一种电源装置和打印机的制作方法

本实用新型涉及电源领域，尤其涉及一种电源装置和打印机。

背景技术：

电源用于给设备提供工作电压，但是如果设备在通电状态下很长的时间没有被使用，则会浪费很多电能。因此设备就需要一种能够控制输出功率的电源，工作时，能够提供平稳可靠的高能效电源，在空闲时，进入休眠模式，节约能源。

现有技术中，一般都是采用在空闲时切断电源的方式，但是这种方式在下一次使用设备时又需要重新启动设备，耗费精力和时间，在实际操作应用中不太方便，因此，如何提供一种方便且高能效的电源是本领域技术人员所研究的问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例公开了一种电源装置和打印机，能够提供方便且高能效的电源。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电源装置，该装置包括：第一电源模块和第二电源模块，其中，所述第一电源模块的第一端口用于接收第一控制信号，所述第一电源模块的第二端口与所述第二电源模块的第五端口连接并输出第一输出电压；

所述第二电源模块的第一端口用于输出第二输出电压，所述第二电源模块的第二端口用于输出第三输出电压，所述第二电源模块的第三端口用于接收第二控制信号，所述第二电源模块的第四端口用于接收第三控制信号，所述第二电源模块的第五端口用于接收所述第一输出电压；

所述第二电源模块根据所述第一输出电压和所述第二控制信号控制输出所述第二输出电压，以及根据所述第一输出电压和所述第三控制信号控制输出所述第三输出电压；

当所述第一控制信号为高电平时，所述第一输出电压为第一电压，所述第二输出电压和所述第三输出电压的差值的绝对值大于零；当所述第一控制信号为低电平时，所述第一输出电压为零，所述第二输出电压和所述第三输出电压为零。

在上述装置中，若第一电源模块接收的第一控制信号为高电平，第一电源模块向第二电源模块输出不为零的第一输出电压，第二电源模块根据该第一输出电压以及接收的控制信号对外提供稳定电压，若第一电源模块接收的第一控制信号为低电平，第一电源模块向第二电源模块输出为零的第一输出电压，第二电源模块根据该第一输出电压以及接收的控制信号对外不提供电压；在这个过程中根据接收不同控制信号，电源装置的输出电压也不同，针对不同的情况提供了两种不同的输出模式，方便且节约能源。

基于第一方面，在其中一种可选的实现方式中，所述第一电源模块包括：电压输出驱动电路、输出电压调整电路、供电电路、第一输出电路、芯片、第一场效应管和变压器，其中；

所述供电电路分别于所述芯片、所述第一场效应管的源极和所述输出电压调整电路相连接；

所述芯片分别与所述第一场效应管的栅极和所述输出电压调整电路相连接；

所述变压器分别与所述第一场效应管的漏极和所述第一输出电路相连接；

所述第一输出电路分别与所述输出电压调整电路和所述电压输出驱动电路相连接；所述第一输出电路输出所述第一输出电压；

所述电压输出驱动电路接收所述第一控制信号；所述输出电压调整电路接收所述第一控制信号。

基于第一方面，在其中一种可选的实现方式中，所述第一电源模块还包括第三端口，所述第一电源模块的第二端口和所述第三端口分别与控制单元相连接，其中，所述控制单元向所述第一电源模块的第一端口输入所述第一控制信号。

基于第一方面，在其中一种可选的实现方式中，所述第一电源模块的第三端口和所述第一输出电路之间存在第一节点；

当所述第一控制信号为高电平时，所述第一节点的电压为第一电压v1；所述第一电源模块的第一输出端的输出电压为第三电压v3，其中，所述v1与所述v3的差值的绝对值小于阈值；

当所述第一控制信号为低电平时，所述第一节点的电压为第二电压v2；所述第一电源模块的第一输出端的输出电压为0，所述第一电源模块的第二输出端的输出电压为第二电压v2。

基于第一方面，在其中一种可选的实现方式中，所述变压器包括原边绕组、副边绕组和辅助供电绕组，所述变压器的原边绕组和所述第一场效应管的漏极连接，所述变压器的副边绕组和所述第一输出电路连接，所述变压器的辅助供电绕组与所述供电电路连接。

基于第一方面，在其中一种可选的实现方式中，所述芯片与所述第一场效应管的栅极连接，所述芯片用于给所述第一场效应管的栅极提供pwm信号；

所述变压器的原边绕组的匝数为np，所述

其中：

ton＝ts*d

vin_min为所述第一电源模块的输入电压的最低电压,ts为所述pwm信号的周期，d为所述pwm信号的占空比，bac交变磁通量为所述变压器的磁芯的饱和磁通与交变磁通变化率的乘积，ae为所述变压器的磁芯的截面积，m为所述第一电源模块的输入电压的有效值的预设倍数。

基于第一方面，在其中一种可选的实现方式中，所述第一电源模块的第三端口和所述第一输出电路之间存在第一节点，所述第一控制信号为高电平时，所述第一节点的电压为第一电压v1；所述第一控制信号为低电平时，所述第一节点的电压为第二电压v2：

当所述第一电压v1大于所述第二电压v2，所述变压器的副边绕组的匝数为ns，所述

当所述第一电压v1小于或等于所述第二电压v2，所述变压器的副边绕组的匝数为ns，所述

基于第一方面，在其中一种可选的实现方式中，所述第一电源模块的第三端口和所述第一输出电路之间存在第一节点，所述第一控制信号为高电平时，所述第一节点的电压为第一电压v1；所述第一控制信号为低电平时，所述第一节点的电压为第二电压v2：

当所述第一电压v1大于所述第二电压v2，所述变压器的辅助供电绕组的匝数为na，所述

其中vic为所述芯片的正常工作电压；

当所述第一电压v1小于或等于所述第二电压v2，所述变压器的辅助供电绕组的匝数为na，所述

其中vic为所述芯片的正常工作电压。

基于第一方面，在其中一种可选的实现方式中，所述第二电源模块包括：第一输出电路和第二输出电路，其中：

所述第一输出电路与所述第二输出电路相连接，所述第一输出电路接收所述第二控制信号和所述第一输出电压，所述第一输出电路输出所述第二输出电压；

所述第一输出电路接收所述第三控制信号和所述第一输出电压，所述第二输出电路输出所述第三输出电压。

基于第一方面，在其中一种可选的实现方式中，所述第一输出电路包括继电器、第一电阻、第一电容和第一二极管，其中：

所述继电器分别与所述第一电阻和所述第一二极管连接，所述继电器接收所述第二控制信号；所述第一电阻与所述第二输出电路连接，所述第一电阻接收所述第一输出电压；所述第一二极管与所述第一电容连接，所述第一电容与地连接；

当所述第二控制信号为低电平时，所述第一输出电路输出所述第二输出电压的绝对值大于零；

当所述第二控制信号为高电平时，所述第一输出电路输出所述第二输出电压为零。

基于第一方面，在其中一种可选的实现方式中，所述第一输出电路包括继电器、第一电阻、第一电容和第一二极管，其中：

所述继电器分别与所述第一电阻、所述第一电容和所述第一二极管连接，所述继电器接收所述第二控制信号；所述第一电阻与所述第二输出电路连接，所述第一电阻接收所述第一输出电压；所述第一二极管与所述第一电容连接，所述第一电容与地连接；

当所述第二控制信号为高电平时，所述第一输出电路输出所述第二输出电压的绝对值大于零；

当所述第二控制信号为低电平时，所述第一输出电路输出所述第二输出电压为零。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种打印机，包括电源装置、打印机控制单元以及打印机热泵单元，所述电源装置分别与所述打印机控制单元和所述打印机热泵单元连接，所述电源装置包括如第一方面所述的电源装置，所述打印机控制单元用于为所述电源装置提供控制信号，所述打印机热泵单元用于接收所述电源装置输出的输出电压。

需要说明的是，第二方面的实现方式及相应的有益效果可以参照第一方面以及相应实现方式中的描述，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或背景技术中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型实施例提供的一种电源装置的结构示意图；

图2是图1所示的第一电源模块的一种结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种电源装置的应用场景示意图；

图4是图1所示的第二电源模块的一种结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种打印机的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行描述。

应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。在本实用新型说明书中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本方案的说明书、权利要求书和附图中出现的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同的对象，而并非用于描述特定的顺序。

还应当理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

下面结合图示进行详细说明。

图1是本方案实施例提供的一种电源的结构示意图，如图1所示，该电源包括第一电源模块和第二电源模块，其中，第一电源模块的第一端口用于接收第一控制信号，第一电源模块的第二端口与第二电源模块的第五端口连接并输出第一输出电压；第二电源模块的第一端口用于输出第二输出电压，第二电源模块的第二端口用于输出第三输出电压，第二电源模块的第三端口用于接收第二控制信号，第二电源模块的第四端口用于接收第三控制信号，第二电源模块的第五端口用于接收第一输出电压；

第二电源模块根据第一输出电压和第二控制信号控制输出第二输出电压，以及根据第一输出电压和第三控制信号控制输出第三输出电压；

当第一控制信号为高电平时，第一输出电压为第一电压，第二输出电压和第三输出电压的差值的绝对值大于零；当第一控制信号为低电平时，第一输出电压为零，第二输出电压和第三输出电压为零。

也就是说，第一控制信号控制第一电源模块的输出电压为第一电压，并输出到第二电源模块，从而控制第二电源模块的输出电压，可以看出，本实施例的电源结构有两种供电模式，第一种供电模式为当第一控制信号为高电平时，第一电源模块的输出电压为第一电压，第二电源模块根据接收到的第一电压和第二控制信号，输出有效稳定的电压；第二种供电模式为当第一控制信号为低电平时，第一电源模块的输出电压为第二电压，第二电源模块根据接收到的第二电压和第二控制信号，输出电压为零。

具体地，请参阅图2，图2是第一电源模块的一种结构示意图，该第一电源模块包括：电压输出驱动电路、输出电压调整电路、供电电路、第一输出电路、芯片、第一场效应管和变压器，其中；供电电路分别与芯片、第一场效应管的源极和输出电压调整电路相连接；芯片分别与第一场效应管的栅极和输出电压调整电路相连接；变压器分别与第一场效应管的漏极和第一输出电路相连接；第一输出电路分别与输出电压调整电路和电压输出驱动电路相连接；第一输出电路输出第一输出电压；电压输出驱动电路接收第一控制信号；输出电压调整电路接收第一控制信号。

其中，第一电源模块还包括第三端口，第一电源模块的第二端口和第三端口分别与控制单元相连接，其中，控制单元向第一电源模块的第一端口输入第一控制信号。第三端口和第一输出电路之间存在第一节点；

情况一，当第一控制信号为高电平时，第一节点的电压为第一电压v1；第一电源模块的第一输出端的输出电压为第三电压v3，其中，v1与v3的差值的绝对值小于阈值，也即是说，第三电压近似等于第一电压；

情况二，当第一控制信号为低电平时，第一节点的电压为第二电压v2；第一电源模块的第一输出端的输出电压为0，第一电源模块的第二输出端的输出电压为第二电压v2。

下面简单说明本方案实施例中变压器适应两组输出的一种绕线设计方法：

具体地，变压器包括原边绕组、副边绕组和辅助供电绕组，变压器的原边绕组和第一场效应管的漏极连接，变压器的副边绕组和第一输出电路连接，变压器的辅助供电绕组与供电电路连接。芯片与第一场效应管的栅极连接，芯片用于给第一场效应管的栅极提供pwm信号；变压器的原边绕组的匝数为np，

其中：

ton＝ts*d

vin_min为第一电源模块的输入电压的最低电压,ts为pwm信号的周期，d为pwm信号的占空比，bac交变磁通量为变压器的磁芯的饱和磁通与交变磁通变化率的乘积，ae为变压器的磁芯的截面积，m为第一电源模块的输入电压的有效值的预设倍数，该预设倍数通常设置在1.2-1.4之间。

在其中一个实施方式中，若第一控制信号为高电平，第一节点的电压为第一电压v1；若第一控制信号为低电平，第一节点的电压为第二电压v2：变压器的副边绕组的匝数为ns，

当第一电压v1大于第二电压v2时，

当第一电压v1小于或等于第二电压v2时，

在其中一个实施方式中，若第一控制信号为高电平，第一节点的电压为第一电压v1；若第一控制信号为低电平，第一节点的电压为第二电压v2：变压器的辅助供电绕组的匝数为na

当第一电压v1大于第二电压v2时，

其中vic为芯片的正常工作电压；

当第一电压v1小于或等于第二电压v2时，

其中vic为芯片的正常工作电压。

在其中一个实施方式中，第一电源模块还包括：过压过温保护电路、输入过压欠压保护电路、第一吸收电路、第二吸收电路，其中：

过压过温保护电路分别与芯片的第五端口和供电电路连接，芯片的第五端口用于为芯片提供过压过温保护信号；输入过压欠压保护电路包括第六二极管和第七二极管，第六二极管分别与第七二极管和芯片的第四端口连接，芯片的第四端口用于为芯片提供输入过压欠压信号；第一吸收电路的两端与变压器的原边绕组的两端连接，第一吸收电路用于吸收变压器的原边绕组上的尖峰电压，在芯片为第一场效应管提供启动或关闭的信号时，由于变压器漏感产生尖峰电压，该第一吸收电路可以吸收尖峰电压，防止尖峰电压过大导致芯片和第一场效应损坏，以及减少电磁干扰；第二吸收电路的两端与第一输出电路的第五二极管的两端连接，第二吸收电路用于吸收第五二极管上的尖峰电压，防止尖峰电压过大导致第五二极管损坏，以及减少电磁干扰。

举例来说，下面给出第一电源模块的一种具体应用场景，该第一电源模块主要提供直流供电，通过接收的第一控制信号输出两路供电，如图3所示，第一控制信号为ctr控制信号，两路供电为vol1和vol2，芯片的型号为pwm-ic芯片，q4为功率开关pmos，用于控制vol1输出的电压，当ctr控制信号为高电平时，nmosq3导通，q4的g极被拉低，此时q4也导通，vol1、vol2输出电压均为vo，且vo＝v1；通过输出电压调整电路，可以知道当ctr为高电平时nmosq2也导通，输出的电压vo由电阻r2，r3，r4的阻值决定，因此v1的电压计算公式如下：

其中，vref为tl431的内部基准电压2.5v。

当ctr控制信号为低电平时，nmosq3截止，因此pmosq4也截止，vol1输出电压为0，vol2输出电压为v2；通过输出电压调整环路，可以知道当ctr为低电平时nmosq2截止，输出的电压vo由电阻r2，r4的阻值决定，因此v2的电压计算公式如下：

u1光耦用于给pwm-ic芯片提供输出电压的反馈,使输出的电压维持在恒定值。

d1，d3，zd2，q5，r12，c3组成pwm-ic芯片的供电电路，辅助绕组na反馈的电压用于给pwm-ic芯片提供供电，当ctr为高电平时，辅助绕组na反馈的电压也会高，因此需要zd2稳压管把电压限定在pwm-ic正常的工作范围内，防止由于pwm-ic芯片供电异常引起电源工作不正常。

d2，r10，zd1组成输出过压保护电路，th1和r14组成输出过温保护电路，给pwm-ic芯片的pro端口提供保护信号。

d6，d7组成输入过压欠压保护电压，给pwm-ic芯片的hv端口提供信号。

c2，r1，d4用于吸收变压器np绕组上的尖峰电压，在pwm-ic芯片开关nmosq1时，由于变压器漏感产生尖峰电压，防止尖峰电压过大导致pwm-ic芯片、nmos损坏，以及减少电磁干扰。

r13，c5用于吸收肖特基二极管d5上的尖峰电压，在pwm-ic芯片高频开关q1时由于变压器漏感产生尖峰电压，防止尖峰电压过大导致肖特基二极管d5损坏，以及减少电磁干扰。

参阅图4，图4是第二电源模块的一种结构示意图，该第二电源模块包括：第一输出电路和第二输出电路，其中：第一输出电路与第二输出电路相连接，第一输出电路接收第二控制信号和第一输出电压，第一输出电路输出第二输出电压；第一输出电路接收第三控制信号和第一输出电压，第二输出电路输出第三输出电压。这里介绍两种第一输出电路控制继电器闭合的方式：

方式一，当第一输出电路为低电平信号控制闭合时，第一输出电路包括继电器、第一电阻、第一电容和第一二极管，其中：继电器分别与第一电阻和第一二极管连接，继电器接收第二控制信号；第一电阻与第二输出电路连接，第一电阻接收第一输出电压；第一二极管与第一电容连接；当第二控制信号为低电平时，第一输出电路输出第二输出电压的绝对值大于零；当第二控制信号为高电平时，所述第一输出电路输出第二输出电压为零。

方式二，当第一输出电路为高电平信号控制闭合时，第一输出电路包括继电器、第一电阻、第一电容和第一二极管，其中：

继电器分别与第一电阻、第一电容和第一二极管连接，继电器接收第二控制信号；第一电阻与第二输出电路连接，第一电阻接收第一输出电压；第一二极管与第一电容连接；当第二控制信号为高电平时，第一输出电路输出第二输出电压的绝对值大于零；当第二控制信号为低电平时，第一输出电路输出第二输出电压为零。

举例来说，下面给出第二电源模块的一种具体应用场景，对于第二电源模块的控制，第二电源模块根据接收的第一输出电压和第二控制信号控制输出第二输出电压，以及根据接收的第一输出电压和第三控制信号控制输出第三输出电压，如图4所示，第二控制信号为relay信号，第三控制信号为heart_on信号，通过relay信号控制继电器k1，heart_on信号控制双向可控硅trac1，实现对第二电源模块的输出控制。

其中relay信号控制继电器k1，有两种方式：

方式一：电阻r100，二极管d100，电容c100构成relay高电平闭合驱动电路，控制l_1路的输出。

方式二：电阻r101，二极管d101，电容c101构成relay低电平闭合驱动电路，控制l_1路的输出。

heart_on信号通过光耦ph100控制trac1的通断，控制n_1路的输出。

在一个可能的示例中，本实用新型实施例提供一种打印机，如图5所示，该打印机包括电源装置、打印机控制单元以及打印机热泵单元，电源装置分别与打印机控制单元和打印机热泵单元连接，电源装置包括如上述任一实用新型实施例中描述的电源装置相同，在此不再叙述，打印机控制单元用于为电源装置提供控制信号，打印机热泵单元用于接收电源装置输出的输出电压；

举例来说，在打印机工作时，打印机控制单元向电源装置中的第一电源模块发送高电平的ctr控制信号，第一电源模块输出两路电压，一路电压近似为25v输出到打印机控制单元以供打印机控制单元正常工作，另一路电压为25v输出到第二电源模块，第二电源模块根据打印机控制单元发送的relay控制信号和heart_on控制信号决定对打印机热泵单元的供电，以供打印机热泵单元正常工作；若打印机在预设时间后都没有工作，则打印机进入休眠模式，打印机控制单元向电源装置中的第一电源模块发送低电平的ctr控制信号，第一电源模块输出两路电压，一路电压近似为7v输出到打印机控制单元以供打印机控制单元低耗工作，另一路电压为0v输出到第二电源模块，第二电源模块不对打印机热泵单元供电，打印机热泵单元不工作，打印机处于休眠模式；若打印机需要工作，则打印机控制单元向电源装置中的第一电源模块发送高电平的ctr控制信号，依次类推，实现打印机两种应用模式，节约能源。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。而前述的存储介质包括：磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述电路的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个电路或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或电路的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

应理解，在本实用新型的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本实用新型实施例的实施过程构成任何限定。尽管在此结合各实施例对本实用新型进行了描述，然而，在实施例所要求保护的本实用新型过程中，本领域技术人员可理解并实现公开实施例的其他变化。