开关电源和具有该开关电源的图像形成设备制造技术

本发明专利技术提供了一种开关电源和具有该开关电源的图像形成设备。该开关电源包括：变压器；开关单元，被配置成切换提供给变压器的初级侧的电压；和输出单元，被配置成输出在变压器的次级侧产生的电压，其中，当输出单元输出第一电压时开关单元的开关周期被设置为预定时间段，而当输出单元输出低于第一电压的第二电压时，第一时间段和第二时间段被设置为比所述预定时间段更长，并被设置为彼此不同。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及产生直流电压的开关电源。
技术介绍
自激振荡型开关电源(此后称为开关电源)是已知的电源，其把直流电压转换为适于在设备中使用的恒定电压。在这种情况下，通过整流和平滑从商用电源输入的交流电压来获取直流电压。开关电源通常被设计成当被加载到具有电源的电子装置所要求的最高电平时产生最大效率。因此，开关电源上较轻的负载(即轻负载状态)使开关电源的效率降低。因此，配备自振荡开关电源的电子装置被配置成在装置未被操作时进入休眠模式以减小功耗。在休眠模式中，开关电源不连续地振荡，而是通过以预定间隔重复振荡和停止振荡来间歇地振荡(此后称为间歇振荡操作)以便在减小功耗的同时防止开关操作的效率损失。通过把指示停止振荡的信号从开关电源的次级侧传送到初级侧，并把常规序列模式切换到间歇振荡操作模式来控制该操作。例如在日本专利申请公开No. 2003184340中讨论了这种间歇振荡操作。在该间歇振荡操作中，开关电源中的开关器件(例如场效应晶体管 M0SFET)被保持导通比正常情况下更长的时间，减少开关操作的次数，这防止了操作效率的降低。例如通过使用微型计算机中包括的定时器来测量时间，并以适于电源电路的常数和适于要被连接的负载的间隔间歇地振荡，可以控制间歇振荡操作。但是，当执行间歇振荡操作时出现了下面描述的问题。人们发现在间歇振荡操作中，从变压器产生了噪声。该噪声在周期为振荡操作之间的间隔的频率的倍数处具有强度峰值。图9是示出在以IOKHz的频率执行间歇振荡操作的情况下来自变压器的噪声的例子的图，水平轴代表频率并且垂直轴代表噪声强度。图9表明变压器产生了表现出频率特性的噪声，其中噪声的强度峰值离散地分布。这种表现出频率特性的噪声是由变压器的机械振动所产生的噪声的频率和开关器件的驱动频率的高频分量组合造成的。也已经知道这种噪声的范围处于人类可听度内，并且对于人耳来说是讨厌的噪声。换句话说，在间歇振荡操作期间，功耗可以被减小而不降低开关电源的效率，但是包括开关电源的电子装置产生了讨厌的噪声。
技术实现思路
本申请的专利技术实现了在开关电源的间歇振荡操作期间减少变压器所产生的讨厌的噪声。根据本专利技术的一个方面，提供了一种开关电源，包括变压器；开关单元，被配置成切换提供给变压器的初级侧的电压；和输出单元，被配置成输出在变压器的次级侧产生的电压；其中，当输出单元输出第一电压时开关单元的开关周期被设置为预定周期，而当输出单元输出低于第一电压的第二电压时，开关周期的第一时间段和第二时间段被设置为比所述预定周期更长，并被设置为彼此不同。从下列参考附图对示范性实施例的详细描述，本专利技术进一步的特征和方面将变得清晰。附图说明包括在说明书中并组成其一部分的附图与描述一起示出了本专利技术的示范性实施例、特征和方面，用来说明本专利技术的原理。图1示出了根据第一示范性实施例的开关电源的电路。图2示出了根据第一示范性实施例的开关电源的自激振荡停止信号产生单元的结构。图3根据第一示范性实施例示出了振荡停止信号的波形和来自振荡停止信号产生单元的随机值之间的关系。图4A和图4B示出了由第一示范性实施例的隔离变压器产生的噪声的频率特性。图5示出了根据第二示范性实施例的开关电源的振荡停止信号产生单元的结构。图6根据第二示范性实施例示出了振荡停止信号的波形和来自振荡停止信号产生单元的计数值之间的关系。图7示出了根据第三示范性实施例的开关电源的振荡停止信号产生单元的结构。图8根据第三示范性实施例示出了振荡停止信号的波形和来自振荡停止信号产生单元的随机值之间的关系。图9示出了常规隔离变压器产生的噪声的频率特性。图IOA和图IOB示出了具有根据本专利技术的开关电源的例子。具体实施例下面将参考附图详细描述本专利技术的各种示范性实施例、特征和方面。第一示范性实施例的自激振荡型开关电源(此后称为开关电源)的特征在于，针对每一振荡，随机地改变间歇振荡操作的间隔，使得从变压器不产生表现出使噪声的强度峰值分布于确定的频率处的频率特性的声音。描述第一示范性实施例。图1示出了根据第一示范性实施例的开关电源的电路结构。根据本示范性实施例的开关电源的电路结构包括具有初级绕组L21、次级绕组L22和反馈绕组L23的隔离变压器T21和具有二极管Dll、D12、D13和D14作为整流器件的二极管电桥。该电路结构还包括平滑电容器C11、起动电阻器R21、电阻器R24、具有控制端子的开关器件Q21、具有控制端子的开关器件Q22和具有控制端子的开关器件Q23。该电路结构还包括具有发光二极管104a(在次级侧)和光电晶体管104b (在初级侧)的光耦合器PC21， 具有二极管D21和电容器C23的整流和平滑电路101，具有电阻器R26、R27和R29、电容器 CM和分路调节器IC21的误差检测电路102，以及振荡停止信号产生电路103。在本示范性实施例中，开关器件Q21是金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)，并且器件Q22和Q23是晶体管。描述开关电源的电路中的元件之间的连接。隔离变压器T21的初级绕组L21在其负端连接到开关器件Q21的电流流入端子，而在其正端连接到起动电阻器R21的一端。起动电阻器R21的另一端连接到开关器件Q21的控制端子、具有电容器C21和电阻器R23的串联电路的一端、电阻器R22的一端、开关器件Q22的电流流入端、以及具有光耦合器PC21 的光电晶体管104b和电阻器R25的串联电路的光电晶体管电流流入侧。电阻器R22的另一端连接到开关器件Q21和开关器件Q22的电流流出端、电容器 C22的一端、以及隔离变压器T21的反馈绕组L23的负电极侧。具有电容器C21和电阻器R23 的串联电路的另一端被连接到隔离变压器T21的反馈绕组L23的正电极侧和电阻器R24的一端。电阻器R24的另一端连接到开关器件Q22的控制端子、电容器C22的另一端、以及具有光耦合器PC21的光电晶体管104b和电阻器R25的串联电路的光电晶体管电流流出端。整流和平滑电路101连接到隔离变压器T21的次级绕组L22，使得当开关器件Q21 关断时电流流入次级绕组L22中。误差检测电路102把整流和平滑电路101的输出电压和基准电压进行比较，并输出对应于这些电压之间的差的电压。误差检测电路102在其输出端连接到光耦合器PC21的发光二极管10 的阴极侧并通过电阻器R30连接到开关器件 Q23的电流流入端子。开关器件Q23的电流流出端子连接到整流和平滑电路101的低压侧输出。开关器件Q23的控制端子连接到振荡停止信号产生电路103的输出。描述开关电源电路中的元件的功能。包括二极管D11、D12、D13和D14的二极管电桥对从商用电源提供的交流电压执行全波整流。平滑电容器Cll在二极管电桥的全波整流之后平滑电压以产生直流电压。隔离变压器T21包括初级绕组L21、次级绕组L22和反馈绕组L23。在本示范性实施例中是MOSFET的开关器件Q21包括控制端子，控制端子控制流过隔离变压器T21的初级绕组L21的电流的导通/非导通(此后称为导通和关断)。控制端子接通和关断开关器件Q21以便间歇地使电流流过隔离变压器T21的初级绕组L21。整流和平滑电路101包括二极管D21和电容器C23，并且在开关器件Q21关断时平滑和整流跨过隔离变压本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种开关电源，包括：变压器；开关单元，被配置成切换提供给变压器的初级侧的电压；和输出单元，被配置成输出在变压器的次级侧产生的电压；其中，当输出单元输出第一电压时，开关单元的开关周期被设置为预定周期，而当输出单元输出低于第一电压的第二电压时，开关周期的第一时间段和第二时间段被设置为比所述预定周期更长并被设置为彼此不同。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：仲岛祐树，水野文明，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP