專利名稱：開關(guān)電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及，復(fù)印機(jī)、激光打印機(jī)等辦公機(jī)器因交流電源在輸入電壓不穩(wěn)定的環(huán)境下使用的開關(guān)電源裝置。特別是輸入電壓中附加了過大電壓時(shí)，也可以不被損壞而安全停止、防止電源裝置起火冒煙的開關(guān)電源裝置。
背景技術(shù)：
一般地、復(fù)印機(jī)、激光打印機(jī)等辦公機(jī)器因交流電源在輸入電壓不穩(wěn)定的環(huán)境下使用的開關(guān)電源裝置已為公眾所知。
而且，作為在先技術(shù)的專利文獻(xiàn)1公開了這樣一種技術(shù)，即當(dāng)比額定電壓高的交流電源與輸入端子連接時(shí)，或者，雷電涌的高電壓被輸入時(shí)，齊納二極管導(dǎo)通，晶體(三極管)管接通，由于接通中的用于繼電器的晶體(三極管)管不再導(dǎo)通，繼電器被切斷，過電壓保護(hù)用開關(guān)打開，并且，因場(chǎng)強(qiáng)計(jì)有電壓，H等級(jí)的信號(hào)被輸出，控制用微機(jī)從場(chǎng)強(qiáng)計(jì)得到H等級(jí)的信號(hào)，端子變?yōu)镠等級(jí)，控制用微機(jī)的端子變?yōu)镠等級(jí)后，具有晶閘管功能的電源閂鎖電路接通，保持繼電器和開關(guān)的關(guān)閉，將電源保持在關(guān)閉的狀態(tài)。
還有，專利文獻(xiàn)2公開了這樣一種技術(shù)，即將交流電壓通過整流電路整流后變換成直流，將該直流電壓通過電壓檢測(cè)部比較后檢測(cè)出過電壓，驅(qū)動(dòng)負(fù)荷部以增加流經(jīng)保險(xiǎn)絲的電流，使其熔斷，即當(dāng)檢測(cè)到過電壓時(shí)，持續(xù)打開開關(guān)電源的開關(guān)元件，使電流增加后，使保險(xiǎn)絲熔斷，能夠正確地設(shè)定動(dòng)作點(diǎn)，并且能夠切實(shí)地熔斷保險(xiǎn)絲。
還有，專利文獻(xiàn)3公開了這樣一種技術(shù)，即交流(商用)電源，通過開關(guān)經(jīng)過繼電器，分為通往復(fù)印機(jī)的機(jī)械部分的路線，和在繼電器前到達(dá)直流電源組件的路線，直流電源組件進(jìn)行交流電壓的交直變換，從穩(wěn)定的電路向包括CPU的控制組件供給電力；控制組件包括A/D變換部，其將穩(wěn)定電路的進(jìn)口部的直流電壓進(jìn)行A/D變換；信號(hào)發(fā)生部，其控制開關(guān)及繼電器；時(shí)鐘，交流電源有異常發(fā)生時(shí)，該異常從電源組件傳向A/D變換器，根據(jù)A/D變換后的數(shù)據(jù)檢測(cè)出異常，通過控制組件，使繼電器和開關(guān)動(dòng)作，切斷交流電源的輸入，通過時(shí)鐘，對(duì)瞬時(shí)異常不作反應(yīng)。
還有，專利文獻(xiàn)4，公開了這樣一種技術(shù)，一種從商用電源的中性線和高電位線接受電力供給、安裝在電源的電力供給側(cè)的過電壓保護(hù)裝置，其包括連接高電位線和中性線之間的電涌吸收元件；通過電涌吸收元件在商用電源側(cè)的高電位線上串聯(lián)插入的正溫度系數(shù)熱敏電阻；將電涌吸收元件產(chǎn)生的熱量良好地傳送到正溫度系數(shù)熱敏電阻去的熱收縮軟管。當(dāng)附加有過電壓時(shí)，通過電涌吸收元件的發(fā)熱正溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻值增加，通過該正溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻值的增加，電流值下降，電涌吸收元件的發(fā)熱得到抑制，最終，電涌吸收元件的發(fā)熱和正溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻值的上升達(dá)到平衡時(shí)，電涌吸收元件的發(fā)熱(溫度上升)得到限制。
專利文獻(xiàn)1特開2002-51453公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2003-164054公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開平11-113164公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開平11-252789公報(bào)發(fā)明內(nèi)容但是，上述已有的開關(guān)電源裝置存在著以下的問題。
即以前交流輸入電壓的過電壓是通過壓敏電阻等電壓檢測(cè)元件進(jìn)行檢測(cè)，通過保險(xiǎn)絲等切斷元件切斷并停止交流輸入電源，但是，此時(shí)存在著壓敏電阻或保險(xiǎn)絲等損壞，且即使消除了輸入過電壓也不能恢復(fù)原狀的問題。
于是，為了使其恢復(fù)原狀，必須要進(jìn)行電源裝置的交換或者保險(xiǎn)絲的交換，因?yàn)槭怯嘘P(guān)安全的零件，所以又產(chǎn)生了需要接受過高度訓(xùn)練人員進(jìn)行維護(hù)的問題。
并且，以前的技術(shù)雖然可以不損壞保護(hù)元件檢測(cè)并停止過電壓，但是為了將輸入電壓檢測(cè)手段連接到交流電源或整流平滑后的直流電壓中，并檢測(cè)輸入電壓，存在著待機(jī)時(shí)的消耗電力會(huì)增加輸入電壓檢測(cè)手段的消耗電力的量的問題。最近，特別是待機(jī)時(shí)降低消耗電力變得很重要，存在著也不能忽視輸入電壓檢測(cè)手段消耗電力的問題。
本發(fā)明就是為了解決這些問題，其目的是提供這樣一種開關(guān)電源裝置。
其在待機(jī)時(shí)不增加消耗電力，提供輸入過電壓檢測(cè)手段，即使附加了輸入過電壓，也可以停止開關(guān)電源裝置的動(dòng)作，以防止電源裝置及系統(tǒng)起火冒煙。
還有，本發(fā)明的其他目的是，檢測(cè)出輸入過電壓時(shí)，不發(fā)生壓敏電阻短路或保險(xiǎn)絲熔斷等零件損壞，即可停止動(dòng)作，過電壓消除后，能夠容易地再啟動(dòng)。
為了達(dá)到所述目的，技術(shù)方案1記載了一種開關(guān)電源裝置，其通過連接于交流電源的整流平滑電路轉(zhuǎn)變?yōu)?次側(cè)直流電壓，將所述1次側(cè)直流電壓通過開關(guān)元件和PWM控制IC對(duì)變壓器進(jìn)行開關(guān)，在所述變壓器的2次側(cè)誘發(fā)電力，將所述電力通過整流平滑電路整流平滑后獲得直流輸出；其特征在于包括1次側(cè)電壓檢測(cè)手段，其介由所述變壓器來檢測(cè)所述1次側(cè)直流電壓；過電壓檢測(cè)手段，其檢測(cè)所述1次側(cè)直流電壓為設(shè)定電壓值以上；停止手段，其當(dāng)所述過電壓檢測(cè)手段檢測(cè)到在所述設(shè)定電壓值以上的電壓時(shí)，停止所述開關(guān)電源裝置的動(dòng)作。
還有，技術(shù)方案2記載的開關(guān)電源裝置，其特征在于所述1次側(cè)電壓檢測(cè)手段，是所述PWM控制IC的輔助電源電路；所述過電壓檢測(cè)手段，是齊納二極管和電阻的串聯(lián)電路；所述停止手段，是所述PWM控制IC的過電壓保護(hù)電路。
還有，技術(shù)方案3記載的開關(guān)電源裝置，其特征在于所述1次側(cè)電壓檢測(cè)手段，為取得與1次側(cè)直流電壓成比例的電壓，以所述開關(guān)元件在接通時(shí)所輸出的極性，連接到所述2次側(cè)的整流平滑電路中；所述過電壓檢測(cè)手段，利用電壓依存元件檢測(cè)出輸入過電壓；所述停止手段，與所述電源裝置的2次側(cè)過電壓保護(hù)手段連動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)交流輸入電壓高于設(shè)定電壓(輸入過電壓檢測(cè)電壓)時(shí)，通過停止開關(guān)動(dòng)作，流經(jīng)1次側(cè)平滑電容器的脈動(dòng)電流減少，即使輸入過電壓被附加，因該電容器只少許發(fā)熱，所以可防止更高電壓的電容器防爆閥的動(dòng)作。因此，1次側(cè)平滑電容器可選定低耐壓小型零件，可提供低價(jià)格安全的開關(guān)電源裝置。
此外，1次側(cè)直流電壓檢測(cè)電路，由于根據(jù)線圈T1-W1和線圈T1-W4的線圈比，使用被分壓后的低電壓來檢測(cè)輸入過電壓，1次側(cè)直流電壓檢測(cè)電路和過電壓檢測(cè)電路的消耗電力小，待機(jī)時(shí)消耗電力少的開關(guān)電源裝置。
此外，可以將輔助電源電路作為1次側(cè)直流電壓檢測(cè)電路使用，通過少量的零件實(shí)現(xiàn)輸入過電壓保護(hù)功能，提供更低價(jià)格的電源裝置。
此外，在開關(guān)電源裝置的2次側(cè)整流平滑電路中，通過設(shè)置1次側(cè)直流電壓檢測(cè)電路，可將停止開關(guān)電源裝置動(dòng)作的停止手段，與電源裝置的2次側(cè)過電壓保護(hù)手段連動(dòng)，可以使PWB設(shè)計(jì)時(shí)的零件配置的自由度變大，達(dá)到容易設(shè)計(jì)的效果。


圖1所示是本發(fā)明所述開關(guān)電源裝置的1個(gè)實(shí)施例的電路圖。
圖2所示是本發(fā)明所述開關(guān)電源裝置的第2實(shí)施例的電路圖。
圖3是圖2所示，第2實(shí)施例中輔助電源電路8的變形例子的電路圖。
圖4是在2次側(cè)設(shè)置1次側(cè)電壓檢測(cè)電路及過電壓檢測(cè)電路的實(shí)施例的電路圖。
圖5是在2次側(cè)設(shè)置1次側(cè)電壓檢測(cè)電路及過電壓檢測(cè)電路的其他實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施例方式
參考以下附圖詳細(xì)說明該發(fā)明實(shí)施的形態(tài)。
圖1是本發(fā)明所述開關(guān)電源裝置的1個(gè)實(shí)施例的電路圖。
如圖1所示，該開關(guān)電源裝置，交流電源(AC)1通過保險(xiǎn)絲(F1)2連接整流電路(DB)3，將整流后的電壓通過1次側(cè)平滑電容器(C1)4平滑后轉(zhuǎn)變?yōu)?次側(cè)直流電壓，通過連接1次側(cè)直流電壓的開關(guān)變壓器(T1)5、開關(guān)元件(Q1)6、PWM控制IC(IC1)7，ON/OFF開關(guān)變壓器5的線圈(T1-W1)的電流，在2次側(cè)誘發(fā)電力，通過2次側(cè)整流平滑電路(T1-W2、D2、C2)20將該電力平滑后得到直流輸出。
并且，開關(guān)電源裝置包括介由開關(guān)變壓器(T1)5來檢測(cè)1次側(cè)直流電壓的電路之1次側(cè)電壓檢測(cè)電路(T1-W4、D5、C5、R5)9，在該1次側(cè)電壓檢測(cè)電路9中，為了使開關(guān)元件(Q1)6在ON時(shí)，以正極輸出，是以T1-W4的極性來繞線的。
該1次側(cè)直流電壓，以T1-W1和T1-W4的線圈數(shù)比被分壓后的電壓出現(xiàn)在電容器C5的兩端，該電壓被過電壓檢測(cè)電路(ZD1、R6)10檢測(cè)，并提供給開關(guān)電源停止電路(C6、IC1-OVP)11。
另外，輔助電源電路(T1-W3、D4、C4)8是PWM控制IC(IC1)7的輔助電源電路，提供電力以維持IC1的PWM控制動(dòng)作。
在所述的開關(guān)電源裝置中，AC1的輸入電壓上升，1次側(cè)電壓檢測(cè)電路9的電容器C5的兩端電壓也上升，當(dāng)電容器C5的電壓大于由齊納二極管ZD1所決定的過電壓檢測(cè)電壓(設(shè)定電壓)時(shí)，齊納二極管ZD1導(dǎo)通，電流流入PWM控制IC7的OVP端子，與此連接的電容器C6被充電后電壓上升。然后當(dāng)電容器C6-OVP端子的電壓達(dá)到所定電壓時(shí)，PWM控制IC7停止PWM控制動(dòng)作，變?yōu)镺VP保護(hù)動(dòng)作，維持該狀態(tài)。PWM控制IC7停止PWM控制動(dòng)作后，開關(guān)電源裝置的直流輸出就停止。即，開關(guān)電源停止電路11變?yōu)镻WM控制IC7的過電壓保護(hù)電路。
該保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)，將保持到切斷交流電源1等進(jìn)行復(fù)位操作為止。
根據(jù)這樣的構(gòu)造，當(dāng)交流輸入的電壓高于設(shè)定電壓(輸入過電壓檢測(cè)電壓)時(shí)，通過停止開關(guān)動(dòng)作，流經(jīng)1次側(cè)平滑電容器的脈動(dòng)電流減少，即使輸入過電壓被附加，因該電容器發(fā)熱少，可以防止更高電壓的電容器防爆閥的動(dòng)作。因此，可在1次側(cè)平滑電容器選定低耐壓小型零件，提供低價(jià)格安全的開關(guān)電源裝置。
此外，1次側(cè)直流電壓檢測(cè)電路，可提供因通過使用根據(jù)線圈T1-W1和線圈T1-W4的線圈數(shù)比，被分壓的低電壓檢測(cè)輸入過電壓，1次側(cè)直流電壓檢測(cè)電路和過電壓檢測(cè)電路消耗電力減少，待機(jī)時(shí)的消耗電力小的開關(guān)電源裝置。
此外，過電壓檢測(cè)電路10，由PWM控制IC7內(nèi)部安裝的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)和運(yùn)算放大器等構(gòu)成，開關(guān)電源停止電路11，在PWM控制電路7的內(nèi)部，也可以形成和IC的過電壓保護(hù)電路連動(dòng)的構(gòu)成。
因此，過電壓檢測(cè)電路10在PWM控制IC7的內(nèi)部構(gòu)成，以過電壓檢測(cè)電路10檢測(cè)PWM控制IC的VCC電壓，通過連接于IC內(nèi)部的過電壓保護(hù)電路中使其連動(dòng)，可以通過更少的零件數(shù)實(shí)現(xiàn)輸入過電壓保護(hù)功能。
接下來說明本發(fā)明的第2實(shí)施例。
圖2是本發(fā)明所述開關(guān)電源裝置的第2實(shí)施例電路圖。
如圖2所示，該開關(guān)電源裝置的第2實(shí)施例，刪除圖1的第1實(shí)施例中的1次側(cè)電壓檢測(cè)電路(T1-W4、D5、C5、R5)9，通過輔助電源電路(T1-W3、D4、C4)8檢測(cè)1次側(cè)直流電壓，以過電壓檢測(cè)電路(ZD1、R6)10來檢測(cè)該電壓，并連接導(dǎo)開關(guān)電源電路(C6、IC1-OVP)11上，其他部分的電路構(gòu)成，與圖1的第1實(shí)施例相同。
此外，輔助電源電路8的線圈(T1-W3)的繞線，是使得開關(guān)元件(Q1)6在ON時(shí)以正極性輸出。
在如上所述構(gòu)成的開關(guān)電源裝置的第2實(shí)施例中，AC輸入電壓上升，輔助電源電路8的電壓也上升，該電壓作為根據(jù)T1-W1和T1-W3的線圈數(shù)比被分壓的1次側(cè)直流電壓在電容器C4的兩端出現(xiàn)。電容器4的電壓高于由齊納二極管ZD1所決定的過電壓檢測(cè)電壓時(shí)，齊納二極管ZD1導(dǎo)通，電流流入PWM控制IC7的OVP端子，與此連接的電容器C6被充電后電壓上升。當(dāng)PWM控制IC1的OVP端子的電壓達(dá)到所定電壓時(shí)，PWM控制IC7停止PWM控制動(dòng)作，變?yōu)镺VP保護(hù)動(dòng)作，并維持該狀態(tài)。并且，由于PWM控制IC7停止PWM控制動(dòng)作，開關(guān)電源裝置的直流輸出停止。
而且，該保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)將保持到交流電源1被切斷，進(jìn)行復(fù)位操作為止。
因此，刪除1次側(cè)電壓檢測(cè)電路(T1-W4、D5、C5、R5)9，通過輔助電源電路(T1-W3、D4、C4)8檢測(cè)1次側(cè)直流電壓，以少量零件就可以實(shí)現(xiàn)與第1實(shí)施例相同的功能。
圖3是圖2所示第2實(shí)施例中輔助電源電路8的變形例子的電路圖。
如圖3所示，該輔助電源電路8a是在第2實(shí)施例的輔助電源電路8上，附加了倍電壓整流電路(D41、C41)12。其他部分的電路構(gòu)成與圖2的第2實(shí)施例的輔助電源電路8相同。
圖3所示的輔助電源電路8a中，通過附加由電容器C41和齊納二極管D41構(gòu)成的倍電壓整流電路12，當(dāng)開關(guān)元件6 ON時(shí)或OFF時(shí)，都可以給輔助電源電路8a的電容器C4充電，得到與1次側(cè)直流電壓成比例的輔助電源電壓，該輔助電源電路8a的輸出電壓比起1次側(cè)直流電壓的變化要緩慢。
因此，即使在交流電源1的輸入電壓范圍大的電源裝置里，也能容易地構(gòu)成輸入過電壓保護(hù)電路。
而且，如圖1所示的實(shí)施例，將檢測(cè)1次側(cè)直流電壓的1次側(cè)電壓檢測(cè)電路9和檢測(cè)過電壓的過電壓檢測(cè)電路10設(shè)置在1次側(cè)，該1次側(cè)電壓檢測(cè)電路9及過電壓檢測(cè)電路10也可以設(shè)置在2次側(cè)。
圖4及圖5所示是在2次側(cè)設(shè)置1次側(cè)電壓檢測(cè)電路和過電壓檢測(cè)電路的實(shí)施例的電路圖。
在圖4及圖5所示的實(shí)施例中，其構(gòu)成為，在2次側(cè)整流平滑電路20里連接1次側(cè)直流電壓檢測(cè)電路9a、9b，過電壓檢測(cè)電路10a、10b連接到使用電壓依存元件的電源裝置的2次側(cè)過電壓保護(hù)電路30a、30b里。
并且，該1次側(cè)電壓檢測(cè)電路9a、9b為了保證取出與1次側(cè)直流電壓成比例的電壓，當(dāng)開關(guān)元件ON時(shí)，作為輸出的極性與所述2次側(cè)的整流平滑電路連接，同時(shí)，與開關(guān)電源裝置的2次側(cè)過電壓保護(hù)電路30a、30b連動(dòng)。
如此，在開關(guān)電源裝置的2次側(cè)整流平滑電路中，通過設(shè)置1次側(cè)直流電壓檢測(cè)電路，可將停止開關(guān)電源裝置動(dòng)作的停止手段與電源裝置的2次側(cè)過電壓保護(hù)手段連動(dòng)，PWB設(shè)計(jì)時(shí)的零件配置自由度提高，設(shè)計(jì)更為容易。
此外，所述實(shí)施例中，2次側(cè)整流平滑電路20雖然在開關(guān)元件(Q1)7 OFF時(shí)，向2次側(cè)傳送電壓，并以回描變頻器來表現(xiàn)，但2次側(cè)整流平滑電路，在開關(guān)元件(Q1)7為ON時(shí)，即使在2次側(cè)里，電壓是被傳送的正向變頻器，也同樣能實(shí)現(xiàn)輸入過電壓保護(hù)功能。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電源裝置，其通過連接于交流電源的整流平滑電路轉(zhuǎn)變?yōu)?次側(cè)直流電壓，將所述1次側(cè)直流電壓通過開關(guān)元件和PWM控制IC對(duì)變壓器進(jìn)行開關(guān)，在所述變壓器的2次側(cè)誘發(fā)電力，將所述電力通過整流平滑電路整流平滑后獲得直流輸出；其特征在于包括1次側(cè)電壓檢測(cè)手段，其介由所述變壓器來檢測(cè)所述1次側(cè)直流電壓；過電壓檢測(cè)手段，其檢測(cè)所述1次側(cè)直流電壓為設(shè)定電壓值以上；停止手段，其當(dāng)所述過電壓檢測(cè)手段檢測(cè)到在所述設(shè)定電壓值以上的電壓時(shí)，停止所述開關(guān)電源裝置的動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的開關(guān)電源裝置，其特征在于所述1次側(cè)電壓檢測(cè)手段，是所述PWM控制IC的輔助電源電路；所述過電壓檢測(cè)手段，是齊納二極管和電阻的串聯(lián)電路；所述停止手段，是所述PWM控制IC的過電壓保護(hù)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的開關(guān)電源裝置，其特征在于所述1次側(cè)電壓檢測(cè)手段，為取得與1次側(cè)直流電壓成比例的電壓，以所述開關(guān)元件在接通時(shí)所輸出的極性，連接到所述2次側(cè)的整流平滑電路中；所述過電壓檢測(cè)手段，利用電壓依存元件檢測(cè)出輸入過電壓；所述停止手段，與所述電源裝置的2次側(cè)過電壓保護(hù)手段連動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種開關(guān)電源裝置，即使有過大電壓附加到輸入電壓里，也能不遭損壞地安全停止，并防止電源裝置起火冒煙。其通過連接于交流電源的整流平滑電路來轉(zhuǎn)變?yōu)?次側(cè)直流電壓，將該1次側(cè)直流電壓通過開關(guān)元件和PWM控制IC對(duì)變壓器進(jìn)行開關(guān)，在上述變壓器的2次側(cè)誘發(fā)電力，將該電力通過整流平滑電路整流平滑后獲得直流輸出。其包括介由上述變壓器來檢測(cè)所述1次側(cè)直流電壓的1次側(cè)電壓檢測(cè)手段，檢測(cè)上述1次側(cè)直流電壓為設(shè)定電壓值以上時(shí)的過電壓檢測(cè)手段，當(dāng)上述過電壓檢測(cè)手段檢測(cè)到在上述設(shè)定電壓值以上的電壓時(shí)，停止所述開關(guān)電源裝置動(dòng)作的停止手段。
文檔編號(hào)H02H7/125GK101083433SQ20071010890
公開日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月1日
發(fā)明者島下石男 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光