[发明专利]一种热定影器的安全控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，具体指一种热定影器的安全控制电路。

背景技术

热定影器的安全控制电路必须处理的异常情况有两种：温度传感器断线和热定影器过热。用于热定影器的温度传感器通常是一种负温度系数的半导体元件，以本发明涉及的温度传感器为例，在250℃时，温度传感器的电阻值是2.411kΩ；在-20℃时，温度传感器的电阻值是2448kΩ；后者的电阻值是前者的近1000倍。为了准确地测量这两种极端温度，现有技术采用不同阻值的电阻作为分压电阻：选用4.7kΩ电阻测量对应250℃时的2.411kΩ，和选用820kΩ电阻测量对应-20℃时的2448kΩ。现有技术通常由MCU（主控制器）完成切换分压电阻4.7kΩ及820kΩ、通过A/D（模拟/数字）转换器读取、判断两种状态下的电压值；在4.7kΩ条件下可以判定热定影器过热故障发生；在820kΩ条件下可以判定温度传感器断线故障发生，一旦故障被锁定，MCU立即切断“热定影器”的电源，以达到安全控制的目的。

现有技术在温度传感器断线、热定影器过热检测方面，均需要MCU参与处理，包括两种采样电阻的切换、温度值的读取、对故障发生的判断、锁定、以及切断热定影器的电源等操作步骤。现有技术采用的MCU通常是一个控制系统，包括存储器、控制器、通信接口、软件等部分，比较复杂。相应地可靠性也是比较低的。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术存在的不足，是一个将现有技术“硬件”化的设计，在同一套“硬件”电路中实现对温度传感器断线、热定影器过热两项故障的检测与连锁保护。温度传感器断线、热定影器过热故障发生的确定、断电连锁功能均由“硬件”电路独立实现，完全不依赖于MCU“软件”的控制状态。采用本控制电路后可以避免因MCU软件控制状态被“挂起”而产生的热定影器加热失控现象，可靠性高。

鉴于对热定影器的保护、断电连锁功能的实现完全独立于MCU“软件”的控制状态，即系统对MCU的安全可靠性的要求可以降低，进而可以考虑将MCU的外置WATCH-DOG RESET（看门狗）复位电路改为普通的复位电路，仅使用MCU芯片内置的WATCH-DOG RESET功能就能满足相应的安全要求，采用本发明的控制电路可以降低成本。由于系统软件不必实时监测、处理温度传感器断线、热定影器过热故障，采用本发明的控制电路可以简化MCU软件的温度控制结构。

本发明适用于采用热定影技术原理的复印机、打印机、传真机及多功能机等图像形成装置。

本发明一种热定影器的安全控制电路其工作原理如下（如附图1所示）：

1.测试状态发生电路（如附图2所示）

测试状态发生电路用于产生两种测试状态：

对应于温度传感器断线故障检测的“H”电平，宽度为T1；

对应于热定影器过热故障检测的“L”电平，宽度为T2；

其中，T1电平宽度远小于T2电平宽度。

2.分压电阻切换电路（如附图3所示）

3.温度传感器

一种常用于热定影器温度控制的温度传感器的“温度-电阻值”特性（如表1）：

表1

由表1可以看出，该温度传感器对应-20℃的电阻值是2448kΩ，对应250℃的电阻值是2.411kΩ；前者的电阻值是后者的近1000倍。

为了准确地测出上述两点的电阻值，本发明采用不同的分压电阻值的方案：

当端口102.4=H电平时，开关S1断开，此时对应于温度传感器断线检测模式，等效电路（如附图4所示）；

电阻R1与-20℃时温度传感器的电阻值Rsts(-20℃)对Vcc分压后得到V1；若此时温度传感器的端电压高于V1，则判定为温度传感器断线故障发生。

当端口102.4=L电平时，开关S1接通，此时对应于热定影器过热检测模式，等效电路（如附图5所示）；

电阻R1与电阻R2并联，经与250℃时温度传感器的电阻值Rsts(250℃)对Vcc分压后得到V2；若此时温度传感器的端电压低于V2，则判定为热定影器过热故障发生。

4.阈值电压分压电路（如附图6所示）

阈值电压分压电路通过电阻R3、R4、R5、R6产生电压值V1、V2；

其中，电阻R3、R4产生电压值V1，用于判别温度传感器断线故障的发生；

电阻R5、R6产生电压值V2，用于判别热定影器过热故障的发生。

5.电压比较电路（如附图7所示）

电压比较电路由比较器U1、U2构成；