電源系統、圖像形成設備和低容量電源電路的製作方法
2023-05-30 21:20:06 2
專利名稱：電源系統、圖像形成設備和低容量電源電路的製作方法
技術領域：
本公開涉及電源系統和具有電源系統的圖像形成設備、以及低容量電源電路，並且更具體地，涉及用於檢測AC電壓的過零點的技術。
背景技術：
作為用於檢測AC電壓的過零點(過零)的技術的示例，在日本專利申請特開N0.2010-239774中公開了一種已知的技術。日本專利申請特開N0.2010-239774公開了一種用於使用光電耦合器類似檢測AC電壓的過零點的技術。
發明內容
然而，如日本專利申請特開N0.2010-239774中公開的，在使用光電耦合器來檢測過零點的方法中，能夠適當地檢測過零點，但是光電耦合器的光電二極體的功耗是不可忽略的。為此，急切期望一種能夠節省電力的用於檢測過零點的技術。目的在於提供一種能夠節省電力的用於檢測過零點的技術。本公開的各方面提供下述布置:(I) 一種電源系統包括:開關電源，該開關電源被構造成通過對AC電源的AC電壓進行整流和平滑化來生成預定的DC電壓；控制裝置，該控制裝置被構造成使開關電源在下述模式之間進行切換，正常模式，在該正常模式中，控制器進行振蕩，並且開關電源生成預定DC電壓，以及省電模式，在省電模式中，控制器停止振蕩，並且開關電源停止生成預定DC電壓；以及低容量電源電路，該低容量電源電路被構造成在省電模式中對控制裝置供應電力，該低容量電源電路包括:第一電容器，該第一電容器包括連接到AC電源的一端的第一電極以及第二電極；第二電容器，該第二電容器包括連接到AC電源的另一端的第一電極以及第二電極；整流器電路，該整流器電路被電連接在第一電容器的第二電極與第二電容器的第二電極之間，並且該整流器電路被構造成對在第一電容器和第二電容器之間施加的AC電壓進行整流；以及過零檢測電路，該過零檢測電路連接到在整流器電路的後級處的電流路徑，並且該過零檢測電路被構造成基於在電流路徑中流動的整流電流來檢測AC電源的過零點。
( 2 )根據(I)的電源系統，其中，低容量電源電路進一步包括平滑電容器和電流路徑，電流路徑將平滑電容器連接到基準電勢線，並且過零檢測電路連接到電流路徑。( 3)根據(I)的電源系統，其中，所述低容量電源電路進一步包括專用電流路徑，該專用電流路徑連接到整流器電路，並且其中，過零檢測電路連接到專用電流路徑。(4)根據(3)的電源系統，其中，低容量電源電路進一步包括平滑電容器，專用電流路徑包括串聯連接的兩個分壓電阻器， 專用電流路徑與平滑電容器並聯連接，並且被布置在整流器電路和平滑電容器之間，並且過零檢測電路被連接在兩個分壓電阻器之間。(5)根據(3)的電源系統，進一步包括電阻器，該電阻器被連接在整流器電路和平滑電容器之間，其中，專用電流路徑包括:開關電路，該開關電路根據電阻器的電壓降而被導通和截止；以及兩個分壓電阻器，該兩個分壓電阻器被連接在開關電路和基準電勢線之間，並且其中，過零檢測電路被連接在兩個分壓電阻器之間。(6)根據(I)至(5)中的任何一個的電源系統，其中過零檢測電路檢測與過零點相對應的過零脈衝，並且基於過零脈衝來檢測過零點，並且如果過零檢測電路無法檢測到過零脈衝，則控制裝置確定AC電源的電壓已經下降，或者AC電源已經被突然截止，並且控制裝置生成電源故障信號。(7)根據(I)至(5)中的任何一個的電源系統，其中過零檢測電路檢測與過零點相對應的過零脈衝，並且基於過零脈衝來檢測過零點，並且如果過零脈衝的脈衝寬度比預定脈衝寬度更短，則控制裝置確定已經從AC電源輸入了矩形波，並且生成矩形波電源故障信號。(8) 一種具有正常模式和省電模式的圖像形成設備，包括:根據(I)至(7)中的任何一個的電源系統；以及圖像形成單元，該圖像形成單元由電源系統來驅動。(9) 一種低容量電源電路,包括:第一電容器，該第一電容器包括連接到AC電源的一端的第一電極以及第二電極，第二電容器，該第二電容器包括連接到AC電源的另一端的第一電極以及第二電極，以及整流器電路，該整流器電路被電連接在第一電容器的第二電極和第二電容器的第二電極之間，並且該整流器電路被構造成對在第一電容器和第二電容器之間施加的AC電壓進行整流；以及過零檢測電路，該過零檢測電路連接到在整流器電路的後級處的電流路徑，並且該過零檢測電路被構造成基於在電流路徑中流動的整流電流來檢測AC電源的過零點。根據本公開的各方面，用於節省電力的低容量電源電路的整流電流顯著小於開關電源的整流電流。因此，在低容量電源電路中流動的整流電流用於執行過零檢測。結果，能夠執行能夠節省電力的對過零點的檢測。
圖1是示意性地示出根據第一實施例的圖像形成設備的構造的框圖。圖2是示意性地示出根據第一實施例的電源系統的構造的電路圖。圖3是示出根據第一實施例的對過零點的檢測的圖。圖4是示出根據第二實施例的低容量電源電路的構造的電路圖。圖5是示出根據第三實施例的低容量電源電路的構造的電路圖。圖6是示出整流器電路的電路圖。
具體實施例方式將參考圖1至圖3來描述第一實施例。1.印表機的描述圖1是示出作為圖像形成設備的示例的印表機I的電氣構造的框圖。印表機I包括列印單元2、通信單元3a、圖像存儲器3b、以及電源系統100。電源系統100包括電源單元10和控制裝置50。電源單元10用作印表機I的電源，並且向列印單元2、通信單元3a、圖像存儲器3b以及控制裝置50供應電力。列印單兀2包括感光鼓2a ;充電器2b,該充電器2b用於執行使感光鼓2a的表面帶電的充電過程；曝光裝置2c，該曝光裝置2c用於執行在感光鼓2a的表面上形成靜電潛像的曝光處理；顯影單元2d，該顯影單元2d用於執行使顯影劑附著到在感光鼓2a的表面上形成的靜電潛像而使得形成顯影劑圖像的顯影處理；轉印單元2e，該轉印單元2e用於執行將顯影劑圖像轉印到記錄介質上的轉印處理；以及定影單元2f，該定影單元2f用於執行對在記錄介質上轉印的顯影劑圖像進行定影的定影處理。列印單元2執行列印處理，該列印處理執行充電處理、曝光處理、顯影處理、轉印處理以及定影過程，使得在記錄介質上列印基於列印數據的圖像。通信單元3a執行與諸如PC的信息終端裝置的通信，並且具有接收來自信息終端裝置的列印指令和列印數據的功能。圖像存儲器3b臨時存儲從信息終端裝置接收到的列印數據。在印表機I中，如果通信單元3a接收來自信息終端裝置的列印指令並且接收列印數據，則控制裝置50控制列印單元2，使得列印單元2執行列印處理，該列印處理執行充電處理、曝光處理、顯影處理、轉印處理和定影處理，以便於在記錄介質上列印基於列印數據的圖像。列印單元2的工作電壓通常是24V，而通信單元3a、圖像存儲器3b以及控制裝置50的工作電壓通常是3.3V。印表機I具有正常模式和省電模式作為操作模式。正常模式是下述模式:在該模式中，印表機I處於其中印表機I能夠響應於列印指令而立即執行列印處理或者正在執行列印處理的狀態中。因此，在正常模式中，電源系統100進行操作，並且因此定影單元2f的通電被控制為使得定影單元2f被保持在能夠進行定影的溫度或者比能夠進行定影的溫度稍低的溫度。省電模式指如果在預定時段中沒有接收到任何列印指令則印表機I進入的模式，並且其中印表機I處於待機狀態。在省電模式中，電源系統100僅部分地進行操作，並且因此無法對定影單元2f進行通電。2.電源系統的構造接下來，將參考圖2來描述電源系統100的構造。如上所述，電源系統100包括電源單元10和控制裝置50。首先，將描述電源系統100的電源單元10的構造。電源單元10包括開關電源20和低容量電源電路30。開關電源20包括整流/平滑電路21、控制IC 22、電壓生成電路23、變壓器24、場效應電晶體(FET)Ql、整流/平滑電路25、電壓檢測電路26、以及DC至DC轉換器27和28。在正常模式中，開關電源20對AC電源AC的AC電壓Vac進行整流和平滑，以便於生成+24V、+5V以及+3.3V的DC電壓。從第一輸出端子OUTl輸出+24V的DC電壓(在下文中稱為DC 24V)，從第二輸出端子0UT2輸出+5V的DC電壓(在下文中稱為DC 5V)，並且從第三輸出端子0UT3輸出+3.3V的DC電壓(在下文中稱為DC3.3V)。整流/平滑電路21是所謂的電容器輸入型，並且包括用於對AC電源AC的AC電壓Vac (例如，240V)進行整流的光電二極體、以及用於平滑化整流電壓的電容器。整流/平滑電路21的輸出被施加到變壓器24的初級線圈。電晶體Ql是N溝道M0SFET，並且響應於由控制IC 22給予電晶體Ql的柵極的導通/截止信號(PWM信號)而被導通或者截止。因此，如果變壓器24的初級側振蕩，則在變壓器24的次級線圈上感生電壓。此外，在變壓器24的初級側，提供了電壓生成電路23。電壓生成電路23對設置在變壓器24的初級側的輔助線圈處感生的電壓進行整流和平滑化，從而生成用於控制IC 22的電源電壓Vcc。整流/平滑電路25對在變壓器24的次級線圈處感生的電壓進行整流和平滑化，從而生成DC 24V。電壓檢測電路26包括光電耦合器PCl，並且使得光電耦合器PCl的發光二極體LEDl響應於開關電源20的DC 24V輸出的檢測到的電平而發光。光電耦合器PC I包括連接到控制IC 22的反饋埠 FB的光電電晶體PTl。因此，通過光電電晶體PTl將發光二極體LEDl的光信號轉換為電信號，並且DC 24V輸出的檢測到的值被反饋到控制IC22的反饋埠 FB0DC至DC轉換器27將DC 24V轉換為DC 5V並且輸出DC 5V，並且DC至DC轉換器28將DC 24V轉換為DC 3.3V並且輸出DC 3.3V。控制IC 22響應於輸入到控制輸入埠 EN的控制脈衝信號Scp來控制用於電晶體Ql的導通/截止信號，使得對變壓器24的初級側的振蕩進行控制。在正常模式中，控制IC 22使變壓器24的初級側振蕩，使得生成DC電壓，並且在省電模式中，控制IC 22停止對電晶體Ql的導通/截止信號的輸出，使得變壓器24的初級側的振蕩停止。換言之，在省電模式中，不輸出開關電源20的DC電壓。當印表機I從省電模式返回到正常模式時，將控制脈衝信號Scp從控制單元50輸入到控制輸入埠 EN，並且因此變壓器24的初級側的振蕩響應於控制脈衝信號Scp而開始，使得從開關電源20輸出DC電壓。換言之，在印表機I的正常模式中，開關電源20變成輸出模式，並且在印表機I的省電模式中，開關電源20變成輸出停止模式。而且，在開關電源20的激活期間，向輸入埠 VH供應電源電壓。接下來，將描述電源系統100的控制裝置50的構造。控制裝置50包括專用集成電路(ASIC) 51和開關電源控制單元52。ASIC 51包括用於控制印表機I的列印單元2的主塊B1、以及用於主要控制印表機I的模式的模式控制塊B2。通過主塊BI可以執行模式控制的一部分。主塊BI和模式控制塊B2不必由ASIC 51來構造。例如，主塊BI和模式控制塊B2可以由主CPU和子CPU來構造。主塊BI的電源埠 Pl從開關電源20的DC至DC轉換器28接收DC 3.3V。主塊BI可以接收電力供應以僅在正常模式中進行操作。如果開關電源20轉變為輸出停止模式，SP，省電模式，則對主塊BI的電力供應被切斷而使主塊BI停止。主塊BI包括計時器55和存儲器56，並且基於從過零檢測電路34輸入到埠 P5的脈衝信號Pzc來檢測AC電源AC的AC電壓Vac的過零點ZP (參見圖3)，如下面將會描述。此外，主塊BI基於過零點ZP (參見圖3)來生成過零信號Szc，並且基於過零信號Szc來執行例如對定影單元2f的通電的控制。計時器55用於在過零點ZP的檢測期間的時間測量。存儲器52包括ROM和RAM。ROM存儲要由ASIC 51執行的各種程序，並且RAM存儲在程序被執行時的各種數據。同時，模式控制塊B2的電源埠 P2連接到低容量電源電路30的DC至DC轉換器33，並且在正常模式和省電模式中從低容量電源電路30接收電力。響應於印表機I的模式切換，模式控制塊B2使開關電源20在輸出模式和輸出停止模式之間進行切換，在輸出停止模式中，開關電源20的振蕩停止。換言之，模式控制塊B2將控制脈衝信號Scp輸出到控制IC 22，從而使開關電源20在輸出模式和輸出停止模式之間進行切換。在此，輸出模式是其中使變壓器24的初級側進行振蕩而使得開關電源20變成輸出狀態的模式，並且與正常模式相對應。同時，輸出停止模式是其中變壓器24的振蕩被停止而使得開關電源20的輸出停止的模式，並且與省電模式相對應。如上所述，在省電模式中，因為開關電源20的輸出停止，所以控制裝置50，即，ASIC 51的模式控制塊B2和開關電源操作控制單元52接收來自低容量電源電路30的電力供應。開關電源操作控制單元52包括電晶體Q2和光電耦合器PC2的發光二極體LED2。發光二極體LED2的陽極連接到來自DC至DC轉換器33的直流+3.3V的電源線(在下文中稱為 DC 3.3VB)。發光二極體LED2與連接到開關電源20的控制IC 22的控制輸入埠 EN的光電電晶體PT2 —起構成光電耦合器PC2。因此，如果將控制脈衝信號Scp從模式控制塊B2的控制埠 P3輸出到電晶體Q2的基極，則通過光電耦合器PC2光學地傳輸控制脈衝信號Scp，並且該控制脈衝信號Scp被輸入到控制IC 22的控制輸入埠 EN。如上所述，在從省電模式切換到正常模式的情況下，由於從低容量電源電路30供應的電力，所以控制單元50，具體地，ASIC 51的模式控制塊B2，生成控制脈衝信號Scp以使開關電源20的振蕩重新開始，並且將控制脈衝信號Scp傳輸到開關電源20。因此，能夠使用在省電模式期間所積蓄的電力來適當地執行從省電模式到正常模式的切換。而且，用戶能夠使用開關SI以指示模式控制塊B2執行模式切換。為了導通或者截止開關電源20的DC至DC轉換器28，從模式控制塊B2的埠 P4輸出控制信號Scon。例如，即使在正常模式中，如果從低容量電源電路30供應的DC 3.3VB的電力是足夠的，則AISC 51通過控制信號Scon停止開關電源20的DC至DC轉換器28的操作。3.低容量電源電路的構造現在，將描述低容量電源電路30。低容量電源電路30在省電模式和正常模式中向控制單元50供應電力。具體地，在各個模式中，低容量電源電路30向控制單元50的模式控制塊B2和開關電源操作控制單元52供應電力。在正常模式中，根據AC電壓Vac的幅度，低容量電源電路30來自從AC電源AC的電力供應到控制裝置50或者通過二極體D5將開關電源20的DC 5V來自電力供應到控制裝置50。在省電模式中，低容量電源電路30將來自平滑電容器C3的電力供應到控制裝置50。而且，低容量電源電路30包括用於在正常模式中檢測AC電源AC的過零點的組件。低容量電源電路30包括第一電容器Cl、第二電容器C2、整流器電路31、齊納二極體ZD1、平滑電容器C3、DC至DC轉換器33、用於過零檢測的脈衝生成電路34以及積蓄電容器C4。第一電容器Cl包括第一電極Clpl和第二電極Clp2,並且第一電極Clpl連接到AC電源AC的一端，並且第二電極Clp2連接到整流器電路31。而且，第二電容器C2包括第一電極C2p I和第二電極C2p2，並且第一電極C2p I連接到AC電源AC的另一端，並且第二電極C2p2連接到整流器電路31。整流器電路31被電連接在第一電容器Cl的第二電極Clp2和第二電容器C2的第二電極之間，並且對施加到第一電容器Cl和第二電容器C2的AC電壓Vac進行整流。在第一實施例中，整流器電路31通過由四個二極體D1、D2、D3和D4構成的橋接電路來構造。二極體Dl和二極體D2的陰極在第一接觸節點Ndl處連接，二極體Dl的陽極連接到第一電容器Cl的第二電極Clp2，並且二極體D2的陽極連接到第二電容器C2的第二電極C2p2。此外，二極體D3和二極體D4的陽極在第二接觸節點Nd2處連接，並且二極體D3的陰極連接到第一電容器Cl的第二電極C2p2，並且二極體D4的陰極連接到第二電容器C2的第二電極C2p2。第二接觸節點Nd2連接到基準電勢線Lgd。而且，在第一實施例中，電源系統100連接到機架接地。因此，基準電勢線Lgd也被接地，使得基準電勢線Lgd的電勢是OV0平滑電容器C3連接到整流器電路31，並且對整流AC電壓進行平滑化以生成平滑電壓Vch。平滑電容器C3通過二極體D5電連接到開關電源20的DC 5V輸出端子(第二輸出端子)0UT2。為此，當對印表機I供應電力時，通過開關電源20的DC 5V在短時間內對平滑電容器C3和積蓄電容器C4進行充電。二極體D5用於防止從平滑電容器C3到DC至DC轉換器(27)側的逆流。而且，齊納二極體ZDl用於在AC電源AC的AC電壓Vac上升的情況下抑制平滑電壓Vch上升。DC至DC轉換器33將平滑電壓Vch轉換為+3.3VB的DC電壓。對模式控制塊B2的電源埠 P2和開關電源操作控制單元40供應DC3.3VB。換言之，模式控制塊B2接收來自低容量電源電路30的電力。積蓄電容器C4由來自DC至DC轉換器33的DC 3.3VB來充電。充電的電力用於在從省電模式到正常模式的切換期間的光電耦合器PC2的發光二極體LED2的驅動電流。如果適當地選擇平滑電容器C3和積蓄電容器C4的電容，則能夠在省電模式中根據預定電壓的需要來積蓄電力量。在第一實施例中，使用能夠積蓄電力量以確實驅動光電稱合器PC2的發光二極體LED2的積蓄電容器C4和平滑電容器C3。因此，能夠可靠地使開關電源30重新開始。用於過零檢測的脈衝生成電路34 (在下文中簡稱為脈衝生成電路34)連接到整流器電路31的後級處的電流路徑IP，並且基於在電流路徑IP中流動的整流電流Irc來檢測過零點ZP，S卩，AC電源AC的過零。具體地，脈衝生成電路34生成與過零點ZP相對應的用於過零檢測的脈衝信號Pzc (在下文中簡稱為脈衝信號Pzc)，並且ASIC 51的主塊BI最終基於脈衝信號Pzc來檢測過零點ZP。因此，用於過零檢測的脈衝生成電路34和主塊BI與過零檢測電路相對應。如在圖2中所示，脈衝生成電路34包括電阻器R1、電阻器R2、二極體D6以及NPN電晶體(在下文中簡稱為電晶體)Q3。電流路徑IP是從整流器電路31的第一接觸節點Ndl通過平滑電容器C3和電阻器Rl到基準電勢線Lgd的路徑。換言之，電流路徑IP是其中當AC電流Iac返回到AC電源AC時從AC電源AC輸出的AC電流Iac流動的路徑。電晶體Q3用作根據由在電流路徑IP中流動的整流電流Irc生成的基極電流進行操作的開關電晶體。換言之，電晶體Q3將整流電流Irc轉換成脈衝信號Pzc。具體地，電晶體Q3的集電極連接到電阻器R2的一端，電晶體Q3的基極連接到電流路徑IP，並且電晶體Q3的發射極連接到基準電勢線Lgd。電阻器R2是上拉電阻器，並且電阻器R2的另一端連接到DC至DC轉換器28的DC 3.3V輸出端子0UT3。響應於對基極供應的基極電流來導通或者截止電晶體Q3。而且，從電晶體Q3的集電極輸出脈衝信號Pzc，當電晶體Q3處於導通狀態時脈衝信號Pzc是0V，並且當電晶體Q3處於截止狀態時脈衝信號Pzc是3.3V。ASIC 51檢測脈衝信號Pzc的脈衝周期Tp，並且使用該脈衝周期Tp來檢測AC電源AC的AC電壓Vac的過零點ZP (參見圖3)。電晶體Q3不限於NPN電晶體。而且，用於生成脈衝信號Pzc的構造不必限於電晶體Q3和電阻器R2的構造。例如，電晶體Q3可以是FET。在該情況下，優選的是，提供用於將整流電流Irc轉換為柵極電壓的電流至電壓轉換器電路。作為電流至電壓轉換器電路，例如，可以使用電壓跟隨器運算放大器。4.檢測過零點的方法現在，將參考圖3來描述檢測過零點的方法。圖3示出了在AC電源AC的頻率是50Hz, AC電壓Vac是240V (有效值)，電容器Cl和C2的電容是3300pF (微微法拉)，二極體Dl至D4的正向電壓降是0.6V，負載電流是50 μ Α,並且齊納二極體ZDl的齊納電壓是8.2V,電阻器Rl的電阻是15kQ，並且電阻器R2的電阻是IOkQ的情況下的波形。如在圖3中所示，隨著AC電壓Vac增加，作為整流電流Irc (在平滑電容器C3中流動的電流)和齊納二極體ZDl的總電流的路徑電流Iip增加。在圖3的時刻tl，電阻器Rl的電壓降，即，在電晶體Q3的基極和發射極之間的電壓，由於路徑電流Iip而超過電晶體Q3的導通電壓，電晶體Q3被導通，並且脈衝信號Pzc變成0V。在時刻tl之後，根據在AC電壓Vac中的變化，路徑電流Iip進一步增加。此後，如果路徑電流Iip在時刻t2減小並且從而電阻器Rl的電壓降變得等於或者低於電晶體Q3的導通電壓，則脈衝信號Pzc變成大約3.3V。如果脈衝信號Pzc在圖3的時刻tl變成0V，則ASIC 51的計時器55開始測量其中脈衝信號Pzc是OV的時段Kl (時刻tl至時刻t2)。而且，如果在圖3的時刻t2脈衝信號Pzc變成3.3V，則計時器55開始測量其中脈衝信號Pzc是3.3V的時段K2 (時刻t2至時刻t3)。在此，時段Kl和時段K2的總和，SP，從時刻tl到時刻t3的時段，與脈衝信號Pzc的脈衝周期Tp相對應，並且計時器55檢測脈衝信號Pzc的脈衝周期Tp。接下來，ASIC 51基於脈衝信號Pzc的脈衝周期Tp來檢測過零點ZP1。在第一實施例中，脈衝周期Tp變成與AC電壓Vac的周期相同的20ms (毫秒)。在脈衝周期Tp是時段Kl和K2的總和的情況下，ASIC 51通過下述等式I來計算圖3中所示的過零點ZPl的時刻t4。t4=t3+ (Kl/2)......等式 I此外，ASIC 51通過下述等式2來計算在圖5中示出的過零點ZP2的時刻t6。t6=t5+ (K2/2)......等式 2在此，圖3的時刻tl和t3是脈衝信號Pzc的下降時刻，並且圖3的時刻t2和t5是脈衝信號Pzc的上升時刻。因此，可以說ASIC 51基於脈衝信號Pzc的上升時刻和下降時刻來檢測過零點ZP。以相同的方式，ASIC 51計算過零點ZP3至ZP6的時刻t7至tlO。接下來，ASIC51生成例如在過零點ZPl至ZP6的時刻t4、和t6至tlO上升的過零信號Szc，並且基於過零信號Szc來執行例如對定影單元7的通電的控制。5.第一實施例的效果構成過零檢測電路的脈衝生成電路34被設置在省電模式中使用的低容量電源電路30中，並且低容量電源電路30的整流電流Irc用於執行過零檢測。低容量電源電路30的整流電流Irc顯著低於開關電源20的整流電流。為此,在低容量電源電路30中流動的整流電流Irc用於執行過零檢測。因此，能夠執行能夠節省電力的過零檢測。另外，為第一實施例的過零檢測所消耗的電力量大約是80 μ W，這顯著小於使用根據現有技術的光電耦合器的過零檢測的電力量。而且，脈衝生成電路34 (過零檢測電路的示例)連接到連接平滑電容器C3和基準電勢線Lgd的電流路徑IP。需要該電流路徑IP用於生成預定的平滑電壓Vch。為此，能夠在沒有新提供專用於過零檢測的電流路徑的情況下，使用原始必要的路徑。〈第二實施例〉現在，將參考圖4來描述電源系統100的第二實施例。圖4示出了根據第二實施例的低容量電源電路30A的構造。第二實施例的電源系統100與第一實施例的電源系統100的不同之處僅在於電流路徑，在該電流路徑上，脈衝生成電路34被設置在低容量電源電路中。因此，將描述該不同之處，而不會描述相同的組件。在第二實施例中，脈衝生成電路34 (過零檢測電路的示例)連接到劃分整流電流Irc的專用電流路徑Ips。具體地,如在圖4中所示,專用電流路徑IPs由串聯地連接的兩個分壓電阻器Rl和R3構成，並且與平滑電容器C3並聯地配置在整流器電路31和平滑電容器C3之間。而且，脈衝生成電路34被連接在兩個分壓電容器Rl和R3之間。具體地，脈衝生成電路34的電晶體Q3的基極被連接在兩個分壓電阻器Rl和R3之間。然後，根據整流電流Irc的分流Ircl來導通或者截止電晶體Q3，並且與第一實施例類似地執行過零檢測。在該構造中，通過二極體D7使用於過零檢測的平滑電路35和脈衝生成電路34彼此分離，並且通過半波整流電壓Vcha來檢測過零。此後，半波整流電壓Vcha被平滑化為平滑電壓Vchb。因此，與第一實施例相比，平滑電壓更加穩定，並且因此由DC至DC轉換器33生成的+3.3VB更加穩定。〈第三實施例〉現在，將參考圖4來描述電源系統100的第三實施例。圖5示出了根據第三實施例的低容量電源電路30B的構造。與第一實施例相同，第三實施例的電源系統100與第一實施例的電源系統100不同之處僅在於電流路徑，在該電流路徑上脈衝生成電路34被設置在低容量電源電路中。因此，將描述該不同之處，而不描述相同的組件。在第三實施例中，與第二實施例相同，脈衝生成電路34 (過零檢測電路的示例)連接到專用電流路徑IPs。具體地，如在圖5中所示，電阻器R4被連接在整流器電路31和平滑電容器C3之間。專用電流路徑IPs由根據電阻器R4的電壓降而導通或截止的電晶體Q4(開關電路的示例)以及在電晶體Q4和基準電勢線Lgd之間連接的兩個分壓電阻器Rl和R3構成。而且，脈衝生成電路34被連接在兩個分壓電阻器Rl和R3之間。具體地，脈衝生成電路34的電晶體Q3的基極被連接在兩個分壓電阻器Rl和R3之間。在該構造中，僅當整流電流Irc等於或者大於預定電流(電阻器R4的電壓降等於或者大於預定值)時，電晶體Q4被導通，並且基於整流電流Irc的分流Irc2來執行過零檢測。如上所述，僅當整流電流Irc等於或者大於預定電流時，執行過零檢測。因此，改善了過零檢測的可靠性。〈其它實施例〉本發明不限於參考附圖描述的實施例，但是，例如，下面的實施例被包括在本發明的技術範圍中。(I)在第一實施例中，設置了齊納二極體ZDl和平滑電容器C3。然而，本發明不限於此。可以設置齊納二極體ZDl和平滑電容器C3中的任何一個。即使在該情況下，過零檢測電路34也能夠基於在電流路徑IP中流動的整流電流Irc來檢測AC電源的過零點。而且，在設置了平滑電容器C3的情況下，優選的是，設置電阻器Rl和二極體D6中的至少一個。(2)在第二實施例和第三實施例中，在設置了 DC至DC轉換器33和積蓄電容器C4的情況下，齊納二極體ZDl和平滑電容器C3可以被省略。(3)在上述各個實施例中，在無法檢測到脈衝信號(與過零脈衝相對應)的情況下，控制裝置50，具體地，ASIC 51的主塊BI，可以確定AC電源AC的電壓Vac已經下降或者AC電源AC已經被突然截止，並且生成電源故障信號。這是因為，在無法檢測到脈衝信號Pzc的情況下，能夠檢測AC電源AC的電壓降或者AC電源AC處於截止狀態。在該情況下，能夠適當地處理電源故障的發生。(4)在上述各個實施例中，在過零信號(與過零脈衝相對應)的時段Kl (與脈衝寬度相對應)比預定時段更短的情況下，控制裝置50，具體地，ASIC 51的主塊BI，可以確定已經從AC電源AC輸入了矩形波，並且生成矩形波電源故障信號。這是因為下述原因。在AC電源AC的波形是矩形的情況下，脈衝信號Pzc的時段Kl變得非常短。為此，將時段Kl與用於檢測矩形波的預定時段作比較，並且如果時段Kl比預定時段更短，則能夠檢測到已經從AC電源AC輸入了矩形波。換言之，基於脈衝信號Pzc的時段K1，能夠基於脈衝信號Pzc的時段Kl來檢測過零點ZP，並且檢測AC電源AC的波形故障。因此，能夠適當地處理已經從AC電源輸入了矩形波的情況。
(5)在上述各個實施例中，平滑電容器C3通過二極體D5連接到開關電源20的DC5V輸出端子(0UT2)。然而，該構造不是必須需要的，並且因此可以被省略。換言之，平滑電容器C3可以不連接到開關電源20的第二輸出端子0UT2。(6)在上述各個實施例中，作為恆壓電路的齊納二極體ZDl不是必須需要的，並且因此可以被省略。而且，DC至DC轉換器33和積蓄電容器C4不是必須需要的，並且因此可以被省略。在該情況下，從平滑電容器C3供應光電耦合器PC2的發光二極體LED2的驅動電流。(7)在上述各個實施例中，整流器電路31的構造由在圖2等中所示的四個二極體Dl至D4構成。然而，本發明不限於此。例如，與在圖6中示出的整流電路31A相同，整流器電路31可以是由兩個二極體D2和D4構成。(8)在上述各個實施例中，基準電勢線Lgd被接地。然而，本發明不限於此。本發明甚至可以適用於基準電勢線Lgd沒有接地的情況。(9)在上述各個實施例中，在本說明書中公開的電源系統100適用於圖像形成設備。然而，本發明不限於此。電源系統100可以適用於具有正常模式和省電模式的任何設備。
權利要求
1.一種電源系統,包括: 開關電源，所述開關電源包括控制器，所述開關電源被構造成通過對AC電源的AC電壓進行整流和平滑化來生成預定DC電壓； 控制裝置，所述控制裝置被構造成使所述開關電源在下述模式之間進行切換， 正常模式，在所述正常模式中，所述控制器進行振蕩，並且所述開關電源生成所述預定DC電壓，以及 省電模式，在所述省電模式中，所述控制器停止振蕩，並且 所述開關電源停止生成所述預定DC電壓；以及 低容量電源電路，所述低容量電源電路被構造成在所述省電模式中對所述控制裝置供應電力，所述低容量電源電路包括: 第一電容器，所述第一電容器包括連接到所述AC電源的一端的第一電極以及第二電極； 第二電容器，所述第二電容器包括連接到所述AC電源的另一端的第一電極以及第二電極； 整流器電路，所述整流器電路被電連接在所述第一電容器的所述第二電極和所述第二電容器的所述第二電極之間，並且所述整流器電路被構造成對在所述第一電容器的所述第一電極和所述第二電容器的所述第一電極之間施加的AC電壓進行整流；以及 過零檢測電路，所述過零檢測電路連接到在所述整流器電路的後級處的電流路徑，並且所述過零檢測電路被構造成基於在所述電流路徑中流動的整流電流來檢測所述AC電源的過零點。
2.根據權利要求1所述的電源系統，其中， 所述低容量電源電路進一步包括平滑電容器和電流路徑，所述電流路徑將所述平滑電容器連接到基準電勢線，並且 所述過零檢測電路連接到所述電流路徑。
3.根據權利要求1所述的電源系統， 其中，所述低容量電源電路進一步包括專用電流路徑，所述專用電流路徑連接到所述整流器電路，並且 其中，所述過零檢測電路連接到所述專用電流路徑。
4.根據權利要求3所述的電源系統，其中， 所述低容量電源電路進一步包括平滑電容器， 所述專用電流路徑包括串聯連接的兩個分壓電阻器， 所述專用電流路徑與所述平滑電容器並聯連接，並且被布置在所述整流器電路和所述平滑電容器之間，並且 所述過零檢測電路被連接在所述兩個分壓電阻器之間。
5.根據權利要求3所述的電源系統，進一步包括:電阻器，所述電阻器被連接在所述整流器電路和所述平滑電容器之間， 其中，所述專用電流路徑包括:開關電路，所述開關電路根據所述電阻器的電壓降而被導通和截止；以及兩個分壓電阻器，所述兩個分壓電阻器被連接在所述開關電路和基準電勢線之間，並且其中，所述過零檢測電路被連接在所述兩個分壓電阻器之間。
6.根據權利要求1至5中的任何一項所述的電源系統，其中， 所述過零檢測電路檢測與所述過零點相對應的過零脈衝，並且基於所述過零脈衝來檢測所述過零點，並且 如果所述過零檢測電路無法檢測到所述過零脈衝，則所述控制裝置確定所述AC電源的電壓已經下降，或者所述AC電源已經被突然截止，並且所述控制裝置生成電源故障信號。
7.根據權利要求1至5中的任何一項所述的電源系統，其中， 所述過零檢測電路檢測與所述過零點相對應的過零脈衝，並且基於所述過零脈衝來檢測所述過零點，並且 如果所述過零脈衝的脈衝寬度比預定脈衝寬度更短，則所述控制裝置確定已經從所述AC電源輸入了矩形波，並且生成矩形波電源故障信號。
8.一種具有正常模式和省電模式的圖像形成設備，包括: 根據權利要求1至5中的任何一項所述的電源系統；以及 圖像形成單元，所述圖像形成單元由所述電源系統來驅動。
9.一種低容量電源電路,包括: 第一電容器，所述第一電容器包括連接到AC電源的一端的第一電極以及第二電極；第二電容器，所述第二電容器包括連接到所述AC電源的另一端的第一電極以及第二電極； 整流器電路，所述整流器電路被電連接在所述第一電容器的所述第二電極和所述第二電容器的所述第二電極之間，並且所述整流器電路被構造成對在所述第一電容器的所述第一電極和所述第二電容器的所述第一電極之間施加的AC電壓進行整流；以及 過零檢測電路，所述過零檢測電路連接到在所述整流器電路的後級處的電流路徑，並且所述過零檢測電路被構造成基於在所述電流路徑中流動的整流電流來檢測所述AC電源的過零點。
全文摘要
本發明公開了一種電源系統、圖像形成設備和低容量電源電路。該電源系統包括開關電源，該開關電源對AC電源的AC電壓進行整流和平滑化；控制裝置，該控制裝置使開關電源在正常模式和省電模式之間進行切換；以及低容量電源電路，該低容量電源電路在省電模式中向控制裝置供應電力。該低容量電源電路包括兩個電容器，每個電容器都包括連接到AC電源的一端；整流器電路，該整流器電路被電連接在電容器的另一端之間，並且對在第一電容器和第二電容器之間施加的AC電壓進行整流；以及過零檢測電路，該過零檢測電路被連接到在整流器電路的後級處的電流路徑，並且檢測AC電源的過零點。
文檔編號G01R19/175GK103095160SQ201210364448
公開日2013年5月8日 申請日期2012年9月26日 優先權日2011年11月2日
發明者犬飼勝己 申請人:兄弟工業株式會社