CN1490693A - 用于具有切断功能电子设备的电源以及电源控制装置 - Google Patents

用于具有切断功能电子设备的电源以及电源控制装置 Download PDF

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Abstract

一种用于具有切断功能电子设备的电源和电源控制装置。开关模式电源通过切断部分和电源控制部分控制。电源键响应于使用者的操作输出切断信号。电源被通过控制开关模式电源的脉宽调制器的输出来控制。切断部分响应于检测到切断信号被输出预定时间而输出断电信号以停止脉宽调制器的操作。电源控制部分响应于外部提供的通电信号或电源开关的接通状态而输出一个信号以开启脉宽调制器的操作。在接通状态中保持电源开关大于预定时间产生等同的切断信号。

Description

用于具有切断功能电子 设备的电源以及电源控制装置
                      相关申请的交叉参考引用
本申请声称受益于2002年9月18日在韩国知识产权局提交的韩国申请NO.2002-56707，其中公开的内容在此包含引作参考。
                           技术领域
本发明涉及一种用于电子设备的电源控制装置，尤其涉及一种用于具有切断功能的电子设备的电源控制装置即控制施加到电子设备的电压。
                           背景技术
打印机是一种打印从连接到打印机的计算机接收的打印数据，以及使用墨水或墨粉将打印机数据打印到记录纸上的机器，然后输出该数据。只有当执行对应于打印数据的打印操作时才使用这种打印机。当打印机在通电状态不执行打印操作时，将产生不必要的电能消耗。
现有的打印机即使在关断状态也不断提供预定量的电能。相应地，当不在进行打印工作时，打印机切换到睡眠模式，其中为了减少电能消耗为打印机提供低于打印工作所需的电压。但是，即使在睡眠模式中也仍旧产生电能消耗。
为了解决上述问题，已经提供了两种自动接通电源主电源的方法。一种方法是使用者接通电源键，以及另一种方法是打印机系统为电源提供通电信号。当使用者关断电源键时，电源实际上是通过打印机系统的电源断电信号而关断的。
但是，如果打印机系统发生错误，那么电源断电信号可能不能被发送，因此即使使用者希望使用电源键关断电源时也不能关断电源。在这种情况下，有必要从AC电源断开AC电源线连接以关掉打印机。因此，在使用打印机中存在不便之处。
                         发明内容
为了解决现有打印机中的上述问题，已经开发了本发明。相应地，本发明的一个方面是当打印机误操作时提供电源控制装置以用于直接控制打印机电源的电源，籍此在打印机误操作时防止关掉打印机的问题产生。
本发明的其他方面和/或优点将在下面的说明中部分列举并且部分从说明书的描述中变得明显，或根据本发明的实践得知。
上述和/或其他方面将通过提供用于具备切断功能的电子设备的电源而实现，该设备包括电源键用于响应于使用者的操作而输出断电信号，整流通过电源线施加交流电压并输出第一DC电压的第一整流部分，具有施加第一DC电压的第一线圈的变压器，与第一线圈电磁耦合的第二线圈，第一开关部分用于通/断施加到第一线圈的电流，整流变压器第二线圈中的感应电压并输出第二DC电压的第二整流部分，控制第一开关部分接通/断开状态的脉宽调制部分，切断部分，用于响应于检测到电源键被按压预定时间而停止脉宽调制部分的操作，电源控制部分，用于响应于外部施加通电信号和开关的接通/断开操作而输出一个控制脉宽调制部分的信号以接通/断开第一开关部分，响应于切断部分检测到电源键被按压预定时间而控制脉宽调制部分以切断第一开关部分。
切断部分可能包括一个比较器用于比较响应于选择电源键而变化的电压与输入参考电压以输出切断信号，以及响应于外部施加的电源关断信号或切断信号而输出一个信号以切断第一开关部分的或门，
电源可能还包括响应于通过USB接口部分从主计算机输入信号和/或由于使用者操作电源键产生的断电信号而输出通电/断电信号的第二开关部分，在一端与USB接口部分电源端连接的第三开关部分，电源端为第三开关部分提供驱动电压，第三开关部分通过电源开关的触发信号而开启，以及具有连接到第三开关部分第二端的第一发光单元并响应于第三开关部分的开启而发光的光耦合器，以及响应于第一发光单元的发光为脉宽调制部分施加相应信号的光电晶体管。
电源可能再还包括与光电晶体管串行连接并且将对应于第一发光单元发光的信号施加到脉宽调制部分的第二发光单元，第二发光单元串行连接到通过电源线提供的交流电压上，以及响应于第二发光单元的发光感测通电/断开状态的电源传感部分。
电源可能还包括当不从USB电源端提供驱动电压时为第三开关部分提供驱动电压的辅助电源。
                       附图说明
本发明的上述方面和/或优点将通过参考附图描述本发明的优选实施例而变得更加清楚，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例具有电源和用于具有切断功能电子设备的电源控制装置的打印机系统方框图；
图2示出了图1中所示的电源和电源控制装置的详细示意图；
图3示出了根据本发明用于检查电源状态的电路示意图；以及
图4示出了图1所示的切断装置的示意图。
                      具体实施方式
现在将为本发明的当前优选实施例详细作出参考，其中在附图中示例了参考的实例，其中全文中相似的参考数字表示相似的单元。为了说明本发明将通过参考附图在下文描述该实施例。
图1示出了根据本发明的一个实施方案使用用于具有切断功能电子设备的电源控制装置的打印机系统方框图。
如图1所示，打印机系统包括主计算机100和打印机200。主计算机100为打印机200发送诸如打印数据和打印命令的信号以控制打印机200，而且也发送驱动打印机200的信号处理单元210的预定电压。打印机200响应于主计算机100提供的打印命令执行与打印数据相应的打印操作。
打印机200包括信号处理单元210，打印单元220，DC/DC转换器230，输入单元240，电源单元251和电源控制装置250。
信号处理单元210包括USB接口部分212，存储部分214以及控制部分216并控制打印机200的操作。用于信号处理单元210操作的必要驱动电压接近+2.5V到+3.3V。
USB接口部分212连接在控制部分216和主计算机100之间，并通常连接到主计算机100的并行端口。
USB接口部分212接收对应于诸如打印数据的不同控制命令的信号，与打印数据相对的打印命令，以及通过数据线从主计算机100接收给打印机200通电/断电信号。
存储部分214存储打印数据和必要用于执行打印机200操作的不同程序。存储部分214包括用于存储必要用于执行打印机200功能的不同控制程序的ROM以及用于暂时存储不同数据的RAM。
DC/DC转换器230将主计算机100或电源部分251提供的预定电压(+5V)转换为(+2.5V或+3.3V)以及将转换的电压提供给信号处理单元210。
相应地，即使当打印机200不被提供电能时，信号处理单元210可能被通过连接到主计算机100的电源线所提供的电源驱动。
打印单元220根据通过在控制部分216控制下的USB接口部分212所接收的打印数据来执行打印操作。打印单元220包括执行打印操作的打印头(未示出)，用于传送打印头的头传送马达(未示出)，以及打印头驱动器(未示出)。
输入单元240包括从使用者接收选择命令诸如打印命令的多个功能键F1，F2，…FN。输入单元240布置于打印机主体中用于直接从使用者接收选择命令。
在功能键(F1，F2，…FN)中有一个电源键242。使用者可能使用该电源键242控制打印系统200的电源部分251的切断状态。即使用者能够通过触摸，例如通过按压电源键预定时间设置断电状态。
电源控制装置250控制响应于通过USB接口部分212从主计算机100接收的通电/断电信号电源部分251为打印机200提供的电源，电源开关264a的操作，以及电源键242的操作。电源开关264a可能布置在打印机200主体的外部以允许使用者操作电源开关264a。
电源控制装置250包括切断装置290。参考图4，切断装置290包括或门294和检测电源键242是否被按压的切断部分295。当切断部分295检测到电源键242被按压预定时间，那么切断部分295通过或门294输出PWR_OFF信号280以关断电源部分251。
或门294响应于控制部分216提供的断电信号271和切断部分295提供的KEY-OFF信号之一输出PWR_OFF信号280以关断电源部分251。
图2是结合图1中所示的电源控制部分251说明图1中电源控制装置操作的示意图。图3是根据本发明用于检测电源状态的电源状态传感器298的示意图，以及图4是图1所示的切断装置290的示意图。
如图2中所示，电源部分251是包括第一整流部分254，第一开关部分258，变压器256，和脉宽调制单元260，以及第二整流部分262的开关模式电源(SMPS)。在图2中也示出了电源控制部分264。
第一整流部分254整流通过电源线252输入的交流电压并输出第一DC电压。变压器256包括其中一端施加有第一DC电压的初级线圈256a以及与初级线圈256a耦合的次级线圈256b，256c和256d。可能根据相应设备所需不同电平的电源数量来改变多个次级线圈的数量。
第二整流部分262整流施加到次级线圈256d的电压。
电源控制部分264输出控制脉宽调制单元260的信号以便脉宽调制单元260响应于提供的通电信号270接通/断开第一开关部分258。
电源控制部分264还包括电源开关264a，第二开关部分264b，发光单元264c，以及辅助电源264e。电源开关264a响应于使用者的操作输出通电信号或断电信号。不论电源开关的输出是一个有效的通电信号或是依赖于开关264a闭合持续时间的断电信号，都将在下文更加详细地描述。
第二开关部分264b的一端连接到与主计算机100相连的信号处理单元210的电源端264f。第二开关部分264b通过接通电源开关264a而接通。
用于第二开关部分264b的电能通过辅助电源264e提供的电压和信号处理单元210的电源端264f提供的电压之一来供给。
发光单元264c的一端连接到第二开关部分264b并响应于第二开关部分264b的接通发出光L1。发光单元264c将光L1光学地传递到响应于光L1为脉宽调制单元260提供信号的光电晶体管264d。
脉宽调制部分260根据光电晶体管264d是否导通并根据第一开关部分258的预定负荷比控制第一开关单元258的接通/断开。发光单元264c和发光晶体管264d形成光电耦合器。在切换第一开关单元258开始后，在次级线圈256c上可获得电压，并被整流以为脉宽调制单元260提供持续的电压。
即，第二开关部分264b通过控制单元216响应于自计算机100输入的通电信号所输出的通电信号(低信号)270或使用者操作电源开关264a来接通。
发光单元264c当第二开关部分264b接通时发光。所发光使得光电耦合器264d接通并且因此脉宽调制单元260工作以在次级线圈256d上产生预定的电压。
当输入对应于切断装置290输出的断电信号280的高电平信号时，第三开关部分280e被接通以为发光二极管280b提供电能。通过接通第三开关部分280e，发光单元280b发出光L2。所发光L2使得光电晶体管280c导通，并为脉宽调制单元260的控制端提供低电压以切断脉宽调制单元260，以及切断第一开关部分258，因此对次级线圈256d停止电能供应。
相应地，当输入对应于断电信号280的信号时，第三开关部分280e被接通，第一开关部分258被切断而不管输出端300的电压和工作负荷并因此阻断输出端300的电能供应。
如图4中所示，切断装置290包括或门294和切断部分295并使用电源键242控制电源部分251。
切断部分295根据电源键242是否被按压而输出切断信号(c)。切断部分295包括电容C1，和二极管D1，光电晶体管292，以及比较器293。光电晶体管292当被光L3激活时提供等同于按压电源键242的输入信号，其功能将在下面讨论。
用于确认电源键242是否被按压的控制输入单元240的电源键确认信号273被输入到切断部分295。切断部分295连接到电源键242以直接接收电源键242的信号。
比较器293具有一个反向输入和一个非反向输入，其中电容器C1的电压和参考电压Vref被分别地输入。
或门294接收用于控制打印机系统的电源部分251电源的断电信号271以及用于控制电源部分251的切断信号(c)。当断电信号或切断信号以高电平输入时，高电平信号输出到断电端280因此接通第三开关部分280e。相应地，第一开关部分258被切断而不管输出端300的电压和工作负荷如何因此阻断了提供给输出端300的电压。
在打印机系统的通电状态中，图4所示的点‘a’和‘b’保持高电平信号以及点‘c’保持低电平信号。
当在打印机误操作中按压电源键242以强制性阻断电源时，电源键确认信号273从高电平改变到低电平并因此点‘a’从高电平改变到低电平。电容器C1通过电阻R1，R2和R 3执行确定的电泄放。这时，如果使用者只按压电源键242短时间并然后停止按压，电容器C1执行电泄放然后通过电阻R3和二极管D1执行充电，籍此防止比较器293的输出(c)从低电平变化到高电平。
但是，如果较长时间按压电源键242，电容器C1持续电泄放并因此比较器293反向端的电压变得低于参考电压。相应地，比较器293在输出(c)中输出高电平信号以及以高电平输出断电信号280。结果，高电平信号输入到第三开关部分280e(图2)以及第三开关部分280e被接通，通过从发光单元280b到光电晶体管280c的光L2传递切断第一开关部分258，而不管输出端300的电压和工作负荷。相应地，基本上阻断了电源供给。
当光电晶体管264d响应于光L1导通时，发光装置266a发出光L3。光L3被传递到图4中所示的光电晶体管292。响应于传递光L3，导通光电晶体管292，提供等同于电源键输入信号273的信号。因此，如果通电信号270或开关264a闭合预定时间，即低于Vref值小于泄放电容器C1的时间，那么脉宽调制单元260被接通以切换第一开关部分258。如果通电信号或开关264a闭合的时间大于预定时间，那么脉宽调制单元260被通过光L2的传递而切断，因此停止第一开关部分258的切换并终止通过端300为打印机输出电能。
使用根据上述实施例具有切断功能电源控制装置的打印机系统200的操作将被描述。
当控制部分216被用来驱动信号处理单元210的电压所接通时，按照于存储在存储部分214中的程序控制部分216控制打印机200的一般操作。
控制部分216确认输出端300的输出电压以确定打印机200的电源状态。当控制部分216确认电源控制装置250的输出端300的输出信号是高电平信号时，控制部分216确定打印机处于通电状态。当控制部分216确认输出信号是低电平信号时，控制部分确定打印机200处于断电状态。
输出端300的输出电压可能通过感测电源敏感信号272或通过感测自变压器2 56的另一个次级线圈的同时输出电压来确认，该信号通过使用图3中所示的电源状态传感器298将输出电压分频来获得。
如果打印机200处于断电状态，控制部分216切换打印机200到睡眠模式，其中打印机直到发送信号和响应于通电信号打印数据时才被激活。
当打印机200处于睡眠模式并接收响应于操作电源开关264a的通电信号或接收主计算机100的打印数据时，控制部分216输出控制信号到电源控制装置250以操作打印单元220。
当打印机200处于切断状态或睡眠状态以及控制部分216通过USB接口部分212接收来自主计算机100的通电信号时，控制部分216输出通电信号270到电源控制装置250，籍此指令电源部分251提供必要用于信号处理单元210和打印单元220工作的电压。当打印机200处于断电状态或睡眠状态以及使用者操作电源开关264a时，电源控制装置250指令电源部分251提供必要用于信号处理单元210和打印单元220工作的电压。
当控制部分216接收由于操作电源开关264a或主计算机100通过USB接口部分212产生的通电信号时，控制部件216将对应于通电信号的低电平信号输出到电源控制装置250的通电端270。
当控制部分216通过USB接口部分212从主计算机100或从输入单元240的电源键242接收断电信号时，控制部分250的切断装置290在电源控制部分250的断电端280输出高电平信号。
如果USB接口部分212的连接器与主计算机100断开连接，那么控制部分216确定不是主计算机100所提供的并将控制信号271输出到电源控制部分250以阻断来自输出端300的电源。控制部分216使用接收的电源感测信号272重新确定电源开关364a处于接通状态还是切断状态。
当控制部分216通过电源感测信号272确定电源开关264a处于切断状态时，即使当通过USB接口部分212接收到对应于通电信号的信息时，控制部分216控制第二开关部分264b不被接通。
而且，当控制部分216通过切断装置290确定电源键242被按压时，即使当通过USB接口部分212接收对应于通电信号的信息时，控制部分216控制第二开关部分264b也不被接通。
如上所述，即使当不通过USB接口部分212从主计算机100提供驱动信号处理单元210的预定电压时，电源控制装置250通过操作电源开关264a用辅助电源264e控制打印机的电源。
而且，当打印机的误操作中按压电源键242强制性阻断电源时，基于切断装置290断电端280的信号阻断电源，而不管在输出端300的电压和工作负荷如何。
相应地，根据本发明的电子设备的电源控制装置通过使用电源键即使出现打印机误操作时也方便地控制打印机的电源。
尽管已经示出了描述了本发明的一些优选实施例，本领域的普通技术人员将会理解在本实施方案中所作出的可能变化都没有偏离本发明的原理和精神，以及权利要求书及其等同物所定义的本发明的范围。

Claims (10)

1、一种用于电子设备的电源，包括：
电源键，响应于使用者的操作输出切断信号；
电源开关；
第一整流部分，整流交流电压并输出第一DC电压；
变压器，具有其中第一端连接到第一DC电压的第一线圈以及与第一线圈电磁耦合的第二线圈；
第一开关部分，连接到第一线圈第二端并用于接通/断开提供给第一线圈的电流；
第二整流部分，整流包括在第二线圈中的电压并输出第二DC电压；
脉宽调制部分，控制第一开关部分接通/断开状态；以及
电源控制装置，该电源控制装置包括：
切断装置，该装置用于：
检测切断信号是否输出了预定时间，以及
响应于检测到所述切断信号的输出预定时间，而输出用于控制脉
宽调制部分的断电信号以切断第一开关部分；以及
电源控制部分，响应于外部提供的通电信号和电源开关的接通/断开
操作之一，输出通电信号以控制脉宽调制部分接通/断开第一开关部
分。
2、根据权利要求1所述的电源，其中切断装置包括：
比较器，用于比较切断信号与输入参考电压并且如果切断信号小于输入参考电压预定的时间周期则输出高电平信号；以及
或门，用于响应于在或门第一输入端的高电平信号或响应于在或门的第二输入端外部提供的断电信号而输出断电信号。
3、根据权利要求1所述的电源，其中：
外部提供的通电信号通过USB接口部分从主计算机提供；
所述电源控制装置还包括：
第二开关部分，用于响应于外部提供的通电信号和电源开关的接通/
断开操作之一切换USB接口部分电源端的电能，以及
第一发光单元，用于响应于通过第二开关部分切换的电能发出光；以
及
所述电源还包括光电晶体管，用于响应于第一发光单元的发光而导通为脉宽调制部分提供信号以控制脉宽调制部分接通/断开第一开关部分。
4、根据权利要求3所述的电源，还包括：
第二发光单元，与光电晶体管和输入到第一整流部分的交流电压串行连接，并响应于光电晶体管的导通而发光；以及
所述电源装置还包括布置于第二发光单元所发光的电源传感部分，用于感测电源开关的接通/断开状态。
5、根据权利要求3所述的电源，还包括：
辅助电源，布置在从USB接口部分的电源端到第二开关部分的电压供给路径上，用于为第二开关部分提供电压。
6、一种用于电子设备的控制装置，该电子设备具有：一电源键，响应于使用者的操作而输出切断信号；USB接口，与一个主计算机通信；和开关模式电源(SMPS)，所述控制装置包括：
电源开关；
切断装置，用于响应于检测到切断信号被提供了预定时间而输出断电信号以切断SMPS；以及
电源控制部分，用于响应于通过USB接口由主计算机提供的通电信号和电源开关的操作之一而输出通电信号以接通SMPS。
7、根据权利要求6所述的控制装置，其中切断装置包括：
比较器，具有连接到电压参考的第一输入和第二输入；以及
RC网络，用于根据RC网络确定的时间常量控制施加到比较器第二输入的切断信号以延迟断电信号，直到切断信号已经被施加了预定的时间。
8、根据权利要求7所述的控制装置，其中：
所述SMPS包括：
第一光电晶体管，响应于第一发射光而导通以切断SMPS，
第二光电晶体管，响应于第二发射光而导通以接通SMPS，以及
第一发光体，响应于延迟的断电信号而发射第一发射光；以及
所述电源控制部分包括输出通电信号作为第二发射光的第二发光体。
9、根据权利要求7所述的控制装置，其中
所述SMPS包括：
第一光电晶体管，响应于第一发射光而导通以切断SMPS，
第二光电晶体管，响应于第二发射光而导通以接通SMPS，
第一发光体，响应于第二光电晶体管的导通发射第三发射光；以及
第二发光体，响应于延迟的断电信号而发射第一发射光的；
所述电源控制部分包括输出通电信号作为第三发射光的第三发光体；以及
所述切断装置还包括产生与电源键信号等效的信号的第三光电晶体管；
其中：
当发射第二发射光小于预定时间时，所述电源通电，以及
当发射第二发射光大于或等于预定时间时，所述电源响应于所述等
效的电源键信号而切断。
10、一种用于电子设备的开关模式电源(SMPS)的控制系统，包括：
电源键，响应于使用者的操作输出切断信号，
电源开关，具有接通状态和切断状态；
第一光电晶体管，响应于第一发射光而导通以切断SMPS，
第二光电晶体管，响应于第二发射光而导通以接通SMPS，
第一发光体，响应于第二光电晶体管的导通发射第三发射光；
第二发光体，响应于输出至少预定时间的切断信号发射第一发射光；
第三发光体，响应于电源开关的接通状态输出第二发射光；以及
第三光电晶体管响应于第三发光产生等效于切断信号的信号，其中：
当发射第二发射光小于预定时间时，接通SMPS，以及当发射第二发射光至少为预定时间时，所述SMPS响应于所述等效的电源键信号而切断。
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