开关电源单元及使用该开关电源单元的电子装置制造方法及图纸

一种开关电源单元，包括： 变压器，包括原边绕组，次边绕组，和反馈绕组； 输入电源； 第一开关元件； 设置在反馈绕组的一端和第一开关元件的控制端之间的控制电路； 连接到次边绕组的整流电路；和 输出电压检测电路，用于检测从整流电路输出的输出电压和向控制电路发送反馈信号；其中 输入电源和第一开关元件与原边绕组串联，控制电路包括接通周期控制电路，用于根据反馈信号，通过断开处在接通状态的第一开关元件来稳定输出电压，和断开周期控制电路，用于根据反馈信号，通过延迟第一开关元件的接通来稳定输出电压。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源单元，以及包括该开关电源单元的电子装置。
技术介绍
对在例如打印机或传真机在待机模式时，或该设备未执行打印操作时降低能耗的需求在不断增加。在各种类型的需求中，当用于打印机或传真机的电源单元处在待机模式，或处在轻负载模式时需要降低功耗。然而，一般的瞬变(ringing)用扼流圈式变换器(RCC)型开关电源单元具有随着负载的减小，开关频率增加，并由此增加开关损耗这样的特性。因此，很难在轻负载模式下降低能耗。在例如日本待审查专利申请公开No.7-67335中公开了一种用于在轻负载模式下降低能耗的RCC型开关电源单元。日本待审查专利申请公开No.7-67335中公开的开关电源单元包括第一开关元件的控制端在轻负载模式下被强迫接地预定时间的电路。因此，延迟了第一开关元件的接通，以致将开关频率维持在低于预定水平。据此降低轻负载模式下的能耗。然而，日本待审查专利申请公开No.7-67335中公开的开关电源单元存在一个问题。由于开关频率仅维持在低于预定水平，不能明显地降低轻负载模式下的开关频率。因此，不能明显地降低能耗。另外，存在的另一个问题在于开关频率不能跟随突然的负载变化。例如，如果将轻负载模式下的开关频率设定成明显不同于重负载模式下的开关频率，开关频率则不能跟随从较轻的负载向较重的负载的突然变化。于是，可能造成电源的输出降低或暂停。因此，存在着在轻负载模式下不能明显地降低开关频率的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的优选实施例提供了一种通过能够在轻负载模式下明显降低开关频率来降低能耗的开关电源单元，以及包括该新开关电源单元的电子装置。根据本专利技术的一个优选实施例，开关电源单元包括变压器，该变压器包括原边绕组，次边绕组，和反馈绕组；输入电源；第一开关元件；设置在反馈绕组的一端和第一开关元件的控制端之间的控制电路；连接到次边绕组的整流电路；和输出电压检测电路，用于检测从整流电路输出的输出电压和向控制电路发送反馈信号。输入电源和第一开关元件与原边绕组串联。控制电路包括接通周期控制电路，用于根据反馈信号，通过断开处在接通状态的第一开关元件来稳定输出电压。控制电路还包括断开周期控制电路，用于根据反馈信号，通过延迟第一开关元件的接通来稳定输出电压。优选的是，在轻负载模式下，通过操作断开周期控制电路以控制断开周期来稳定输出电压。优选的是，在除轻负载模式之外的模式中，通过操作接通周期控制电路以控制接通周期来稳定输出电压。反馈信号可以包括用于控制接通周期控制电路的第一反馈信号，和用于控制断开周期控制电路的第二反馈信号。输出电压检测电路可以根据负载功率专门输出第一反馈信号或第二反馈信号。输出电压检测电路可以包括用于输出第一反馈信号的第一发光二极管，与第一发光二极管串联的并联调节器，和与第一发光二极管并联的第一串联电路。第一串联电路可以包括第二发光二极管和恒定电压源，可以以直到输出电压超过预定值为止，电流不流入第二发光二极管的方式设置该恒定电压源。接通周期控制电路可以包括设置在第一开关元件的控制端与输入侧的地电位之间的第二开关元件，连接到第二开关元件的控制端并起到接通第二开关元件的作用的时间常数电路。时间常数电路可以包括具有电阻器的第二串联电路和耦合到第一发光二极管的第一光电晶体管。优选的是，以即使是大于或等于预定值的电流流入第一发光二极管时，流入第一光电晶体管的电流也很难改变的方式确定第二串联电路中的电阻器的电阻值，从而使时间常数电路的时间常数不改变，接通周期控制电路不实际工作，以便稳定输出电压。输出电压检测电路可以包括用于输出第一反馈信号的第一发光二极管，与第一发光二极管串联的开关，与包括第一发光二极管和该开关的串联电路串联的并联调节器，和与包括第一发光二极管和该开关的串联电路并联的第一串联电路。第一串联电路可以包括第二发光二极管和恒定电压源，以直到输出电压超过预定值为止，电流不流入第二发光二极管的方式设置该恒定电压源。接通周期控制电路可以包括设置在第一开关元件的控制端与输入侧的地电位之间的第二开关元件，连接到第二开关元件的控制端并起到接通第二开关元件作用的时间常数电路。时间常数电路可以包括具有电阻器的第二串联电路和耦合到第一发光二极管的第一光电晶体管。断开周期控制电路可以包括串联在反馈绕组的一端和第一开关元件的控制端之间的第三开关元件。优选的是，根据从输出电压检测电路发送的第二反馈信号切换第三开关元件。断开周期控制电路可以包括耦合到第二发光二极管的第二光电晶体管。优选的是，在第二光电晶体管的电阻是预定值或更小时，切换第三开关元件。通过将第二光电晶体管的发射极连接到第二开关元件的控制端，可使第二光电晶体管的作为接通周期控制电路中的时间常数电路的一部分。断开周期控制电路可以包括具有电容器和耦合到第二发光二极管的第二光电晶体管的第三串联电路。第三串联电路可以在第一开关元件的断开周期期间电流流动的方向与反馈绕组并列。优选的是，当因反馈绕组中产生的电压造成电容器的充电电压为预定值或更大时，将第三开关元件断开。断开周期控制电路可以包括用于限制施加到第一开关元件的控制端的电压的限制电路。该限制电路可以包括第三开关元件。开关电源单元可以进一步包括利用反馈绕组中产生的电压向断开周期控制电路提供驱动电压的DC电压源，和设置在输入电源和DC电压源的输出端之间的并具有防止反向电流的功能的恒定电压调节器。根据本专利技术优选实施例的电子装置包括根据上述优选实施例的这种新开关电源。在根据本专利技术各种优选实施例的开关电源单元中，为了保持输出电压恒定，根据从输出电压检测电路发送的反馈信号，以额定负载模式或重负载模式执行第一开关元件的接通周期控制，以轻负载模式执行第一开关元件的断开周期控制。因此，降低了轻负载模式下的开关频率，从而实现了开关损耗的减小。另外，在额定负载或重负载模式下，相对提高开关频率或防止开关频率降低，由此防止传导损耗的增加。另外，在根据本专利技术另一个优选实施例的电子装置中，利用根据本专利技术其它优选实施例的开关单元单元实现效率的改善。从下面参考附图对优选实施例的详细描述将使本专利技术的其它特性，元件，特征和优点变得更清楚。附图说明图1是根据本专利技术第一优选实施例的开关电源单元的电路图；图2是包括表示图1所示的开关电源单元的预定点中的负载状况与其电压波形之间的关系的特征示意图；图3是表示图1所示的开关电源单元的负载电流和开关频率之间的关系的特征示意图；图4是表示图1所示的开关电源单元的负载电流和开关电源单元的效率之间的关系的特征示意图；图5是根据本专利技术第二优选实施例的开关电源单元的电路图；图6是根据本专利技术第三优选实施例的开关电源单元的电路图；图7是根据本专利技术第四优选实施例的开关电源单元的电路图；图8是根据本专利技术第五优选实施例的开关电源单元的电路图的主要部分；图9是表示图8所示主要部分的开关电源单元的剩余部分的电路图；图10是根据本专利技术第六优选实施例的开关电源单元的电路图；和图11是根据本专利技术第七优选实施例的电子装置的透视图。具体实施例方式第一优选实施例图1是根据本专利技术第一实施例的开关电源单元1的电路图。参考图1，开关电源单元最好包括具有原边绕组N1，次边绕组N2，和反馈绕组N3的变压器T；作为输入电源的DC电源，DC电源Vc本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：西田映雄，竹村博，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：