專利名稱：控制異常負載的高壓電源的制作方法
技術領域：
本總發明概念涉及一種用于控制異常負載的高壓電源，更具體地來說，涉及一種諸如激光打印機或激光多功能設備等的成像裝置中的具有形成于單個芯片中的放大電路的高壓電源，其在通過人體電阻或地線(GND)將異常負載施加到輸出端時，使用負載檢測傳感器來檢測輸出端處的異常負載，并且通過切斷單片放大電路來中斷高壓的輸出操作。
背景技術：
通常來說，高壓電源從開關模式電源(SMPQ和主板接收5V或MV的輸入電壓， 并且響應引擎控制器的高/低信號或脈寬調制信號生成高壓，以便在轉錄處理期間形成圖像。此外，高壓電源在接收MV電壓作為輸入電壓時，通過使用變壓器來生成成白上千伏范圍內的高壓V。圖1是示出了傳統高壓電源的電路圖。參見圖1，傳統高壓電源包括控制器110、輸入單元120、放大器(OP-AMP)單元 130、變壓器140、整流器150、和輸出單元160。控制器110將PWM占空信號或0N/0FF信號提供給輸入單元120，以便輸出高功率信號(high power signal)。輸入單元120—旦接收到ON信號就通過接通晶體管TR1，使用具有電阻器Rl和電容器Cl的低通濾波器將所提供的功率信號轉換成DC電平信號，并且將DC電平信號與參考信號一起輸出到放大器單元130。放大器單元130包括OP放大器和電阻器R2和R3，并且生成到變壓器140的輸入信號，以便控制輸出電壓的電平。變壓器140根據來自輸入單元120的信號接通驅動晶體管(TR2)。變壓器140控制驅動晶體管TR2的基極電流以便在變壓器的輸入端處控制振蕩電路的輸出電平和時間常數，并且在變壓器的輸出端處生成AC型電壓。整流器150從變壓器140的輸出端接收AC型電壓并生成DC型電壓，而且通過輸出單元160輸出DC型電壓。這里，通過連接到輸出單元150的輸出端的負載170來消耗電力，并且在將電流輸入輸出單元160之前，通過反饋單元180將整流器150與輸出單元160 之間流動的一部分電流反饋給放大器單元130。如上所述，通過將墨粉傳送到具有高壓電源的成像裝置中，將高壓用于形成圖像， 并且將顯影單元的墨輥當作負載。因此，如果負載(即，顯影單元)未包含在成像裝置中， 就不必生成高壓。高壓的生成會導致在諸如將顯影單元從成像裝置中取出時等的異常情況下的嚴重的安全問題。也就是說，當用戶打開成像裝置的外殼以便從成像裝置中取出顯影單元時，用戶會接觸到高壓終端。因此，在打開外殼時就必須中斷輸入電壓。如果用戶在外殼打開開關故障時或在異常情況下從成像裝置中取出顯影單元，用戶則會通過裸露的高壓終端而受到電擊。根據高壓電源的安全標準，人體電阻被定義為ΙΩ，并且在輸出高壓時被提供在輸出端，而且防止其流動電流超過2mA。但是，如果在異常情況下輸出高壓被短路到地線 (GND)，則其將損壞電路。因此，要求一種安全設備來防止輸出端被短路到地線或人體電阻時的高壓。
發明內容
本總發明概念一方面提供一種諸如激光打印機或激光多功能設備等的成像裝置中的具有形成于單片中的放大電路的高壓電源，其在通過人體電阻或地線(GND)將異常負載施加到輸出端時，使用負載檢測傳感器在來檢測輸出端的異常負載，并且通過切斷單片中形成的放大電路來中斷或控制高壓的輸出。將在以下描述中闡述本總發明概念的其它方面和優勢的一部分，并且一部分根據描述將變得顯而易見，或者可以通過總發明概念的實踐來了解一部分。通過提供一種用于控制異常電壓的高壓電源可以實現本發明概念的以上和/或其它方面，其中所述高壓電源包括高壓電源處理器，用于放大所提供的DC電源并且輸出放大后的DC電源；變壓/整流器，用于將DC電源轉換成高壓電源，并且對高壓電源進行整流；負載檢測器，用于將從負載輸出的負載電壓與預定參考電壓相比較，并且輸出表示異常負載的檢測的比較電壓；和高壓控制器，用于將芯片啟動信號提供給高壓電源處理器，以便在從負載檢測器輸出的比較電壓小于預定參考值時中斷或控制高壓電源處理器，其中所述預定參考值是對應于負載的最小值來設定的。高壓電源處理器可以是單片芯片中形成的非存儲器集成電路。負載檢測器可以包括用于比較負載電壓和預定參考電壓的比較器。在由于比較電壓大于預定參考值而檢測到正常電壓輸出狀態時，高壓控制器可以將低電平的芯片啟動信號提供給高壓電源處理器，并且在負載檢測器檢測到小于預定參考值的負載電壓時，高壓控制器可以將低電平的芯片啟動信號轉換或改變成高電平的芯片啟動信號，并且可以將高電平的芯片啟動信號提供給高壓電源處理器。高電壓電源處理器可以包括PWM接口，用于接收來自高壓控制器的脈寬調制 (PWM)信號；程序接口，用于與高壓控制器中的集成芯片(IC)通信；程序存儲器，用于存儲確定高壓電源處理器中處理的每個輸出信道的輸出的程序；振蕩器，用于生成頻率信號以便操作高壓電源處理器；電源重啟單元，用于重啟電源；模數轉換器，用于接收模擬信號并且將模擬信號轉換成數字信號；和數字調節器，用于比較從PWM接口輸入的信號和從模數轉換器輸入的數字信號，并且輸出比較結果。程序接口可以執行與外部設備的串行外圍接口(SPI)通信。也可以通過提供一種高壓電源來實現本發明概念的以上和/或其它方面，其中所述高壓電源包括高壓電源處理器，用于放大所提供的DC電源，并且輸出放大后的DC電源； 變壓/整流器，用于將DC電源轉換成高壓電源，并且對轉換后的高壓電源進行整流；負載檢測器，用于將從負載輸出的負載電壓與預定參考電壓相比較，并且輸出表示異常負載的檢測的比較電壓；高壓控制器，用于將比較電壓與預定參考值相比較，并且根據其比較結果輸出高電平或第二電平的第一控制信號；和負載控制選擇單元，用于接收從負載檢測器提供的比較電壓信號和從高壓控制器提供的第一控制信號，并且將第二控制信號提供給高壓電源處理器以便中斷高壓電源處理器。第二控制信號可以是高電平的芯片啟動信號。當檢測到正常操作狀態時，通過從高壓控制器接收低電平的芯片啟動信號來操作高壓電源處理器。負載控制選擇單元可以包括比較器，用于比較從負載檢測器提供的比較電壓和預定參考值，并且輸出比較結果；放大器，用于放大比較結果；和NAND電路，用于接收放大后的比較結果和第一控制信號，并且在接收到的信號之一是低電平時輸出高電平的第二控制信號。也可以通過提供一種成像裝置來實現本發明概念的以上和/或其它方面，其中所述成像裝置包括主體；負載，可拆卸地安裝在主體中；和高壓電源，用于將高壓提供給安裝在主體中的負載，從供有高壓的負載中檢測正常負載和異常負載，并且根據檢測到的正常或異常負載來控制將提供給負載的高壓。也可以通過提供一種成像裝置來實現本發明概念的以上和/或其它方面，其中所述成像裝置包括主體；負載，可拆卸地安裝在主體中；和高壓電源，用于將高壓提供給安裝在主體中的負載；并且所述成像裝置具有反饋單元，用于檢測將提供給負載的高壓，以便輸出反饋信號；和負載檢測器，用于從供有高壓的負載中檢測正常負載和異常負載，以便輸出負載檢測信號，并且根據反饋信號和負載檢測信號控制提供給負載的高壓。
通過參照附圖描述本總發明概念的某些實施例，本總發明概念的以上方面和特征將變得更加清楚，其中圖1是示出了傳統高壓電源的電路圖；圖2是示出了根據本總發明概念的實施例的高壓電源的電路圖；和圖3是示出了根據本總發明概念的實施例的高壓電源的電路圖。
具體實施例方式現在將具體描述本總發明概念的實施例，在附圖中圖解說明了所述實施例的示例，其中相同的附圖標記始終表示相同的元件。下面通過參考附圖來描述實施例，以便解釋本總發明概念。根據本總發明概念的實施例，如果輸出端存在負載，并且在將電壓(例如，DC型高壓)輸入到負載時電流流過負載，則生成負載檢測電勢并通過連接到負載的負載檢測器來對其進行檢測，并且將所述負載檢測電勢提供給高壓電源中的高壓控制器的模數轉換器 (ADC)部分。這里，高壓輸出端的負載的值大于幾個ΜΩ的最小值。這樣，根據本實施例的高壓電源設定對應于負載的最小值的電壓電平的參考值，將所述參考值與負載檢測電勢相比較，并且在負載檢測電勢小于參考值時中斷高壓的輸出。圖2是根據本總發明概念的實施例的高壓電源的示意性電路圖。可以將所述高壓電源用于成像裝置中以將多個高壓提供給包括顯影單元的成像裝置的各種部件，從而提供墨粉以便顯影光敏單元的潛像以形成墨粉圖像。
根據本實施例的高壓電源包括高壓電源專用集成電路(HVPS ASIC) 210、變壓/整流器220、高壓電源(HVPS)控制器230、輸出單元160、負載170、反饋單元180、和負載檢測器M0。HVPS ASIC 210不是通用型集成電路(IC)，即，門電路(gate)或OP amp。HVPS ASIC 210可以是非存儲器集成電路(IC)，其被設計用于根據本實施例控制高壓電源輸出。 HVPS ASIC 210放大從HVPS控制器230提供的DC電源，例如，24V，并且通過變壓/整流器 220將放大后的DC電源輸出給輸出單元。變壓/整流器230將MV的放大后的DC電源轉換成高壓AC電源，并且對高壓AC 電源進行整流，以便通過輸出單元160將高壓DC電源輸出到負載170。HVPS控制器230使用負載檢測器240來檢測負載170的電壓電平。如果負載170 的電壓電平低于預定參考值，HVPS控制器230則將芯片啟動信號從低電平轉換或改變成高電平，并且將高電平的芯片啟動信號提供給HVPS ASIC 210，以便中斷或控制HVPS ASIC 210。也就是說，HVPS控制器230控制HVPS ASIC 210不要輸出像放大后的DC電源一樣的電壓，從而控制高壓AC電源和高壓DC電源。負載檢測器MO比較從負載170輸出的負載電壓和預定參考電壓，并且將比較電壓作為比較結果提供給HVPS控制器230。通過HVPS控制器230的模數轉換器(ADC)部分將比較電壓作為數字型電壓數據來提供，并且HVPS控制器230確定電壓數據是否小于預定
參考值。負載檢測器240包括第一比較器(COMPl)，用于將負載電壓與預定參考電壓相比較。也就是說，通過兩個電阻器RlO和Rll將第一比較器(COMPl)的第一輸入端12連接到變壓/整流器220，并且將電容器C7的一端連接到兩個電阻器RlO和Rll之間的接點，并且將電容器C7的另一端并行連接到地線(GND)。此外，將電容器C7與地線之間的接點連接到負載170。將電容器C5、串行連接的兩個電阻器R8和R9、和電容器C6并行連接在用于連接兩個電阻器RlO和Rll以及變壓/整流器220的線路與用于連接電容器C7和負載170的線路之間。此外，將電阻器R12和電容器C8并行連接在第一比較器(COMPl)的第二輸入端 13與輸出端14之間。通過電阻器R13將第一比較器COMPl的輸出端14連接到HVPS控制器230，并且將電容器C9并行連接在地線與用于連接電阻器R3和HVPS控制器230的線路之間。在根據本實施例的高壓電源中，在負載170是正常負載時，HVPS控制器230根據第一比較器(COMPl)的第一輸出信號將低電平的芯片啟動信號提供給HVPS ASIC 210，從而 HVPS ASIC 210輸出高壓電源。但是，如果負載檢測器240檢測到低于預定參考值的負載電壓，HVPS控制器230則根據第一比較器(COMPl)的第二輸出信號將低電平的芯片啟動信號轉換或改變成高電平的芯片啟動信號，并且將高電平的芯片啟動信號提供給HVPS ASIC 210，從而響應高電平的芯片啟動信號中斷HVPS ASIC 210。HVPS ASIC 210包括PWM接口 211、程序接口 212、程序存儲器( 2肌11)213、振蕩器 (OSC) 214、電源重啟單元(P0R 通電重啟power on reset) 215、數字調節器216、和模數轉換器(ADC) 217。PWM接口 211接收從HVPS控制器230提供的脈寬調制(PWM)信號作為輸入信號， 處理所述輸入信號，并且使用調節器將處理信號作為目標輸出輸出給相應部件。當通過PWN接口 211將多個PWM信號提供給HVPS ASIC210時，生成多個目標輸出以控制相應的數字調節器216，從而控制成像裝置的相應部件。程序接口 212是與外圍集成電路(IC)通信的串行外圍接口(SPI)。也就是說，程序接口 212執行與HVPS控制器230的其它IC的通信。程序存儲器(P2R0M) 213存儲確定每個輸出信道的輸出的程序。例如，如果控制 HVPS控制器230輸出PWM信號A，并且控制HVPS ASIC 210輸出‘1000’的輸出電壓，則通過程序生成設定值，并且將設定值加載到程序存儲器213。振蕩器214通過振蕩生成頻率信號以操作HVPS ASIC 210，并且電源重啟單元 (POR) 215重啟電源，其中HVPS ASIC210是具有外圍IC的單片IC0數字調節器216比較從PWM接口 211輸入的信號和從相應ADC 217輸入的數字信號，并且根據其比較結果控制到相應部件的輸出。ADC 217接收模擬信號，并且將接收到的模擬信號轉換成數字信號。根據本實施例的高壓電源包括多個連接到PWM接口 211的ADC 217和數字調節器 216。將變壓/整流器220連接到HVPS控制器210 (例如，通過晶體管和電阻器R5連接到數字調節器216之一)。通過電阻器R6和R7將反饋單元180連接到變壓/整流器220的輸出端，并且通過電阻器R6和R7也將反饋單元180連接到HVPS ASIC 210。圖3是示出了根據本總發明概念的實施例的高壓電源的電路圖。當負載檢測器240檢測到異常負載，并且HVPS控制器230發生故障或生成錯誤信號時，圖3的高壓電源自動中斷HVPS ASIC 210而無需接收到HVPS控制器230的控制信號。為了在無需接收HVPS控制器230的控制的情況下自動控制HVPS ASIC210，高壓電源包括如圖3所示的負載控制選擇單元310。負載控制選擇單元310包括第二比較器(C0MP2)、AMP和NAND電路(門電路)。 第二比較器(COMP》接收從負載檢測器240輸出的異常負載電壓，并且將接收到的負載電壓與預定參考值(Vref)相比較。如果接收到的負載電壓是正常的，則第二比較器(C0MP2) 將高電平信號輸出到NAND電路。反之，如果接收到的負載電壓是異常的，則第二比較器 (C0MP2)將低電平信號輸出到NAND電路。NAND電路也接收來自HVPS控制器230的芯片啟動信號。如果所接收到的兩個信號之一是低電平的，則NAND電路將高電平的芯片啟動信號提供給 HVPS ASIC 210。因此，響應高電平的芯片啟動信號，中斷HVPS ASIC 210輸出高壓電源。如果HVPS控制器230使用負載檢測器240檢測到異常負載，HVPS控制器230就中斷如圖3所示的提供給HVPS ASIC 210的MV電源，而不是將芯片啟動信號提供給HVPS ASIC 210。因此，中斷HVPS ASIC 210并控制輸出單元160不將高壓輸出到負載170。如上所述，當用戶在異常情況下或在外殼打開開關發生故障時從成像裝置取出顯影單元時，由于高壓輸出端的負載低于參考值，所以高壓電源通過在高壓輸出端檢測負載的電壓電平來控制HVPS ASIC不輸出高壓。因此，可以防止用戶遭受由于用戶從成像裝置取出負載(例如，顯影單元)時產生的高壓而導致的電擊。此外，由于根據本實施例的高壓電源通過檢測異常負載來中斷高壓的輸出，所以即使高壓輸出端被地線短路，也可以保護外圍部件。如上所述，高壓電源可用于具有由高壓電源生成的高壓供電的單元的裝置中。當從所述裝置取出所述單元時，高壓電源控制高壓以避免由于高壓而導致的任何對用戶的傷害。所述裝置可以是成像裝置，其中顯影輥使用高壓將墨粉提供給光敏單元的潛像。在高壓電源中將顯影單元看作負載。當從成像裝置取出顯影單元時，負載檢測器240識別出負載170是異常的。也就是說，如果負載(即，顯影單元)未包含在成像裝置中，就不需要高壓。高壓的生成在諸如從成像裝置中取出顯影單元時等的異常情況下會導致嚴重的安全問題。也就是，當用戶打開成像裝置的外殼從其中取出顯影單元時，傳感器可能未能檢測到外殼的打開狀態，從而沒有將高壓提供給對應于顯影單元的高壓終端，并且用戶可能接觸到接收高壓的高壓終端。因此，當打開外殼時需要中斷輸入電壓，從而防止生成高壓終端的輸出電壓。即使用戶在外殼打開開關發生故障時或在異常情況下從成像裝置中取出了顯影單元，根據本實施例的高壓電源也可以防止由裸露的高壓終端而導致的電擊。上述實施例和優勢僅僅是示例性的，并非用于限制本發明。可以將本啟示應用于其它類型的裝置。而且，本發明的實施例的描述旨在用于說明，并非用于限制權利要求的范圍，并且多種替換、修改、和改變對本領域的技術人員來說是顯而易見的。
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權利要求
1.一種成像裝置，包括 主體；負載，可拆卸地安裝在主體中；和高壓電源，用于將高壓提供給安裝在主體中的負載，從供有高壓的負載中檢測正常負載和異常負載，并且根據檢測到的正常或異常負載來控制將提供給負載的高壓。
2.如權利要求1所述的成像裝置，進一步包括反饋單元，用于檢測將提供給負載的高壓，并且根據檢測到的高壓生成反饋信號， 其中高壓電源包括用于根據反饋信號放大輸入電壓的單元，以便控制放大的輸入電壓。
3.如權利要求2所述的成像裝置，其中高壓電源根據檢測到的正常或異常負載來中斷對應于高壓的輸入電壓。
4.如權利要求1所述的成像裝置，其中高壓電源在負載被附著到主體時將所述負載檢測為正常負載，而在從主體中拆卸負載時將所述負載檢測為異常負載。
5.如權利要求4所述的成像裝置，其中主體包括外殼，通過所述外殼負載被安裝到主體中并可以從主體中拆卸，并且高壓電源將負載檢測為正常負載和異常負載，而不考慮關于主體的外殼的狀態。
6.如權利要求1所述的成像裝置，其中 高壓電源包括高壓電源專用集成電路(HVPS ASIC)單元，用于放大輸入電壓； 變壓/整流器單元，用于根據放大的輸入電壓生成高壓；和負載檢測器，用于將負載的狀態檢測為正常負載和異常負載，和HVPS ASIC單元根據檢測到的負載的狀態來中斷高壓的輸出。
7.如權利要求6所述的成像裝置，其中 高壓電源包括用于檢測高壓的反饋單元；和HVPS ASIC單元根據檢測到的高壓來放大輸入電壓。
8.如權利要求6所述的成像裝置，其中在單個集成電路芯片中形成HVPSASIC單元。
9.如權利要求8所述的成像裝置，其中HVPSASIC單元包括用于接收對應于輸入電壓的信號的接口、用于接收對應于檢測到的負載的狀態的第二信號的程序接口、和用于輸出第二信號以便根據所述信號和所述第二信號放大輸入信號的調節器。
10.如權利要求6所述的成像裝置，其中在負載和負載檢測器之間放置負載檢測器。
11.如權利要求6所述的成像裝置，其中在負載檢測器和變壓/整流器單元之間放置負載。
12.如權利要求6所述的成像裝置，其中負載包括連接到變壓/整流器單元的第一端和連接到負載檢測器的第二端，并且負載檢測器根據變壓/整流器單元與負載的第一端之間的第一連接狀態以及負載的第二端與負載檢測器之間的第二連接狀態中的至少一個來檢測負載的狀態。
13.如權利要求6所述的成像裝置，其中負載包括連接到變壓/整流器單元的第一端和連接到負載檢測器的第二端，并且負載檢測器根據第一端和第二端之一中的電壓變化來檢測負載的狀態。
14.如權利要求1所述的成像裝置，進一步包括顯影單元，其具有一個或多個部件并包括負載，用于形成潛像，通過墨粉顯影潛像，形成墨粉圖像，其中高壓電源包括HVPS ASIC單元，用于將第一輸入電壓和第二輸入電壓放大為分別對應于負載和一個或多個部件的高壓和第二高壓；變壓/整流器單元，用于根據將提供給負載和一個或多個部件的放大的第一和第二輸入電壓分別生成高壓和第二高壓；和負載檢測器，用于在將高壓提供給一個或多個部件中的至少一個作為負載時將負載的狀態檢測為正常負載和異常負載，并且HVPS ASIC單元根據檢測到的負載的狀態中斷高壓的輸出。
15.如權利要求14所述的成像裝置，其中負載包括作為一個或多個部件之一的顯影輥，用于通過墨粉顯影潛像，并且負載檢測器檢測供有高壓的顯影輥的狀態。
16.一種成像裝置，包括 主體；負載，可拆卸地安裝在主體中；和高壓電源，用于將高壓提供給安裝在主體中的負載，以及所述成像裝置包括用于檢測將提供給負載的高壓以輸出反饋信號的反饋單元、和用于從供有高壓的負載中檢測正常負載和異常負載以輸出負載檢測信號且根據反饋信號和負載檢測信號控制提供給負載的高壓的負載檢測器。
全文摘要
一種用于控制異常負載的高壓電源，其包括高壓電源處理器，用于放大所提供的直流DC電源，并且輸出放大后的DC電源；變壓/整流器，用于將DC電源轉換成高壓電源，并且對高壓電源進行整流；負載檢測器，用于將從負載輸出的負載電壓與預定參考電壓相比較，并且輸出比較電壓以檢測負載的異常負載；和高壓控制器，用于將芯片啟動信號提供給高壓電源處理器，以便在從負載檢測器輸出的比較電壓小于預定參考值時中斷高壓電源處理器，其中預定參考值是對應于負載的最小負載來設定的。因此，通過根據異常負載中斷高壓的輸出，從而防止用戶和成像裝置的外部部件遭受電擊和損壞。
文檔編號G03G15/08GK102279536SQ20111019933
公開日2011年12月14日 申請日期2006年9月29日 優先權日2005年9月29日
發明者洪亨源 申請人:三星電子株式會社