[发明专利]切换电源和图像形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于向电子器件供给电力的切换电源。

背景技术

以下参照图8和图9描述切换电源的例子。在图8中，在一次电解电容器C1中充电的直流电压Vin通过变压器T1的一次绕组被供给到用作切换元件的场效应晶体管FET1的漏极端子。场效应晶体管FET1的源极端子通过电流检测电阻器Ris与一次电解电容器C1连接。变压器T1的二次绕组通过二次整流器二极管D3与二次电解电容器C2连接。跨二次电解电容器C2存储的直流电压Vout作为来自切换电源的输出电压被输出。直流电压Vout通过电阻器R3和电阻器R4被分压，并且被分压的电压被供给到分路调节器IC2的基准端子。分路调节器IC2的阴极端子与光电耦合器PC-FB的LED连接。光电耦合器PC-FB的光电晶体管与PWM控制模块IC1连接。光电耦合器PC-FB的光电晶体管的集电极电压用作切换电源的输出电压Vout的反馈信号(也称为FB信号)。FB信号被PWM控制模块IC1中的电阻器R1上拉并被输入到PWM放大器AMP1的反相输入端子。从三角波信号产生器向PWM放大器AMP1的非反相输入端子供给三角波信号(也称为OSC信号)。

参照图9，当OSC信号的电压比FB信号的电压高时，如在时间t0，PWM放大器AMP1输出高电平(H电平)信号。从PWM放大器AMP1输出的信号被供给到OR电路的输入端子。OR电路的另一输入端子被供给来自双稳态多谐振荡器(flip-flop)电路FF的Q输出。在时间t0，双稳态多谐振荡器电路FF的Q输出如后面解释的那样处于低电平(也称为L电平)，并且由此OR电路的输出处于高电平(也称为H电平)。来自OR电路的输出被供给到包含用作切换元件的场效应晶体管FET2(为P沟道MOSFET)和也用作切换元件的场效应晶体管FET3(为N沟道MOSFET)的输出缓冲器电路。因此，来自PWM控制模块IC1的输出信号(也称为OUT信号)处于L电平。OUT信号被供给到场效应晶体管FET1的栅极端子。因此，场效应晶体管FET1关断。

在时间t1，如果OSC信号的电压变得低于FB信号的电压，则PWM放大器AMP1的输出变为L电平，OR电路的输出变为L电平，并且，OUT信号变为H电平。因此，场效应晶体管FET1接通，并且漏极电流Id流过场效应晶体管FET1。在时间t2，如果OSC信号的电压再次变得比FB信号的电压高，则PWM放大器AMP1的输出变为H电平，OR电路的输出变为H电平，并且OUT信号变为L电平。因此，场效应晶体管FET1关断，并且，漏极电流Id的流动停止。

然后，在时间t3以及在随后的时段中，切换电源的输出电流Iout增加并且输出电压Vout轻微下降。作为响应，分路调节器IC2减少流过光电耦合器PC-FB的LED的电流。作为结果，FB信号增加，并且，场效应晶体管FET1的t4～t5的ON时段(也称为ON脉冲宽度)的长度增加。作为结果，输出电压Vout轻微地增加。

PWM控制模块IC1控制场效应晶体管FET1的ON时段(通过PWM控制)以按上述的方式使输出电压Vout稳定化。

上述的类型的切换电源通常具有过载保护电路。更具体而言，过载保护电路操作以使得通过与场效应晶体管FET1的源极端子连接的电流检测电阻器Ris检测场效应晶体管FET1的漏极电流Id，并且，如果漏极电流Id变得等于预定值，更具体而言，等于Vref/Ris，则场效应晶体管FET1被接通，由此，切换电源的负载电流限于预定的额定值Ip或更小。

以下进一步详细描述过载保护电路的操作。场效应晶体管FET1的漏极电流Id通过电流检测电阻器Ris被转变成电压，并且作为电流检测信号IS被供给到PWM控制模块IC1中的电流感测放大器AMP2的非反相输入端子。电流感测放大器AMP2的反相输入端子与恒定电压源Vref连接。当如在t0～t8的时段中漏极电流Id的值小于Vref/Ris时，电流检测信号IS的电压低于Vref，并且，放大器AMP2的输出处于L电平。放大器AMP2的输出被供给到双稳态多谐振荡器FF的S输入端子。