[发明专利]电源和图像形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及同步整流型的开关电源（switching power supply）装置。

背景技术

如图6所示，根据现有技术的同步整流型的开关电源的例子通过使用比较器配置电路。例如，日本专利公开No.07-007928公开了被配置为使得比较器检测同步整流FET两端的电压并驱动同步整流FET的电路。在图6中，1001表示变压器，1002表示DC电源，1003表示一次侧（primary-side）MOSFET（以下，称为一次侧FET），1004表示二次侧（secondary-side）电解电容器，1005表示负载，1006表示开关控制电路，1007表示同步整流FET，并且1008表示比较器。当一次侧FET 1003接通时，能量被存储于变压器中。之后，如果一次侧FET 1003关断，那么同步整流FET 1007的源极电压上升，并且比较器1008的“+”端子电压变得比“-”端子电压高。结果，同步整流FET 1007接通，并且电流开始流动。之后，当电流变为0A并且电流开始从电容器1004的正输入端子向变压器1001反向流动时，同步整流FET 1007的负输入端子电压变得比“+”输入端子电压高，并且同步整流FET 1007的栅极电压下降。结果，同步整流FET 1007关断。因此，可以通过包含以上述方式配置的少量组件的电路控制同步整流FET。在上述的电路中，比较器可如图7所示被包含PNP晶体管和NPN晶体管的电路替代。在图7所示的电路中，同步整流FET被PNP晶体管替代。

作为直接检测电流的替代，可像例如在日本专利No.4126558或日本专利No.4158054中公开的那样基于变压器的ET积配置电路。图8示出在日本专利No.4126558中公开的电路配置。在图8中，1201表示变压器，1202表示电源，1203表示一次侧FET，1204表示同步整流FET，1205表示二次侧电解电容器，1206表示负载，1207表示第一恒流源，1208表示电容器，1209表示第二恒流源，1210表示基准电压，1211表示比较器，并且1212和1213分别表示电阻器。恒流源1207被配置为产生与一次侧FET 1203处于接通状态的时段期间的变压器1201的电压成比例的电流。在一次侧FET 1203处于接通状态的时段期间，关于在变压器1201上出现的电压的电压-时间积被存储为电容器两端的电压。第二电流源1209被配置为产生与一次侧FET1203处于关断状态的时段期间的变压器1201的电压成比例的电流。当一次侧FET 1203关断时，开关接通并且存储于电容器1208中的电压被放电（discharge）。当电容器1208两端的电压下降到由基准电压1210确定的值时，比较器1211操作。作为响应，逻辑电路反转并且同步整流FET 1204关断。图9示出在日本专利No.4158054中公开的电路配置，其是图8所示的电路的简化版。在该电路配置中，恒流源被电阻器替代，使得电路以与日本专利No.4126558中公开的方式类似的方式操作。

其它的已知的电路配置包含基准电压源与比较器的输入端子串联连接的配置、用作阈值的多个基准电压被设置以由此提供特性滞后的配置、以及检测从电流源流动的电流的切换（switchover）的配置。

但是，在日本专利公开No.07-007928中公开的电路配置中，如果同步整流FET具有小的导通电阻并且其漏极-源极电压小，那么电路不正确地操作。

特别地，当开关电源如在临界模式或不连续模式中那样以低负载操作时，流过变压器的二次侧的同步整流FET的电流下降到几乎等于0A（安培）的值，并且同步整流FET的漏极-源极电压变低。因此，如果使用的同步整流FET具有低的导通电阻，那么难以实现正确的操作。

可通过采用具有高的导通电阻的同步整流FET避免以上的问题。但是，这种具有高的导通电阻的同步整流FET不在同步整流操作中提供高的效率。此外，具有低的导通电阻的同步整流FET成本低，这提供了以低成本制造电路的优点。近来的趋势是：通过进一步减小同步整流FET的导通电阻，增加电源的操作效率并降低成本。这意味着上述的问题将变得更严重。