电源装置和图像形成装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电源装置和图像形成装置。电源装置包括能够执行交替地重复切换时段和切换停止时段的间歇操作的控制单元，其中，切换时段用于跨着用于将两个切换元件都关断的关断时段执行交替地接通或关断这两个切换元件的切换操作，切换停止时段用于停止切换操作。在从切换时段到切换停止时段的迁移中，控制单元在接通第二切换元件之后进行向切换停止时段的迁移。在从切换停止时段到切换时段的迁移中，控制单元也在接通第二切换元件之后进行向切换时段的迁移。

Power supply device and image forming device

【技术实现步骤摘要】
电源装置和图像形成装置本申请是申请号为201610479088.9、申请日为2016年6月27日、专利技术名称为“电源装置和图像形成装置”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及电源装置和图像形成装置，特别地，涉及在使用回扫变压器(flybacktransformer)的绝缘转换器中使用有源箝位系统(activeclampsystem)的切换电源装置。
技术介绍
在将AC电压转换成DC电压的诸如商用电源的切换电源中，需要提高切换电源的效率以减少切换电源的电力消耗。切换电源的效率由通过切换电源输出的电力与供给到切换电源的电力的比率表达。在使用回扫变压器的绝缘转换器中使用有源箝位系统的切换电源中，作为提高切换电源输出低电力的状态中的效率的单元的例子，提出了日本专利No.4370844的配置。以下，切换电源输出低电力的状态将被称为将低负荷状态。但是，需要在使用有源箝位系统的切换电源中进一步提高低负荷状态中的效率。在使用回扫变压器的绝缘转换器中使用有源箝位系统的切换电源中，两个切换元件被交替地接通和关断。因此，存储于变压器中的能量的一部分通过回扫操作被传送到二次侧，并且，能量的剩余部分在一次侧共振以用零电压切换切换元件。以这种方式，一次侧的电力可通过使用有源箝位系统被高度有效地转换到二次侧。因此，可以实现高的电力转换效率。例如，在日本专利申请公开No.H11-187664中提出了以下电路配置：其中，基于负荷适当地控制两个切换元件的接通时间，并且在宽的负荷范围中获得高的电力转换效率。例如，在日本专利申请公开No.2013-201829中提出以下电路配置：其中，根据输入电压改变两个切换元件的接通时间以应对输入电压的波动。但是，需要实现可灵活应对控制的多个目标输出电压(以下，称为“目标电压”)中的每一个所需要的规范的切换电源。
技术实现思路
本专利技术可提高有源箝位系统的电源装置中的低负荷期间的电力效率。本专利技术还可灵活地应对可输出多个电压的电源装置中的各电压所需要的规范。为了解决该问题，本专利技术提供一种电源装置，该电源装置包括：包含一次绕组和二次绕组的变压器；与变压器的一次绕组串联连接的第一切换元件；与变压器的一次绕组并联连接的第二切换元件；与第二切换元件串联连接并且与第二切换元件一起与变压器的一次绕组并联连接的电容器；根据在变压器的二次绕组中感应的电压而输出信息的反馈单元；以及基于从反馈单元输入的信息来控制第一切换元件和第二切换元件的接通或关断的控制单元，其中，控制单元可执行交替地重复第一时段和第二时段的操作，其中，第一时段用于跨着用于关断第一切换元件和第二切换元件两者的死时间(deadtime)执行交替地接通或关断第一切换元件和第二切换元件的切换操作，第二时段用于停止(halt)切换操作，以及其中，控制单元在从第一时段向第二时段的迁移中，在接通第二切换元件之后进行向第二时段的迁移，并且，在从第二时段向第一时段的迁移中，也在接通第二切换元件之后进行向第一时段的迁移。本专利技术的另一目的是，提供一种图像形成装置，该图像形成装置包括：形成图像的图像形成单元；以及向图像形成装置供给电力的电源装置，其中，电源装置包含：包含一次绕组和二次绕组的变压器；与变压器的一次绕组串联连接的第一切换元件；与变压器的一次绕组并联连接的第二切换元件；与第二切换元件串联连接并且与第二切换元件一起与变压器的一次绕组并联连接的电容器；根据在变压器的二次绕组中感应的电压而输出信息的反馈单元；以及基于从反馈单元输入的信息来控制第一切换元件和第二切换元件的接通或关断的控制单元，其中，控制单元可执行交替地重复第一时段和第二时段的操作，其中，第一时段用于跨着用于关断第一切换元件和第二切换元件两者的死时间执行交替地接通或关断第一切换元件和第二切换元件的切换操作，第二时段用于停止切换操作，以及其中，控制单元在从第一时段向第二时段的迁移中，在接通第二切换元件之后进行向第二时段的迁移，并且，在从第二时段向第一时段的迁移中，也在接通第二切换元件之后进行向第一时段的迁移。本专利技术的另一目的是，提供一种电源装置，该电源装置包括：包含一次绕组和二次绕组的变压器；与变压器的一次绕组串联连接的第一切换元件；与变压器的一次绕组并联连接的第二切换元件；与第二切换元件串联连接并且与第二切换元件一起与变压器的一次绕组并联连接的电容器；整流和平滑在变压器的二次绕组中感应的电压的整流平滑单元；根据通过整流平滑单元整流和平滑的电压而输出信息的反馈单元；以及基于从反馈单元输入的信息来控制第一切换元件和第二切换元件的接通或关断，以使得通过整流平滑单元整流和平滑的电压变为预定电压的控制单元，其中，操作可在第一状态和第二状态中被执行，其中在第一状态中，将所述预定电压控制在第一电压，在第二状态中，将所述预定电压控制在比第一电压大的第二电压，以及其中，控制单元控制第一切换元件和第二切换元件，使得第一切换元件的接通时间在第二状态中比在第一状态中长、第二切换元件的接通时间在第二状态中比在第一状态中短、并且用于交替地接通或关断第一切换元件和第二切换元件的时段在第二状态中比在第一状态中短。本专利技术的另一目的是，提供一种电源装置，该电源装置包括：包含一次绕组和二次绕组的变压器；与变压器的一次绕组串联连接的第一切换元件；与变压器的一次绕组并联连接的第二切换元件；与第二切换元件串联连接并且与第二切换元件一起与变压器的一次绕组并联连接的电容器；整流和平滑在变压器的二次绕组中感应的电压的整流平滑单元；根据通过整流平滑单元整流和平滑的电压而输出信息的反馈单元；以及基于从反馈单元输入的信号控制第一切换元件和第二切换元件的接通或关断，以使得通过整流平滑单元整流和平滑的电压变为预定电压的控制单元，其中，在第一状态和第二状态两者中，控制单元可执行连续操作和间歇操作，其中，连续操作用于重复用于跨着用于关断第一切换元件和第二切换元件两者的死时间执行交替地接通或关断第一切换元件和第二切换元件的切换操作的第一时段，间歇操作用于重复第一时段和用于停止切换操作的第二时段，其中，操作可在第一状态和第二状态中被执行，其中在第一状态中，将所述预定电压控制在第一电压，在第二状态中，将所述预定电压控制在比第一电压大的第二电压，以及其中，控制单元在第一切换元件的接通时间变得等于或小于预定时间时进行从连续操作到间歇操作的迁移，并且，所述预定时间在第一状态与第二状态之间不同。本专利技术的另一目的是，提供一种图像形成装置，该图像形成装置包括：形成图像的图像形成单元；以及向图像形成装置供给电力的电源装置，电源装置包含：包含一次绕组和二次绕组的变压器；与变压器的一次绕组串联连接的第一切换元件；与变压器的一次绕组并联连接的第二切换元件；与第二切换元件串联连接并且与第二切换元件一起与变压器的一次绕组并联连接的电容器；整流和平滑在变压器的二次绕组中感应的电压的整流平滑单元；根据通过整流平滑单元整流和平滑的电压而输出信息的反馈单元；基于从反馈单元输入的信息来控制第一切换元件和第二切换元件的接通或关断，以使得通过整流平滑单元整流和平滑的电压变为预定电压的控制单元，其中，操作可在第一状态和第二状态中被执行，其中在第一状态中，将所述预定电压控制在第一电压，在第二状态中，将所述预定电压控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源装置，其特征在于，包括：包含一次绕组和二次绕组的变压器；与变压器的一次绕组串联连接的第一切换元件；与变压器的一次绕组并联连接的第二切换元件；与第二切换元件串联连接并且与第二切换元件一起与变压器的一次绕组并联连接的电容器；控制单元，被配置为交替地接通和关断第一切换元件和第二切换元件，使得在第一切换元件被交替地接通和关断的情况下，在其中第一切换元件被关断的关断时段中，控制单元在短于其中第一切换元件被关断的关断时段的时段中接通第二切换元件，以形成第一切换元件和第二切换元件都被关断的死时间时段，其中，在第一和第二切换元件的状态从第一切换元件和第二切换元件被交替地接通和关断的切换状态转变为第一切换元件和第二切换元件在长于死时间时段的停止时段期间被关断的停止状态的情况下，控制单元控制第一和第二切换元件的操作，使得在切换状态下在第一切换元件被关断之后第二切换元件被接通，并且然后在电容器被用变压器和电容器的共振的峰值电压充电的状况下第二切换元件被关断以将第一和第二切换元件的状态转变为停止状态。

【技术特征摘要】
2015.06.30 JP 2015-131592;2015.06.30 JP 2015-131591.一种电源装置，其特征在于，包括：包含一次绕组和二次绕组的变压器；与变压器的一次绕组串联连接的第一切换元件；与变压器的一次绕组并联连接的第二切换元件；与第二切换元件串联连接并且与第二切换元件一起与变压器的一次绕组并联连接的电容器；控制单元，被配置为交替地接通和关断第一切换元件和第二切换元件，使得在第一切换元件被交替地接通和关断的情况下，在其中第一切换元件被关断的关断时段中，控制单元在短于其中第一切换元件被关断的关断时段的时段中接通第二切换元件，以形成第一切换元件和第二切换元件都被关断的死时间时段，其中，在第一和第二切换元件的状态从第一切换元件和第二切换元件被交替地接通和关断的切换状态转变为第一切换元件和第二切换元件在长于死时间时段的停止时段期间被关断的停止状态的情况下，控制单元控制第一和第二切换元件的操作，使得在切换状态下在第一切换元件被关断之后第二切换元件被接通，并且然后在电容器被用变压器和电容器的共振的峰值电压充电的状况下第二切换元件被关断以将第一和第二切换元件的状态转变为停止状态。2.根据权利要求1所述的电源装置，其中，其中第二切换元件在第一和第二切换元件的状态从切换状态转变为停止状态的情况下被接通的时间段短于其中第二切换元件在切换状态下被接通的时间段。3.根据权利要求1所述的电源装置，其中，其中第二切换元件在第一和第二切换元件的状态从切换状态转变为停止状态的情况下被接通的时间段是其中第二切换元件在切换状态下被接通的时间段的一半或更少。4.根据权利要求3所述的电源装置，其中，在第一和第二切换元件的状态从切换状态转变为停止状态的情况下，电容器通过接通第二切换元件被充电，电容器维持该电容器在停止状态下被充满电的状况。5.根据权利要求1所述的电源装置，包括反馈单元，该反馈单元向控制单元反馈与在变压器的二次绕组中感应的电压对应的信息，其中，在所述信息被从反馈单元反馈的情况下，控制单元使得第一和第二切换元件的状态从切换状态转变为停止状态。6.根据权利要求1所述的电源装置，其中，控制单元根据来自外部的切换信号而使得第一和第二切换元件的状态从切换状态转变为停止状态。7.根据权利要求1所述的电源装置，其中，电源装置在第一和第二切换元件的状态被交替地从切换状态转变为停止状态的状况下的消耗电力少于电源装置在第一和第二切换元件的状态被维持在切换状态而不转变为停止状态的状况下的消耗电力。8.根据权利要求1所述的电源装置，其中，所述死时间时段被定义为其中第一和第二切换元件的状态维持在切换状态而不转变为停止状态的时段，并且所述停止时段被定义为其中第一和第二切换元件的状态在切换状态和停止状态之间重复地转变的间隙操作中的时段。9.一种电源装置，其特征在于，包括：包含一次绕组和二次绕组的变压器；与变压器的一次绕组串联连接的第一切换元件；与变压器的一次绕组并联连接的第二切换元件；与第二切换元件串联连接并且与第二切换元件一起与变压器的一次绕组并联连接的电容器；控制单元，被配置为交替地接通和关断第一切换元件和第二切换元件，使得在第一切换元件被交替地接通和关断的情况下，在其中第一切换元件被关断的关断时段中，控制单元在短于其中第一切换元件被关断的关断时段的时段中接通第二切换元件，以形成第一切换元件和第二切换元件都被关断的死时间时段，其中，在第一和第二切换元件的状态从第一切换元件和第二切换元件在长于死时间时段的停止时段期间被关断的停止状态转变为第一切换元件和第二切换元件被交替地接通和关断的切换状态的情况下，控制单元交替地接通和关断第一切换元件和第二切换元件，使得第二切换元件被接通以转变为切换状态。10.根据权利要求9所述的电源装置，其中，其中第二切换元件在第一和第二切换元件的状态从停止状态转变为切换状态的情况下被接通的时间段短于其中第二切换元件在切换状态下被接通的时间段。11.根据权利要求10所述的电源装置，其中，其中第二切换元件在第一和第二切换元件的状态从停止状态转变为切换状态的情况下被接通的时间段是其中第二切换元件在切换状态下被接通的时间段的一半或更少。12.根据权利要求9所述的电源装置，其中，在第一和第二切换元件的状态从停止状态转变为切换状态的情况下，电容器通过接通第二切换元件被放电。13.根据权利要求9所述的电源装置，包括反馈单元，该反馈单元向控制单元反馈与在变压器的二次绕组中感应的电压对应的信息，其中，在所述信息被从反馈单元反馈的情况下，控制单元使得第一和第二切换元件的状态从停止状态转变为切换状态。14.根据权利要求9所述的电源装置，其中，控制单元根据来自外部的切换信号而使得第一和第二切换元件的状态从停止状态转变为切换状态。15.根据权利要求9所述的电源装置，其中，电源装置在第一和第二切换元件的状态被交替地从切换状态转变为停止状态的状况下的消耗电力少于电源装置在第一和第二切换元件的状态被维持在切换状态而不转变为停止状态的状况下的消耗电力。16.根据权利要求9所述的电源装置，其中，在第一和第二切换元件的状态从切换状态转变为停止状态的情况下，控制单元控制第一和第二切换元件的操作，使得在切换状态中在第一切换元件被关断之后第二切换元件被接通，并且然后第二切换元件被关断以将第一和第二切换元件的状态转变为停止状态。17.根据权利要求9所述的电源装置，其中，所述死时间时段被定义为其中第一和第二切换元件的状态维持在切换状态而不转变为停止状态的时段，并且停止时段被定义为其中第一和第二切换元件的状态在切换状态和停止状态之间重复地转变的间隙操作中的时段。18.一种图像形成装置，其特征在于，包括：图像形成单元，被配置为执行到记录材料上的图像形成；电源装置，被配置为产生用于执行所述图像形成的电力，其中，电源装置包括：包含一次绕组和二次绕组的变压器；与变压器的一次绕组串联连接的第一切换元件；与变压器的一次绕组并联连接的第二切换元件；与第二切换元件串联连接并且与第二切换元件一起与变压器的一次绕组并联连接的电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：志村泰洋，浅野裕基，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP