[发明专利]DC/DC转换器和包括该DC/DC 转换器的图像形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流（DC）/DC转换器。

背景技术

图13示出常规的DC/DC转换器。输入电压Vin被供给场效应晶体管（FET）FET1，FET1是开关元件。FET FET1被驱动（或者被接通）以将脉冲电压供给感应器Ls。这个脉冲电压经由感应器Ls、二极管Ds和电容器Cs被转换为DC电压，以成为输出电压Vout。输出电压Vout被供给比较器Cmp1的V+端子。另一方面，参考电压Vref1经由电阻器R10被供给比较器Cmp1的V-端子。参考电压Vref1被设置为满足关系Vin>Vref1。此外，V-端子经由二极管D1与FETFET1的漏极连接。比较器Cmp1的输出被供给FET FET1的栅极Vg。比较器Cmp1的输出通过电阻器R1被上拉到输入电压Vin。

图14示出DC/DC转换器的操作。当FET FET1在时间t80导通时，FET FET1的漏极电压被设置为约等于输入电压Vin，并且漏极电流Id开始流动。此时，因为参考电压Vref1已被设置为满足关系Vin>Vref1，所以二极管D1被施以反向偏压。因此，V-端子的输出被设置为等于参考电压Vref1。当FET FET1导通时，输出电压Vout（=V+端子的电压）也增大。当V+端子的输出达到参考电压Vref1时，比较器Vmp1的输出被设置为高阻抗。因为比较器Cmp1的输出已被电阻器R1上拉，所以FET FET1截止。

当FET FET1在时间t81截止时，漏极电流Id经由输入电压Vin→FET FET1→感应器Ls的路线的流动停止。然后，感应器Ls从二极管Ds侧汲取再生电流If。再生电流If经由地GND→二极管Ds→感应器Ls的路线流动。此时，因为二极管Ds被施以正向偏压，所以二极管Ds的阴极电压大约被设置为0。电流经由参考电压Vref1→电阻器R10→二极管D1的路线流动。V-端子的电压大约被设置为0。因此，比较器Cmp1的输出保持为高阻抗，并且FET FET1的截止状态维持。然后，输出电压Vout（=V+端子的电压）减小。再生电流If也减小。当再生电流If在时间t82被设置为0时，FET FET1的漏极端子电压缓慢地增大。因此，V-端子的电压缓慢地增大，以在时间t83达到V+端子的电压。然后，比较器Cmp1的输出被设置为低电平（以下，也被称为L电平），并且FET FET1再次导通。二极管D1被施以反向偏压，以将V-端子的输出设置为等于参考电压Vref1。比较器Cmp1的输出保持为L电平，并且FET FET1的导通状态维持。随后，重复在时间t80至t83期间执行的操作，以继续DC/DC转换器的切换。

可通过将参考电压Vref1设置为约等于DC/DC转换器的所需输出电压来将输出电压Vout设置为所需电压。这种构造在日本专利申请公开No.2003-284327中进行了讨论。

前述DC/DC转换器通常被称为断续电流型转换器。在断续电流型转换器中，在再生电流If减小到0之后，FET FET1导通，以使漏极电流Id从0开始流动。因此，存在当流经感应器Ls的电流为0时的时间段（当电流断续时的时间）。这是DC/DC转换器为什么被称为“断续电流型”的原因。

这样的断续电流型DA/DC转换器具有以下问题。如图14所示，DC/DC转换器的输出电流Iout是流经感应器Ls的电流的平均值。当漏极电流Id和再生电流If均具有峰值Ipk时，峰值Ipk比输出电流Iout的值大得多。结果，额定电流大的元件对于FET FET1和二极管Ds是必要的，从而增加了成本。额定电流大的元件的使用增加了操作期间的功耗。

为了解决所述问题，已发明了“连续电流型”DC/DC转换器。图15示出连续电流型DC/DC转换器的构造。在这种DC/DC转换器中，运算放大器OP1将输出电压Vout与参考电压Vref1进行比较。OP1是误差放大器，其输出被作为误差放大信号供给比较器CMP2。

三角波信号从三角波信号发生器（以下，也称为振荡器（OSC））被供给比较器CMP2。比较器CMP2将误差放大信号与三角波信号进行比较，以使FET FET1执行切换。因此，FET FET1的切换频率等于三角波的频率。可通过增加和缩短FET FET1的操作时间来使输出电压Vout稳定。

如图16所示，在DC/DC转换器中，漏极电流Id和再生电流If是梯形的（trapezoidal）。不存在当流经感应器Ls的电流为0时的时间。因此，电流总是连续地流经感应器Ls。这是转换器为什么被称为“连续电流型”的原因。