2和光电晶体管PT2形成光电耦合器。如在图2中所示，光电晶体管PT2具有被连接到控制输入端口EN的集电极（与本公开中的一侧相对应）和被连接到初级侧的基准电势（与本公开中的“第二电平电势”相对应）的发射极（与本公开中的另一侧相对应）。当从模式控制块B2的控制端口P3将高电平切换信号SrA输出到晶体管85的基极并且构成光电耦合器的发光二极管LED2被接通时，光电晶体管PT2是处于导通状态（接通状态）并且控制IC50的控制输入端口EN变成低电平（基准电势Ve）。此外，当从模式控制块B2的控制端口P3将低电平切换信号SrA输出到晶体管85的基极并且形成光电耦合器的发光二极管LED2被断开时，光电晶体管PT2是处于非导通状态（断开状态），并且控制IC50的控制输入端口EN变成高电平（第二电源电路69的输出电势）。

顺便提及，发光二极管LED2对应于本公开的“发光二极管”，光电晶体管PT2对应于本公开的“光接收元件”。而且，由发光二极管LED2形成的光电耦合器和光电晶体管PT2对应于本公开的“切换电路”。

模式控制块B2具有用于将切换信号SrB输出到控制IC50以切换控制输入端口EN的电压电平并且从而在输出模式和输出停止模式之间切换开关电源20的功能。输出模式使控制IC50执行开关控制并且然后使晶体管23的初级侧振荡，使得开关电源20被切换到输出状态。此外，输出停止模式通过控制IC50停止开关控制，从而停止开关电源20的输出。

顺便提及，在本实施例中，在开关电源20切换到输出模式的情况下，通过输出高电平切换信号SrA来接通发光二极管LED2并且然后导通光电晶体管PT2。结果，控制输入端口EN的电压被切换到低电平（与本公开的“第二电平”相对应）。另一方面，在将开关电源20切换到输出停止模式的情况下，通过输出低电平切换信号SrA来断开发光二极管LED2并且没有导通光电晶体管PT2。结果，控制输入端口EN的电压被切换到高电平（与本公开的“第一电平”相对应）。此外，紧接在模式控制块B2从开关电源20接收电力并且启动之后，高电平切换信号SrA被输出到控制IC50，从而接通发光二极管LED2。理由如下。当模式控制块B2被启动时，如果低电平切换信号SrA被输出到控制IC50并且断开发光二极管LED2，则开关电源20紧接在应用AC电源之后改变到输出停止模式，使得引起不能够启动电源系统S的状态。

在图4中示出的检测电路87检测延迟线L1的线电压（电容器C4的充电电压、在图4中示出的点（a）处的电压）Vdd。检测电路87包括检测延迟线L1的线电压Vdd的检测电阻器R3和R4，和将通过检测电阻器R3和R4检测到的电压值与基准值相比较并且输出比较结果的比较器CP。

当线电压Vdd大于基准电压Vs时，比较器CP将高电平检测信号输出到模式控制块B2的端口P5。当线电压Vdd小于基准电压时，比较器CP将低电平检测信号输出到端口P5。

当从比较器CP输出低电平检测信号时，模式控制块B2将开关电源20改变到输出模式并且使电容器C4重新充电。因此，即使当在长时间内保持输出停止模式并且减少电容器C4的充电电压时，能够通过重新充电电容器C4保持模式控制块B2的电源电压。此外，在图4中示出的开关SW2是用户使用以指令模式控制块B2切换模式的模式切换开关。

3.电源系统S的操作的描述

3-1.当应用AC电源时的操作

当电源开关SW1被接通（时间点t1）时，通过整流和平滑AC电源15的AC电压获得的输入电压Vin被施加到开关电源20的输入线Lin。然后，因为通过高电压输入端口VH从AC电源15供应电力，所以控制IC50中第二电源电路69和启动电路51启动（时间点t2）。在启动之后第二电源电路69将电力供应给重新启动电路65、停止电路67、以及停止许可电路71。通过供应电力，停止电路67或者重新启动电路65处于操作状态下；但是，紧接在电力供应启动之后，因为将限制信号S1从停止许可电路71输出到停止电路67，所以停止电路67是处于限制执行停止处理的状态中。此外，在第二电源电路69的启动之后，控制输入端口EN的电压是处于高电平（时间点t2）。

在启动之后，启动电路51减少输入电压Vin并且将电压输出到第一电源电路53。因此，第一电源电路53启动。第一电源电路53的输出电压在第一电源电路53启动之后逐渐地增加。然后，当输出电压达到预定值之后，从第一电源电路53接收电力的电路55、56、57、59以及63中的每一个变成接通状态。其后，软启动电路55通过驱动器电路57将导通/截止信号（PWM信号）施加到FET25的栅极G。因此，因为FET25被反复地接通和断开，所以开关电源20的变压器23的初级侧开始振荡，在变压器23的初级侧上感生电压（时间点t3：开始振荡）。

软启动电路55逐渐地增加PWM值。结果，FET25的接通时间逐渐地增加，并且开关电源20的输出缓慢地增加。结果，24V系统的输出线Lo1的线电压、5V系统的输出线Lo2和3.3V系统的输出线Lo3增加。

此外，中继线L1的线电压Vdd（作为模式控制块B2的电源电压Vdd的、在图4中示出的点（a）处的电压）根据5V系统的输出线Lo2的线电压增加而增加。然后，当中继线L1的线电压Vdd达到目标电压（比使得控制装置80能够可操作并且使得发光二极管LED2能够被接通的电压大的电压，例如，3V）时，模式控制块B2启动（时间点t4）。在启动之后，模式控制块B2从控制端口P3将高电平切换信号SrA输出到晶体管85。当输出高电平切换信号SrA时，晶体管85被接通并且发光二极管LED2被接通。因此，因为光电晶体管PT2被导通（接通），所以控制IC50的控制输入端口EN的电平从高电平切换到低电平。

然后，在模式控制块B2启动的时间点t4，如果控制IC50的控制输入端口EN的电平从高电平切换到低电平，则停止许可电路71检测到电压的切换。然后，许可信号S2被从检测电压切换的停止许可电路发送到停止电路67（时间点t5）。结果，在应用AC电源之后继续地保持的限制停止处理的状态被释放，并且在时间点t5之后允许停止电路67执行停止处理。

如上所述，根据在从应用AC电源的时间起的预定时段期间限制停止电路67的停止处理，电源系统S能够被确实地启动。理由如下。从应用AC电源的时间起直到中继线L1的线电压Vdd达到目标电压（时间点t1至t4），模式控制块B2不能够操作。在这样的情况下，晶体管85处于断开状态，并且光电耦合器的发光二极管LED2处于断开状态。因此，因为控制IC50的控制输入端口EN的电平变成高电平，如果通过停止电路67执行的停止处理没有被限制，则停止电路67执行停止处理以切断第一电源电路53，结果，能够停止从第一电源电路接收电力的电路55、56、57、59以及63。换言之，如果限制由停止电路67执行的停止处理，因为不考虑当应用AC电源时中断第一电源电路53，所以能够确实地启动电力供应系统S，而没有停止电路55、56、57、59以及63中的每一个。

此外，在时间点t4的阶段，24V系统的输出线的线电压没有达到目标电压，并且开关电源20的输出进一步增加。然而，在VCC检测电路56监测电压生成电路31的输出电压Vcc的同时，当输出电压Vcc超过基准电压时，其指令第一电源电路53将电力供应源从启动电路51侧切换到电压生成电路31侧（时间点t6）。因此，在电压生成电路31的输出电压Vcc超过基准值之后（在时间点t6之后），第一电源电路53从电压生成电路31侧接收电力，并且启动电路51被停止。

当电压生成电路31的输出电压Vcc超过基准值时，VCC检测电路56停止软启动电路55。然后，在软启动电路55被停止之后，切换到反馈控制，并且驱动器电路57基于被输入到反馈端口FB的反馈信号执行PWM输出。因此，开关电源20的输出被控制使得通过电压检测电路29检测到的输出电压Vo1达到24V的目标电压（输出模式）。此外，在图5的示例中，在时间点t1放大AC电源之后，在时间点t7，开关电源20的24V系统的线电压达到是目标电压的24V。

在输出模式下，通过电源装置10将电力供应到打印机1的各个组件。即，打印单元2通过输出线Lo1从开关电源20接收电力（电源电压24V）。此外，通信单元3a、图像存储器3b以及主块B1经由DC-DC转换器45从开关电源20接收电力（电源电压3.3V）。此外，控制装置80的模式控制块B2经由DC-DC转换器35从开关电源20接收电力（电源电压5V）。

因此，打印机1是处于可打印的状态下，即，处于能够从诸如PC等等的信息终端设备接收打印指令以根据打印指令执行打印处理的状态下。在输出模式下，通过开关电源20的输出线Lo1和二极管D4将充电电流供应到电容器C4。因此，电容器C4被充电。

3-2.从输出模式改变到输出停止模式，从输出停止模式改变到输出模式

然后，当在输出模式下操作模式切换开关SW2时，打印机1的待机模式继续预定时间，因为其被切换到输出停止模式，控制装置80的模式控制块B2将低电平切换信号SrA输出到晶体管85（时间点t8）。

当输出低电平切换信号SrA时，晶体管85处于断开状态并且然后发光二极管LED2被切断。因此光电晶体管PT2没有被导通（断开状态），控制IC50的控制输入端口EN的电平从低电平改变到高电平。结果，通过控制输入端口EN向重新启动电路65和停止电路67输入高电平控制信号SrB。然后，当停止电路67接收到高电平控制信号SrB时，停止电路67执行停止处理以中断第一电源电路53。因此，使用第一电源电路53作为电源向各个电路55、56、57、59、63的电力供应被停止。

因此，驱动器电路57被停止，并且输出端口OUT的阻抗为高，使得变压器23的初级侧的振荡被停止。因此，开关电源20被切换到开关电源20的输出被停止的输出停止模式。

因此，在输出停止模式中，开关电源20是处于输出停止状态下，向打印单元2、通信单元3a、图像存储器3b、以及控制装置80的主块B1的所有电力供应停止。顺便提及，控制装置80的模式控制块B2是处于操作状态，因为其从电容器C4接收电力。

因此，当低电平检测信号被从比较器CP输出到端口P5时，或者当在输出模式下操作切换开关SW2时，控制装置80的控制块B2被改变到输出模式，使得其将高电平切换信号SrA输出到晶体管85（时间点t9）。

当输出高电平切换信号SrA时，晶体管85被接通，使得发光二极管LED2被接通。结果，因为光电耦合器PT2被导通（接通状态），所以控制IC50的控制输入端口EN的电平从高电平切换到低电平。因此，经由控制输入端口EN向停止电路67和重新启动电路65输入低电平控制信号SrB。然后，当接收到低电平控制信号SrB时，重新启动电路65重新启动启动电路51。

因此，与供应AC电源的时间相类似，第一电源电路53根据从启动电路51输出的电压生成5V的电源电压并且将电力供应到电路55、56、57、59、63以及67。然后，软启动电路55操作，开关电源20的输出缓慢地增加，并且开关电源20被改变回输出模式。

4.效果描述

如上所述，在电力供应系统S中，通过电平信号（控制信号SrB）控制开关电源20的模式。因此，与通过脉冲信号控制的控制信号相比较，其由于噪声的误操作小。此外，因为作为限制电路的停止许可电路71限制停止电路67的操作，直到开关电源20的输出电压（中继线L1的线电压Vdd）达到目标电压（在本示例中，时间点t1至t4的时段），因此紧接在应用AC电源之后，能够在没有由于停止电路67而停止第一电源电路33的情况下，确实地启动开关电源20。

此外，因为本电力供应系统S停止晶体管23的初级侧的振荡，因此能够减少功率消耗。此外，在本电力供应系统中，能够通过切换输入控制端口EN的电压来切换控制信号SrB的电平。

此外，在本电力供应系统S中，通过使用由发光二极管LED2和光电晶体管PT2构成的光电耦合器来切换控制输入端口EN的电压，即，控制信号SrB的电平。在通过使用由发光二极管LED2和光电晶体管PT2构成的光电耦合器来切换控制输入端口EN的电压的情况下，能够隔离开关电源20和模式控制块B2。然而，当电力没有被供应到由发光二极管LED2和光电晶体管PT2构成的光电耦合器时，不能够有意地执行控制输入端口的电压的切换，并且存在开关电源20误操作的可能性。根据具有上述配置的装置，能够抑制开关电源20的误操作。

此外，在本电力供应系统S中，在输出模式期间接通发光二极管LED2，并且在输出停止模式下断开发光二极管LED2。如果接通和断开状态逆转，有必要在输出停止模式期间继续地保持发光二极管LED2的接通状态。在这样的情况下，输出停止模式的功率消耗增加，使得在短的时段内电容器C4的电力被消耗。在这点上，在电力系统S中，在输出停止模式期间发光二极管LED2处于断开状态，使得在输出停止模式下的功率消耗小。因此，能够在长时间内保持电容器C4的充电状态。

此外，在供应AC电源的时间，因为电容器C4还没有处于充电状态下，所以不能够从模式控制块B2将预期的切换信号输出到开关电源20并且能够接通发光二极管LED2，使得存在开关电源20误操作的可能性。根据具有上述配置的装置，能够抑制开关电源20的误操作。

（第二实施例）

接下来，将会参考图6和图7描述本公开的第二实施例。图6是图示根据第二实施例的控制IC的框图，并且图7是图示开关电源的输出波形的视图。

在第一实施例中，在应用AC电源之后，直到中继线L1的线电压Vdd被增加到目标电压（时间点t1至时间点t4），通过限制电路（更加详细地，停止许可电路71）限制在停止电路67中执行停止处理。

在第二实施例中，通过与第一实施例的停止许可电路71不同的电路形成用于限制执行停止处理的限制电路。更加详细地，在第二实施例中，限制电路U被形成有门电路73和门控制电路75。

如在图6中所示，门电路73被共同地连接到重新启动电路65和停止电路67，并且通过门电路73将根据控制输入端口EN的电压的控制信号SrB输入到重新启动电路65和停止电路67。

基于从门控制电路75输出的门控制信号Sg，门电路73执行切换是否要将控制信号SrB输入到重新启动电路65和停止电路67的功能。即，在输出低电平信号作为门控制信号Sg的时段，控制信号SrB被阻止（门被关闭），使得控制信号SrB没有被输入到重新启动电路65和停止电路67。另一方面，在输出高电平信号作为门控制信号Sg的时段，将被输入到控制输入端口EN的控制信号SrB输入（门被打开）到重新启动电路65和停止电路67。

门控制电路75将门控制信号Sg输出到门电路73，以控制是否要将控制信号SrB输入到停止电路67和重新启动电路65。

在应用AC电源之后，门控制电路75将低电平门控制信号Sg输出到至少门电路73，直到中继线L1的线电压Vdd增加到目标电压（时间点t1至时间点t4）。因此，与通过使用停止许可电路71来限制由停止电路67执行的停止处理的情况相类似，因为不存在紧接在AC电源之后操作停止电路67以阻止第一电力供应电路53的情况，能够确实地启动开关电源20。

如在图7中所示，与当中继线L1的线电压Vdd达到目标电压时（时间点t4）相比较，当输出生成电路31的输出电压Vcc达到基准值时（时间点t6）的定时（时间点t6）（始终）晚。理由如下。因为中继线L1是5V系统的输出，在通过开关电源20启动之后的早期阶段，即，通过软启动电路55的启动，其在开关电源20的24V系统的输出开始上升的初始阶段达到目标电压。当开关电源20的24V系统的输出充分稳定时，根据定时（停止软启动电路55的定时）设定电压生成电路31的输出电压Vcc的基准电压。

为此，在电压生成电路31的输出电压Vcc变成基准值的时间点（时间点t6），从Vcc检测电路56将定时信号St输出到门控制电路75，并且在其从Vcc检测电路56接收定时信号St的条件下，门控制电路75将门控制信号Sg从低电平（门关闭）切换到高电平（门打开）。因此，能够通过使用将电力供应目的地（电力供应）切换到第一电力供应电路53的VCC检测电路56来确定门控制信号Sg的切换定时。

可以通过检测模式控制块B2的电源电压Vdd并且将检测电压与目标电压相比较的另一方法来执行确定门控制信号Sg的切换定时的方法。然而，在这样的情况下，有必要提供：检测单元，该检测单元用于检测模式控制块B2的电源电压Vdd；和比较单元，该比较单元用于将检测单元的检测值与目标电压相比较。根据此公开，该方法通过使用VCC检测电路56确定门控制信号Sg的切换定时，使得不存在提供比较单元或者检测单元的需要。因此，能够简化开关电源20的配置。

因此，根据描述，本公开实现下述操作。在启动之后，门控制电路将限制输入控制信号SrB的指令（在本示例中，低电平门控制信号Sg）输出到门电路，直到从信号输出单元（在本示例中，Vcc检测电路56）输入定时信号St（在本示例中，时间点t1至时间点t6），并且当从信号输出单元（在本示例中，VCC检测电路56）输入定时信号St的时间（在本示例中，时间点t6），其将允许输入控制信号SrB的指令（在本示例中，高电平门控制信号Sg）输出到门电路。

（第三实施例）

接下来，将会参考图8和图9描述本公开的第三实施例。图8是图示控制IC的框图，并且图9是图示根据第三实施例的开关电源的输出波形的框图。

在第二实施例中，通过使用VCC检测电路56确定门控制信号Sg的切换定时（从门关闭到门打开的切换的定时）。在第三实施例中，通过使用定时器电路77确定门控制信号Sg的切换定时（从门关闭到门打开的切换的定时）。顺便提及，定时器电路77是根据本公开的示例的“定时器”。

通过作为电源的第二电源电路69操作定时器电路77。定时器电路77接收电力并且启动（时间点t2），并且然后定时器电路77计数预定时间TA。由定时器电路77计数的预定时间TA被设定为比在应用AC电源之后中继线L1的线电压Vdd达到目标电压期间的时间（t1至t4）足够长。

在计数预定时间TA之后，定时器电路77将定时信号St输出到门控制电路75。在从定时器电路77接收到定时信号St的条件下，门控制电路75将门控制信号Sg从低电平（门关闭）切换到高电平（门打开）（时间点t10）。因此，在中继线L1的线电压Vdd达到目标电压期间的时间（t1至t4），能够阻止将控制信号SrB输入到停止电路67并且因此能够限制停止电路67中的停止处理。因此，与第一实施例和第二实施例相类似，能够确实地启动开关电源20。

（其它实施例）

本公开不限于上面的描述和参考附图描述的实施例。例如，下面的实施例也被包括在本公开的技术范围内。

（1）在第一至第三实施例中，在作为示例的打印机中使用电力供应系统S。然而，电力供应系统S可以被应用于任何电气设备，并且电力供应系统S的使用目的不限于打印机。例如，电力供应系统S可以被广泛地应用于家用电器，诸如电视或者视频播放器。另外，在第一至第三实施例中，给出电子照相打印机作为示例，但是本公开可以被应用于喷墨打印机。

（2）在第一至第三实施例中，给出FET（场效应晶体管）作为半导体开关元件的示例，但是可以使用双极晶体管。

（3）在第一至第三实施例中，控制装置80被配置成使得包括诸如主块B1和模式控制块B2的两个功能块。然而，控制装置80可以至少包括模式控制块B2。例如，主块B1可以被设置为与控制装置80分离。

（4）在第一至第三实施例中，给出与输出停止模式相对应的高电平控制信号SrB和与输出模式相对应的低电平控制信号SrB作为示例，但是控制信号SrB的高电平和低电平可能被颠倒。即，可以是与输出停止模式相对应的低电平控制信号SrB和与输出模式相对应的高电平控制信号SrB。在这样的情况下，如在图10中所示，经由下拉电阻器Rd，控制输入端口EN被连接到参考电势Ve。然后，光电晶体管PT2的集电极可以被连接到第二电力供应电路69侧，并且发射极可以被连接到控制输入端口EN。

（5）在第一至第三实施例中，给出光电耦合器（发光二极管LED2和光电晶体管PT2）作为用于切换控制输入端口EN的电压的切换电路的示例。切换电路仅必须响应于从控制装置输出的切换信号SrA来切换控制输入端口EN的电压，例如，其可以通过诸如FET的开关元件或者响应于切换信号的输入而接通和断开的晶体管来形成。此外，在第一实施例中，通过使用停止电路67切断第一电源电路53来停止驱动器电路57的开关控制。然而，可以通过将停止指令从停止电路67发送到驱动器电路57来停止开关控制。

Claims (11)

1.一种电力供应系统，包括：

开关电源，所述开关电源包括：

变压器；

半导体开关元件，所述半导体开关元件被设置在所述变压器的初级侧处；

整流和平滑电路，所述整流和平滑电路被设置在所述变压器的次级侧处；

开关控制器，所述开关控制器被配置成执行开关控制以接通和断开所述半导体开关元件，所述开关控制器被配置成响应于从AC电源接收到电力以开始所述开关控制，

其中，所述开关控制器包括：

停止电路，所述停止电路被配置成当输入第一电平控制信号时执行停止处理以停止所述开关控制，所述第一电平控制信号与第一电平相关；

重新启动电路，所述重新启动电路被配置成当输入第二电平控制信号时重新启动所述开关控制，所述第二电平控制信号与第二电平相关并且其电平与所述第一电平控制信号不同；以及

限制电路，所述限制电路被配置成，当所述限制电路响应于从所述AC电源接收到电力而开始时，限制由所述停止电路执行的所述停止处理的执行；

控制装置，所述控制装置被配置成，响应于从所述AC电源接收到电力而启动，并且输出第一切换信号来将输入到开关控制器的控制信号切换到所述第一电平控制信号，或者输出第二切换信号来将输入到所述开关控制器的所述控制信号切换到所述第二电平控制信号，

其中，当所述控制装置不是正在启动时，所述控制装置输出所述第一切换信号，并且其中，在所述控制装置启动之后，所述限制电路释放对执行所述停止处理的限制。

2.根据权利要求1所述的电力供应系统，

其中，所述开关控制器包括控制输入端口，并且

其中，将根据所述控制输入端口的电压的电平信号作为所述控制信号输入到所述停止电路和所述重新启动电路。

3.根据权利要求2所述的电力供应系统，

其中，所述限制电路检测所述控制输入端口的电压的切换，并且然后释放对执行所述停止处理的所述限制。

4.根据权利要求1所述的电力供应系统，

其中，所述限制电路包括：

门电路，所述门电路被配置成切换是否要将所述控制信号输入到所述停止电路；和

门控制电路，所述门控制电路被配置成控制所述门电路，

其中，所述门控制电路控制所述门电路，使得限制向所述停止电路输入所述控制信号，直到所述开关电源的输出电压增加到目标电压，所述目标电压大于所述控制器可操作的操作电压，并且

其中，所述门控制电路控制所述门电路，使得在所述开关电源的所述输出电压达到所述目标电压之后，允许向所述停止电路输入所述控制信号。

5.根据权利要求4所述的电力供应系统，进一步包括：

电压生成电路，所述电压生成电路被配置成生成所述开关控制器的电源电压，其中，在所述开关电源的所述输出电压增加到所述目标电压之后的时间，所述电压生成电路的输出电压达到基准值；和

信号输出单元，所述信号输出单元被配置成，在将所述电压生成电路的所述输出电压与所述基准值相比较并且所述电压生成电路的所述输出电压达到所述基准值时，将定时信号输出到所述门控制电路，

其中，在所述门控制电路的启动之后，直到从所述信号输出单元输入定时信号，所述门控制电路将限制输入所述控制信号的指令输出到所述门电路，并且

其中，当从所述信号输出单元输入所述定时信号时，所述门控制电路将允许输入所述控制信号的指令输出到所述门电路。

6.根据权利要求4所述的电力供应系统，进一步包括：

定时器，所述定时器被配置成计数所述开关电源的所述输出电压增加到所述目标电压所需的必要时间，

其中，所述门控制电路控制所述门电路，使得在所述定时器计数所述必要时间的同时，限制向所述停止电路输入所述控制信号，并且

其中，所述门控制电路控制所述门电路，使得在所述定时器结束所述必要时间的计数之后，允许向所述停止电路输入所述控制信号。

7.根据权利要求1所述的电力供应系统，

其中，所述开关控制器包括：

驱动器电路，所述驱动器电路被配置成执行所述开关控制；

第一电源电路，所述第一电源电路起到所述驱动器电路的电源的作用；

启动电路，所述启动电路被配置成通过从所述AC电源接收电力来操作，并且使所述第一电源电路启动；和

第二电源电路，所述第二电源电路被配置成从所述AC电源接收电力，并且将电力供应给所述限制电路，

其中，当输入所述第一电平控制信号时，所述停止电路停止所述第一电源电路，从而执行所述停止处理，并且

其中，当输入所述第二电平控制信号时，所述重新启动电路通过操作所述启动电路来重新启动所述第一电源电路，从而重新启动所述驱动器电路中的所述开关控制。

8.根据权利要求1到7的任意一项所述的电力供应系统，

其中，所述控制装置：

将所述第二切换信号发送到所述开关控制器以将所述控制信号的电平切换到所述第二电平，从而将所述开关电源的模式切换到处于输出状态下的输出模式，其中所述开关控制器执行开关控制，

并且将所述第一切换信号发送到所述开关控制器以将所述控制信号的电平切换到所述第一电平，从而将所述开关电源的模式切换到处于输出停止状态下的输出停止模式，其中所述开关控制器停止所述开关控制。

9.根据权利要求8所述的电力供应系统，

其中，所述开关电源包括切换电路，所述切换电路响应于从所述控制装置输出的切换信号来切换控制输入端口的电压，

其中，所述切换电路包括：

光接收元件，所述光接收元件的一侧被连接到所述控制输入端口并且所述光接收元件的另一侧被连接到第二电平电势；和

发光二极管，所述发光二极管被配置成响应于所述切换信号来发射光，以使所述光接收元件导通，

其中，在响应于所述第一切换信号所述发光二极管被断开的情况下，当所述控制信号被改变到所述第一电平并且所述控制输入端口的电压变成所述第一电平时，所述开关电源改变到所述输出停止模式，

其中，在响应于所述第二切换信号所述发光二极管被接通的情况下，当所述控制信号被改变到所述第二电平并且所述控制输入端口的电压变成所述第二电平时，所述开关电源改变到所述输出模式，并且其中，紧接在响应于从所述开关电源接收电力而启动所述控制装置之后，所述控制装置输出接通所述发光二极管的所述第二切换信号。

10.根据权利要求8所述的电力供应系统，

其中，所述控制装置包括电力存储单元，所述电力存储单元通过所述开关电源的输出来充电，并且在所述输出停止模式下用作所述控制装置的电源。

11.一种图像形成设备，包括：

打印单元，所述打印单元被配置成执行打印处理；和

根据权利要求8所述的电力供应系统，

其中，在所述输出模式下，将电力从所述电力供应系统的开关电源供应到所述打印单元，并且

其中，在所述输出停止模式下，停止从所述电力供应系统的所述开关电源到所述打印单元的电力供应。