电源控制单元制造技术

一种电压控制单元，在允许电流流通之前，对提供给对于温度具有正电阻特性负载的供电电压实施相位控制，先以电流流通时间Ｔ↓［１］供电，然后以比Ｔ↓［１］长的电流流通时间Ｔ↓［２］供电，再以比Ｔ↓［２］短的电流流通时间Ｔ↓［３］供电。至少实施一次第二控制模式，其中电流流通时电流流通时间保持基本恒定，在负载电流的峰值衰减率饱和之前延长电流流通时间，这样能有效减少电压下降，不会引起大的电流波形失真或传导噪声，而省略了昂贵的噪声滤波器。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电源控制单元，用于控制负载的电源，该负载可以是静电复印机、打印机和传真机的成像装置中的热定影器的加热器。本专利技术尤其涉及一种电源控制单元，其布置考虑了由于流进负载的浪涌电流而引起的电源电压的瞬时下降、当实现相位控制时由供电电源引起的电流波形的谐波失真的出现和传导噪声的产生。例如，在静电复印机、打印机和传真机等成像装置中，按照原始文稿的图像信息密度将图像信号转化成电信号，基于它，用激光束等在感光体上形成的静电潜像。然后，将该静电潜像显影成显影图像并且传送到纸上，随后，由固定于其上的热定影器的加热器产生的热量将该显影图像定影。在这种类型的利用加热将图像定影到纸上的热定影器中，热定影器的加热器(以下称为定影加热器)是作为一个负载。在定影加热器中，加热灯，例如卤素灯，和热阻等用作热源。定影加热器被包在一对定影热辊中，该定影热辊用于挟住并且传送将显影图像定影于其上的纸张。更特别地是，在一对定影热辊的两个或一个中的一个或多于一个定影加热器，每个具有从几百瓦到约两千瓦的功率。若是高速成像装置，采用具有较大容量的定影加热器。另外，根据在接触该对定影热辊的表面提供的温度传感器的检测结果，产生定影加热器的开/关信号，用该信号控制供给定影加热器的电源，该对定影热辊保持在预定温度。若成像装置具有相对于温度有正特性的一个大负载做为主要部件，在控制下给其提供电源，在供电开始后，一大电流(以下称为浪涌电流)立即流过负载。下面，参考图7，用热定影器的卤素加热器作为例子来解释浪涌电流如何流进负载和浪涌电流流过负载时电源电压如何下降。如曲线(a)所示，当加热器信号是开状态时，从商用供电电源给卤素加热器供电。因为卤素加热器的电阻值相对于温度具有正特性，换言之，随卤素加热器温度的升高其阻值变大，如果电流没有加到卤素加热器，该卤素加热器有很小的电阻值。一般地，在这样低温下的电阻值是当被加热时电阻值的1/10。由于电源供给具有这样小阻值的卤素加热器，在电源启动之后，浪涌电流I1(在初始阶段电流的半个周期的峰值)立即流进卤素加热器，如曲线(c)所示。随着电流的流入，卤素加热器被加热并且相应的温度和电阻值上升。随着电阻值的上升，流进卤素加热器的电流下降并且收敛至正常电流I0，卤素加热器恢复到正常状态。浪涌电流I1与正常电流I0的比I1/I0，其范围从几到十倍。在图7的情况下，由于控制卤素加热器实际上是在电源电压波形的过零点处开始点亮，浪涌电流能够被抑制到相对较小的值。另一方面，如图中曲线(b)所示，以上述方式流进卤素加热器的浪涌电流在给成像装置供电的商用供电电源的出口附近或由于其它内部线路的阻抗在这些内部线路上引起电压下降ΔV1。附图中的曲线(b)表示当电压下降时电压波形的包络线。当流经卤素加热器的电流已经收敛至正常电流时，电压下降也收敛至一个小数值ΔV2。当切断供给卤素加热器的电源时，电压恢复到初始电平V0。特别地，由于上述浪涌电流引起瞬间较大的电压下降，对外围设备或照明设备会有不利影响。例如，当提供给照明设备的电压下降时，可能会发生照明闪烁现象(闪烁)。近来，为抑制这种现象的发生，相对电源而言消耗功率大的设备通过闪烁测试进行调整。闪烁测试校验在电源末端的电压没有由于装置里的负载而下降至预定水平之下。在成像装置中，用两种方式执行闪烁测试复印方式(这种方式的闪烁测试称为短闪烁测试)和备用方式(这种方式的闪烁测试称为长闪烁测试)。这样，根据为每种方式分别设置的调整值执行闪烁测试。为了抑制有问题的电压下降，如在日本公开专利申请No.242644/1994(特开平No.6-242644)所公开的，已知一种称为相位控制的控制方法，通过逐步地增加电流通过负载的导通角来供电。然而，当通过相位控制，给比如上述的卤素加热器负载供电时，供电不是在电压波形的过零点开始，给负载突然施加了一个大电压。相应地，不仅电流波形失真，而且在一个宽的频带上发射传导噪声。电流波形的失真对商用供电电源出口的周围产生不利影响，该商用供电电源被连接到一个装置，通过相位控制给内部负载供电，该商用供电电源或者被连接到连接其它内部线路的装置。并且，所发射的传导噪声引起触发外围电子设备不正常工作的问题。为了消除上述问题，通过称为谐波测试的测试施加调整。谐波测试检查相应于原始波形图8的电流波形如何严重失真。实际上，对通过将电流波形进行傅立叶分析获得的谐波的每阶系数是否是在预定调整值之内进行测试，检查第二至第四十次谐波。在复印方式下形成正常的图像，安全调整需要成像装置将谐波噪声保持在预定调整值之内。为实现这些调整提出了各种对抗设备。例如，前述日本公开专利申请No.242644/1994(特开平No.6-242644)也公开了用于抑制浪涌电流产生的技术，它利用了含有双向可控硅(也叫TRIAC)的软开关电路逐步地增加导通角。当采用这个技术后，有效地抑制了电压下降，但是由于传统的相位控制的影响，电流波形大大地失真，因此引起大量的传导噪声。为了消除传导噪声对其它装置的不利影响，必须给供电电源线路提供昂贵的噪声滤波器。这样，产生成本增加的问题。除此之外，电流波形失真的问题仍没解决。下面，参照表1和表9解释相位控制周期的时间长度如何综合性地影响前述电压下降，电流波形的失真和传导噪声。表1 在此，以这种方式实施相位控制，即在允许电流流通之后的预定时间Tph期间(图9)内，从电压波形的过零点一个预定时间段(延时时间)之后加给负载电源，并且在过零点停止。因此，相位控制被切换成过零控制，以连续地全通过电流。在这种情况下，如从表1所理解的，相位控制时间越长，电压下降越小，相位控制时间越短，电压下降越大。相反，相位控制时间越长，电压波形的失真度及传导噪声越高，相位控制时间越短，电流波形的失真度和传导噪声越低。因此，本专利技术的一个目的是提供电源控制单元，当电源供电给大容量的负载，例如用在成像装置等上的加热器等时，它能有效地减少电压下降而不会引起电流波形大的失真或大的传导噪声，。为了实现上述和其它目标，本专利技术的第一电源控制单元具有这种特征，包括切换部分，通过控制具有至少一个极性和从A/C电源通过相位控制到负载的供电电压，来调整流过相对于温度具有正电阻特性的负载的负载电流，其中，在供电电压波形的半个周期内的电流流通时间在电流开始流通之前设定，并且该切换部分在供电电压波形上实施相位控制以形成第一控制模式，其中切换部分提供电流流通时间为T1的电压；切换部分然后提供电流流通时间为T2的电压，电流流通时间T2比电流流通时间T1长；和切换部分接着提供电流流通时间为T3的电压，电流流通时间T3比电流流通时间T2短。另外，本专利技术的第二电源控制单元具有这种特征，包括切换部分，通过控制具有至少一个极性和从A/C电源通过相位控制到负载的供电电压，来调整流过相对于温度具有正电阻特性的负载的负载电流，其中，在供电电压波形的半个周期内的电流流通时间在电流开始流通之前设定，其中该切换部分在电源电压波形上实施相位控制执行至少一次第二控制模式，其中该切换部分通过电流而保持电流流通时间基本不变；在产生的负载电流的峰值衰减速率饱和之前，切换部分延长电流流通时间；和然后切换部分通过电流而同时保持延长的电流流通时间基本不变。按照以上安排本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源控制单元，包括切换装置，用于通过相位控制来控制至少具有一个极性和从Ａ／Ｃ供电电源提供到所述负载的供电电压，以调节流过相对于温度具有正电阻特性的负载的电流，在该相位控制中，在供电电压波形的半周期中的电流流通时间，在电流开始流通之前设定， 其中所述切换装置在所述供电电压波形上实施相位控制以形成第一控制模式，其中 所述切换装置提供电流流通时间为Ｔ↓［１］的电压； 所述切换装置然后提供电流流通时间为Ｔ↓［２］的电压，所述电流流通时间Ｔ↓［２］比所述电流流通时间Ｔ↓［１］长；和 所述切换装置然后提供电流流通时间为Ｔ↓［３］的电压，所述电流流通时间Ｔ↓［３］比所述电流流通时间Ｔ↓［２］短。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔奥利维拉，西山晴雄，米谷善文，
申请(专利权)人：夏普公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]