JP2008199729A - Power supply unit - Google Patents

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Kazunobu Iritani
一暢 入谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent malfunction of a power supply unit by preventing a counter electromotive force induced in a first load section, when power supply is interrupted from being supplied to other load section. <P>SOLUTION: A power supply section 13 supplying DC power is connected with a first load section 3, and constant voltage control sections (second load section, third load section) 9 and 11. A reverse current blocking diode D3 is inserted into the first load section 3 from the joint of the first load section 3 and the constant voltage control sections (second load section, third load section) 9 and 11, to block the output current from the first load section 3. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は電源装置に係り、例えば複写機、プリンタ、複合機(MFP:Multi Function Peripheral)等の画像形成装置に搭載して好適する電源装置の改良に関する。   The present invention relates to a power supply apparatus, and more particularly to an improvement of a power supply apparatus that is suitable for being mounted in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a multifunction peripheral (MFP).

複写機等の画像形成装置における電源装置としては、例えば図4に示すような構成が知られている。   For example, a configuration as shown in FIG. 4 is known as a power supply device in an image forming apparatus such as a copying machine.

すなわち、ブリッジ形整流ダイオードD1で交流電源Aからの交流電流を整流して平滑コンデンサC1で平滑し、平滑電流をFETトランジスタQ1でスイッチングしてトランスTの一次側T1から二次側T2に電源電力を伝送し、これを整流ダイオードD2で整流して平滑コンデンサC2で平滑し、平滑された直流電源電圧(例えば24V)を分割抵抗R1、R2の接続点電圧として検出し、この検出値を定電圧制御部1で基準値と比較して偏差が小さくなるようなPWM制御信号をトランジスタQ1に出力し、これによってトランジスタQ1をスイッチングしてトランスTの二次側T2の整流平滑電圧が安定するよう構成されている。   That is, the bridge-type rectifier diode D1 rectifies the alternating current from the alternating current power source A and smoothes it with the smoothing capacitor C1, and the smoothing current is switched with the FET transistor Q1 to supply power from the primary side T1 to the secondary side T2 of the transformer T. This is rectified by the rectifier diode D2 and smoothed by the smoothing capacitor C2, and the smoothed DC power supply voltage (for example, 24V) is detected as the connection voltage of the dividing resistors R1 and R2, and the detected value is a constant voltage. The control unit 1 outputs a PWM control signal whose deviation is smaller than the reference value to the transistor Q1, thereby switching the transistor Q1 so that the rectified and smoothed voltage on the secondary side T2 of the transformer T is stabilized. Has been.

そして、平滑コンデンサC2の両端に、例えば24V系負荷部3に加えて、直流24Vを5Vに変換する定電圧制御部5および直流24Vを3.3Vに変換する定電圧制御部7を接続し、定電圧制御部5には5V系負荷部9を、定電圧制御部7には3.3V系負荷部11を接続している。   In addition to the 24V system load unit 3, for example, a constant voltage control unit 5 that converts DC 24V to 5V and a constant voltage control unit 7 that converts DC 24V to 3.3V are connected to both ends of the smoothing capacitor C2, for example. A 5 V system load unit 9 is connected to the constant voltage control unit 5, and a 3.3 V system load unit 11 is connected to the constant voltage control unit 7.

ところが、近年、画像形成装置において、例えば24V系負荷部3に接続されたモータの停止過程で発生する逆起電力(回生エネルギー)を蓄電池等に蓄え、これを利用することで省電力化を図る提案がされている。   However, in recent years, in an image forming apparatus, for example, back electromotive force (regenerative energy) generated in the process of stopping a motor connected to the 24V system load unit 3 is stored in a storage battery or the like and is used to save power. Proposals have been made.

この種の技術として、例えば特開2005−278348号公報(特許文献1)等が提案されている。   As this type of technology, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-278348 (Patent Document 1) has been proposed.

この特許文献1は、所定の負荷を駆動するDCモータと、このDCモータを所定の回転数に駆動制御する制御回路と、この制御回路によりDCモータを回生制動するときに生じる電力を蓄積する蓄電器と、この蓄電器に蓄えられた電力をDCモータの起動時に供給する蓄電電力供給回路を設けてなり、蓄電器からの回生エネルギーをモータの移動時に効果的に利用し、画像形成装置への供給電力の低減を図れるようにしたものである。
特開2005−278348号公報
This Patent Document 1 discloses a DC motor that drives a predetermined load, a control circuit that drives and controls the DC motor at a predetermined rotational speed, and a battery that stores electric power generated when the DC motor is regeneratively braked by the control circuit. And a storage power supply circuit that supplies the power stored in the storage device when the DC motor is started, and the regenerative energy from the storage device is effectively used during the movement of the motor to reduce the supply power to the image forming apparatus. The reduction can be achieved.
JP 2005-278348 A

しかしながら、上述した特許文献1では、蓄電器からの電力をモータ起動時に利用してエネルギー効率を向上するようにしただけであり、エネルギー効率の改善を図るには、更に改善の余地がある。   However, in Patent Document 1 described above, the electric power from the battery is only used at the time of starting the motor to improve the energy efficiency, and there is room for further improvement in order to improve the energy efficiency.

しかも、回生エネルギーを電源装置に印加した場合、負荷側への出力電源電圧が変動して制御系の誤作動等を発生させる心配もあり、この点からも改善が望まれていた。   In addition, when regenerative energy is applied to the power supply device, there is a concern that the output power supply voltage to the load side may fluctuate and cause a malfunction of the control system. From this point of view, improvement has been desired.

すなわち、図4に示す電源装置において、電源が切られてOFFされると、図5に示すように、24V系負荷部3、5V系負荷部9および3.3V系負荷部11への電源電圧が低下するが、例えば24V系負荷部3のモータから回生エネルギーが定電圧制御部5および定電圧制御部7に印加されると、これらが再動作して電源電圧を一時的に上昇させ、これによって5V系負荷部9および3.3V系負荷部11が再度動作して誤動作する心配がある。   That is, in the power supply device shown in FIG. 4, when the power is turned off and turned off, the power supply voltage to the 24V system load unit 3, the 5V system load unit 9 and the 3.3V system load unit 11 as shown in FIG. However, when regenerative energy is applied to the constant voltage control unit 5 and the constant voltage control unit 7 from the motor of the 24V system load unit 3, for example, they re-activate to temporarily increase the power supply voltage. Therefore, there is a concern that the 5V system load unit 9 and the 3.3V system load unit 11 operate again and malfunction.

本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、回生エネルギーによる誤作動を防止することが可能な電源装置の提供を目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a power supply device capable of preventing malfunction due to regenerative energy.

そのような課題を解決するために本発明の電源装置に係る第1の構成は、直流電源を供給する電源供給部と、この電源供給部に接続された第1の負荷部と、その電源供給部に対して第1の負荷部とともに接続された第2の負荷部と、その第1の負荷部と第2の負荷部との接続点からその第1の負荷部側に挿入され、当該第1の負荷部からの出力電流の流れを阻止する電流阻止部とを具備している。   In order to solve such a problem, a first configuration according to the power supply device of the present invention includes a power supply unit that supplies DC power, a first load unit connected to the power supply unit, and the power supply A second load unit connected to the first load unit together with the first load unit, and the first load unit and the second load unit from the connection point between the first load unit and the first load unit, And a current blocking unit that blocks the flow of output current from one load unit.

本発明に係る第1の構成において、上記第1の負荷部が、内蔵されたモータから出力電流を生じさせる構成も可能である。   In the first configuration according to the present invention, a configuration in which the first load section generates an output current from a built-in motor is also possible.

本発明に係る第1の構成において、上記第2の負荷部が、第1の負荷部より低い電源電圧で動作する構成も可能である。   In the first configuration according to the present invention, a configuration in which the second load unit operates with a power supply voltage lower than that of the first load unit is also possible.

本発明の電源装置に係る第2の構成は、直流電源を供給する電源供給部と、この電源供給部に接続された第1の負荷部と、その電源供給部に対して第1の負荷部とともに接続された第2の負荷部と、当該装置が搭載された機器の動作による電気エネルギーを回収する回生エネルギー回収部であって当該出力部が第1および又は第2の負荷部に接続された回生エネルギー回収部とを具備している。   A second configuration according to the power supply device of the present invention includes a power supply unit that supplies DC power, a first load unit connected to the power supply unit, and a first load unit with respect to the power supply unit. A second load unit connected together with the regenerative energy recovery unit for recovering electrical energy due to the operation of the device on which the device is mounted, and the output unit is connected to the first and / or second load unit And a regenerative energy recovery unit.

本発明に係る第2の構成において、上記回生エネルギー回収部が、機器に内蔵されたモータからの電気エネルギーを回収する構成も可能である。   In the second configuration according to the present invention, a configuration in which the regenerative energy recovery unit recovers electric energy from a motor built in the device is also possible.

本発明に係る第2の構成において、上記第2の負荷部が、その第1の負荷部より低い電源電圧で動作する構成も可能である。   In the second configuration according to the present invention, a configuration in which the second load unit operates with a power supply voltage lower than that of the first load unit is also possible.

本発明に係る第2の構成において、上記回生エネルギー回収部が、その第2の負荷部の電源電圧の変動を補償する電源電力を当該第2の負荷部に出力する構成も可能である。   In the second configuration according to the present invention, a configuration in which the regenerative energy recovery unit outputs power to the second load unit to compensate for fluctuations in the power supply voltage of the second load unit is also possible.

このような本発明の電源装置に係る第1の構成では、直流電源を供給する電源供給部に第1の負荷部および第2の負荷部とを接続し、それら第1、第2の負荷部の接続点からその第1の負荷部側に、当該第1の負荷部からの出力電流の流れを阻止する電流阻止部を挿入したから、第1の負荷部からの出力電流による第2の負荷部の誤作動を防止することが可能となる。   In the first configuration according to the power supply device of the present invention, the first load unit and the second load unit are connected to the power supply unit that supplies the DC power, and the first and second load units are connected. Since the current blocking unit for blocking the flow of the output current from the first load unit is inserted from the connection point to the first load unit side, the second load due to the output current from the first load unit is inserted. It is possible to prevent malfunction of the part.

本発明に係る第1の構成において、上記第1の負荷部が、内蔵モータから出力電流を生じさせる構成では、特に、モータからの出力電流による第2の負荷部の誤作動を確実に防止することが可能となる。   In the first configuration according to the present invention, in the configuration in which the first load unit generates an output current from the built-in motor, in particular, the malfunction of the second load unit due to the output current from the motor is surely prevented. It becomes possible.

本発明に係る第1の構成において、上記第2の負荷部が第1の負荷部より低い電源電圧で動作する構成では、特に、第2の負荷部の誤作動防止に有用である。   In the first configuration according to the present invention, the configuration in which the second load unit operates with a power supply voltage lower than that of the first load unit is particularly useful for preventing malfunction of the second load unit.

また、本発明の電源装置に係る第2の構成では、直流電源を供給する電源供給部に第1の負荷部および第2の負荷部とを接続し、当該装置が搭載された機器の動作による電気エネルギーを回収する回生エネルギー回収部からの電気エネルギーを第1および又は第2の負荷部に出力され、回生エネルギーの効率的利用が可能となる。   Further, in the second configuration according to the power supply device of the present invention, the first load unit and the second load unit are connected to the power supply unit that supplies the DC power, and the operation of the device on which the device is mounted is performed. The electric energy from the regenerative energy recovery unit that recovers the electric energy is output to the first and / or second load units, and the regenerative energy can be used efficiently.

本発明に係る第2の構成において、上記回生エネルギー回収部が、機器に内蔵されたモータからの電気エネルギーを回収する構成では、モータからの回生エネルギーの効率的利用が可能となる。   In the second configuration according to the present invention, in the configuration in which the regenerative energy recovery unit recovers electrical energy from the motor built in the device, the regenerative energy from the motor can be efficiently used.

本発明に係る第2の構成において、上記第2の負荷部が、その第1の負荷部より低い電源電圧で動作する構成では、第2の負荷部の電源電圧を安定化することが容易である。   In the second configuration according to the present invention, in the configuration in which the second load unit operates with a power supply voltage lower than that of the first load unit, it is easy to stabilize the power supply voltage of the second load unit. is there.

本発明に係る第2の構成において、上記回生エネルギー回収部が、その第2の負荷部の電源電圧の変動を補償する電源電力を当該第2の負荷部に出力する構成では、特に、第2の負荷部の電源電圧を安定化することが容易である。   In the second configuration according to the present invention, in the configuration in which the regenerative energy recovery unit outputs power supply power that compensates for fluctuations in the power supply voltage of the second load unit to the second load unit, in particular, It is easy to stabilize the power supply voltage of the load section.

以下、本発明に係る電源装置の実施の形態を図面を参照して説明する。従来例と共通する部分には同一の符号を付す。   Embodiments of a power supply apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Parts common to the conventional example are denoted by the same reference numerals.

図1は本発明の電源装置に係る第1の構成の実施の形態を示す回路図である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a first configuration according to the power supply apparatus of the present invention.

図1において、外部交流電源Aに接続されたブリッジ形整流部D1の一方の出力端には平滑コンデンサC1およびトランスTの一次側T1の一端が接続されており、トランスTの一次側T1の他端がFETトランジスタQ1のドレインに接続されており、トランジスタQ1のソースおよび平滑コンデンサC1の他端が整流部D1の他方の出力端に接続されている。   In FIG. 1, a smoothing capacitor C1 and one end of a primary side T1 of a transformer T are connected to one output terminal of a bridge-type rectifier D1 connected to an external AC power source A. One end is connected to the drain of the FET transistor Q1, and the other end of the source of the transistor Q1 and the smoothing capacitor C1 is connected to the other output terminal of the rectifier D1.

トランジスタQ1は、このゲートに対し後述する定電圧制御部1の出力が接続され、整流部D1および平滑コンデンサC1によって整流平滑された直流電力を、定電圧制御部1からのPWM制御信号によって高周波例えば100KHzでスイッチングしてトランスTの一次側T1から二次側T2に伝送するものである。定電圧制御部1については後述する。   The transistor Q1 has an output of a constant voltage control unit 1 to be described later connected to the gate, and the DC power rectified and smoothed by the rectification unit D1 and the smoothing capacitor C1 has a high frequency, for example, by a PWM control signal from the constant voltage control unit 1. Switching is performed at 100 KHz and transmitted from the primary side T1 of the transformer T to the secondary side T2. The constant voltage control unit 1 will be described later.

トランスTの二次側T2の両端には、整流ダイオードD2を介して平滑コンデンサC2と、抵抗R1、R2の直列回路が並列的に接続されている。   A smoothing capacitor C2 and a series circuit of resistors R1 and R2 are connected in parallel to both ends of the secondary side T2 of the transformer T via a rectifier diode D2.

整流ダイオードD2および平滑コンデンサC2は、トランスTの二次側T2に誘起された電源電流を整流平滑して直流電圧例えば24Vを出力するものであり、抵抗R1、R2の直列回路は、整流平滑された電源電圧を抵抗R1、R2の接続点で検出するものであり、抵抗R1、R2の接続点が定電圧制御部1に接続されている。   The rectifier diode D2 and the smoothing capacitor C2 rectify and smooth the power supply current induced on the secondary side T2 of the transformer T and output a DC voltage, for example, 24V. The series circuit of the resistors R1 and R2 is rectified and smoothed. The power supply voltage is detected at the connection point of the resistors R1 and R2, and the connection point of the resistors R1 and R2 is connected to the constant voltage control unit 1.

定電圧制御部1は、抵抗R1、R2の接続点の電圧が所定の電圧になるようデユーティー比を変化させたPWM制御信号をトランジスタQ1のゲートに出力するもので、抵抗R1、R2の接続点の電圧が所定の基準値より小さければ、デユーティー比の大きなPWM制御信号を、基準値より大きければデユーティー比の小さいPWM制御信号を出力し、トランジスタQ1のゲートに供給する電源電圧を安定化する機能を有している。   The constant voltage control unit 1 outputs a PWM control signal whose duty ratio is changed so that the voltage at the connection point of the resistors R1 and R2 becomes a predetermined voltage to the gate of the transistor Q1, and the connection point between the resistors R1 and R2 A function for stabilizing the power supply voltage supplied to the gate of the transistor Q1 by outputting a PWM control signal having a large duty ratio if the voltage of the transistor is smaller than a predetermined reference value, and outputting a PWM control signal having a small duty ratio if the voltage is larger than the reference value. have.

すなわち、定電圧制御部1は、トランスTの二次側T2からのフィードバック制御によってトランスTの二次側T2に伝送して電源電圧を安定化する制御機能を有している。   That is, the constant voltage control unit 1 has a control function of stabilizing the power supply voltage by transmitting to the secondary side T2 of the transformer T by feedback control from the secondary side T2 of the transformer T.

平滑コンデンサC2(抵抗R1、R2の直列回路)の両端には、逆流阻止ダイオードD3を介して第1の負荷部として例えば24V系負荷部3が接続されるとともに、定電圧制御部5および定電圧制御部7も各々接続されている。   For example, a 24V system load unit 3 as a first load unit is connected to both ends of the smoothing capacitor C2 (series circuit of resistors R1 and R2) via a backflow blocking diode D3, and the constant voltage control unit 5 and the constant voltage Each control unit 7 is also connected.

24V系負荷部3は、画像形成装置における図示しないモータを有し、画像形成装置の一部の機能を担う負荷回路であり、逆流阻止ダイオードD3は、そのモータの回生時に出力される出力電流が、平滑コンデンサC2側すなわち定電圧制御部5および定電圧制御部7側に流れるのを阻止する電流阻止部として機能している。   The 24V system load unit 3 has a motor (not shown) in the image forming apparatus and is a load circuit that bears a part of the function of the image forming apparatus. The backflow prevention diode D3 has an output current that is output during regeneration of the motor. It functions as a current blocking unit that blocks the flow to the smoothing capacitor C2 side, that is, the constant voltage control unit 5 and the constant voltage control unit 7 side.

定電圧制御部5および定電圧制御部7は、各々、整流ダイオードD2および平滑コンデンサC2で整流平滑された24Vの直流電圧から5V又は3.3Vの直流電圧を発生させる直流−直流変換器であり、5V系負荷部9および3.3V系負荷部11が接続されている。   The constant voltage control unit 5 and the constant voltage control unit 7 are DC-DC converters that generate a DC voltage of 5 V or 3.3 V from a DC voltage of 24 V rectified and smoothed by the rectifier diode D2 and the smoothing capacitor C2, respectively. The 5V system load unit 9 and the 3.3V system load unit 11 are connected.

5V系負荷部9は、画像形成装置における別の機能を担う例えばロジック系制御回路であり、3.3V系負荷部11は画像形成装置における更に別の機能を担う例えばセンサ系制御回路である。   The 5V system load unit 9 is, for example, a logic system control circuit that has another function in the image forming apparatus, and the 3.3V system load unit 11 is, for example, a sensor system control circuit that has another function in the image forming apparatus.

なお、定電圧制御部5および5V系負荷部9によって第2の負荷部が形成され、定電圧制御部7および3.3V系負荷部11によって第3の負荷部が形成されている。   The constant voltage control unit 5 and the 5V system load unit 9 form a second load unit, and the constant voltage control unit 7 and the 3.3V system load unit 11 form a third load unit.

次に、このような電源装置に係る第1の構成の動作を説明する。   Next, the operation of the first configuration according to such a power supply device will be described.

この動作は、従来例と同様に、整流ダイオードD1で交流電源Aからの交流電力を整流して平滑コンデンサC1で平滑し、平滑電力をFETトランジスタQ1でスイッチングしてトランスTの一次側T1から二次側T2に伝送し、これを整流ダイオードD2で整流して平滑コンデンサC2で平滑し、平滑された電源電圧について分割抵抗R1、R2の接続点電圧として検出し、この検出値を定電圧制御部1で基準値と比較して偏差が小さくなるようなPWM制御信号に基づきトランジスタQ1をスイッチングしてトランスTの二次側T2の整流平滑電圧が安定する。   As in the conventional example, this operation is performed by rectifying the AC power from the AC power source A with the rectifier diode D1 and smoothing it with the smoothing capacitor C1, and switching the smoothed power with the FET transistor Q1 and switching from the primary side T1 to the transformer T. This is transmitted to the next side T2, rectified by the rectifier diode D2, smoothed by the smoothing capacitor C2, and the smoothed power supply voltage is detected as a connection point voltage of the dividing resistors R1 and R2, and the detected value is a constant voltage control unit. 1, the transistor Q1 is switched based on a PWM control signal whose deviation is smaller than the reference value, and the rectified smoothing voltage on the secondary side T2 of the transformer T is stabilized.

整流ダイオードD1と平滑コンデンサC1、および整流ダイオードD2と平滑コンデンサC2は共に電源供給部13を形成している。   The rectifier diode D1 and the smoothing capacitor C1, and the rectifier diode D2 and the smoothing capacitor C2 together form a power supply unit 13.

そして、平滑コンデンサC2の両端直流電圧24Vが、ダイオードD2を介して24V系負荷部3に供給され、画像形成装置におけるモータ等が駆動制御される一方、定電圧制御部5および定電圧制御部7にて直流5V又は3.3Vに変換されて5V系負荷部9又は3.3V系負荷部11に供給され、ロジック系制御回路又はセンサ系制御回路が動作する。   The DC voltage 24V across the smoothing capacitor C2 is supplied to the 24V system load unit 3 through the diode D2, and the motor and the like in the image forming apparatus are driven and controlled, while the constant voltage control unit 5 and the constant voltage control unit 7 are controlled. Is converted to DC 5V or 3.3V and supplied to the 5V system load unit 9 or 3.3V system load unit 11, and the logic system control circuit or the sensor system control circuit operates.

そして、交流電源Aから整流ダイオードD1への交流電力が切られてOFFされると、トランスTの一次側T1から二次側T2への電源電力の伝送がなくなり、24V系負荷部3、5V系負荷部9および3.3V系負荷部11への供給が切られて低下する。   When the AC power from the AC power source A to the rectifier diode D1 is turned off and turned off, the power source power is not transmitted from the primary side T1 to the secondary side T2 of the transformer T, and the 24V system load unit 3, 5V system Supply to the load section 9 and the 3.3V system load section 11 is cut off and the load drops.

このとき、24V系負荷部3にあるモータの回転停止時に発生する逆起電力(回生エネルギー)が24V系負荷部3からダイオードD3に加わるが、このダイオードD3が逆流阻止部であるから、定電圧制御部5、7には流れないから5V系負荷部9および3.3V系負荷部11に供給されず、図2Aに示すように、5V系負荷部9および3.3V系負荷部11への供給電源電圧が減少し、所定の期間を経て消滅する。   At this time, the counter electromotive force (regenerative energy) generated when the rotation of the motor in the 24V system load unit 3 is stopped is applied from the 24V system load unit 3 to the diode D3. Since this diode D3 is a backflow prevention unit, the constant voltage Since it does not flow to the control units 5 and 7, it is not supplied to the 5V system load unit 9 and the 3.3V system load unit 11, and as shown in FIG. 2A, the 5V system load unit 9 and the 3.3V system load unit 11 are not supplied. The power supply voltage decreases and disappears after a predetermined period.

このように本発明の電源装置に係る第1の構成は、交流電源を整流平滑する電源供給部13と、この電源供給部13に接続された24V系負荷部(第1の負荷部)3と、この24V系負荷部3ととともに電源供給部13に接続された5V系負荷部(第2の負荷部)9および3.3V系負荷部(第3の負荷部)11とを有し、それら24V系負荷部3、5V系負荷部5および3.3V系負荷部11の接続点からその24V系負荷部3側に挿入され、当該24V系負荷部3から出力される出力電流の流れを阻止するダイオード(電流阻止部)D3とを有して構成されている。   As described above, the first configuration of the power supply device of the present invention includes the power supply unit 13 that rectifies and smoothes the AC power supply, and the 24V system load unit (first load unit) 3 connected to the power supply unit 13. The 24V system load unit 3 and the 5V system load unit (second load unit) 9 and 3.3V system load unit (third load unit) 11 connected to the power supply unit 13 are included. 24V system load unit 3, 5V system load unit 5 and 3.3V system load unit 11 is inserted into the 24V system load unit 3 side from the connection point to block the flow of output current output from the 24V system load unit 3 And a diode (current blocking unit) D3.

そのため、外部電源供給を切って24V系負荷部3に発生したモータからの逆起電力(回生エネルギー)が出力されても、電流阻止ダイオードD3で阻止され、5V系負荷部(定電圧制御部5)および3.3V系負荷部(定電圧制御部7)9、11に供給されず、それら5V系負荷部および3.3V系負荷部9、11の誤作動を防止することが可能である。   Therefore, even if the back electromotive force (regenerative energy) from the motor generated in the 24V system load unit 3 is output after the external power supply is turned off, it is blocked by the current blocking diode D3, and the 5V system load unit (constant voltage control unit 5). ) And 3.3V system load units (constant voltage control unit 7) 9, 11, and malfunction of these 5V system load units and 3.3V system load units 9, 11 can be prevented.

特に、5V系負荷部9および3.3V系負荷部11が、24V系負荷部3の電源電圧より低い電圧で動作する構成では、24V系負荷部3からの小さい回生電流(エネルギー)でも、5V系負荷部9および3.3V系負荷部11に影響を与え易いから、本発明に係る第1の構成は有用である。   In particular, in a configuration in which the 5V system load unit 9 and the 3.3V system load unit 11 operate at a voltage lower than the power supply voltage of the 24V system load unit 3, even if a small regenerative current (energy) from the 24V system load unit 3 is 5V Since the system load unit 9 and the 3.3V system load unit 11 are easily affected, the first configuration according to the present invention is useful.

なお、電源供給部13は、必ずしも交流電源を整流平滑する回路に限らず、直流電源を直接供給する電源部であっても良い。   The power supply unit 13 is not necessarily a circuit that rectifies and smoothes AC power, and may be a power supply that directly supplies DC power.

また、本発明の第1の構成において、24V系負荷部3、5V系負荷部9および3.3V系負荷部11、すなわち第1〜第3の負荷部を有する構成に限らず、少なくとも第1および第2の負荷部を有する構成において実施して本発明の目的達成が可能である(以下同じ。)。   The first configuration of the present invention is not limited to the configuration having the 24V system load unit 3, the 5V system load unit 9 and the 3.3V system load unit 11, that is, the first to third load units, but at least the first configuration. It is possible to achieve the object of the present invention by implementing it in the configuration having the second load section (the same applies hereinafter).

次に、本発明の電源装置に係る第2の構成を図3を参照して説明する。   Next, a second configuration according to the power supply device of the present invention will be described with reference to FIG.

図3は本発明の電源装置に係る第2の構成を示す回路図である。なお、回生エネルギー回収部を除いた他の構成は、図1とほぼ同様であるから、具体的構成については回生エネルギー回収部15のみ説明する。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a second configuration according to the power supply device of the present invention. Since the other configuration excluding the regenerative energy recovery unit is substantially the same as that in FIG. 1, only the regenerative energy recovery unit 15 will be described for the specific configuration.

図3において、回生エネルギー回収部15は、24V系負荷部3において24Vの直流電圧をDCモータMに供給するドライブ回路17と、ドライブ回路17からDCモータMに供給される駆動電流値を制御してDCモータMの起動、停止、回転数を制御する制御回路19と、駆動電流が切られてから停止するまでにモータMが回生制動されて発電された発電電力を蓄電する蓄電器21と、蓄電器21への蓄電容量を検出制御する電力量カウンタ23等を有している。   In FIG. 3, the regenerative energy recovery unit 15 controls a drive circuit 17 that supplies a DC voltage of 24 V to the DC motor M in the 24 V system load unit 3, and a drive current value that is supplied from the drive circuit 17 to the DC motor M. A control circuit 19 that controls the start, stop, and rotation speed of the DC motor M, a capacitor 21 that stores the generated power generated by the regenerative braking of the motor M from when the drive current is turned off until it stops, and a capacitor The power amount counter 23 for detecting and controlling the storage capacity to the power source 21 is provided.

すわなち、DCモータMは、制御回路19によりドライブ回路17からの給電が停止されることにより停止するが、給電が停止されて後、機械的に停止するまでは慣性力により回転動作が継続し、停止するまでの間に逆誘起され、これがダイオードD4を介して蓄電器21に蓄積されるようになっている。   In other words, the DC motor M is stopped when the power supply from the drive circuit 17 is stopped by the control circuit 19, but after the power supply is stopped, the rotation operation continues by the inertial force until it mechanically stops. Then, it is reversely induced until it stops, and this is stored in the battery 21 via the diode D4.

電力量カウンタ23は、蓄電器21に蓄積される電力をカウントし、所定の十分な容量の電力蓄積をカウントしたとき、カウントアップ信号をトランジスタQ2に出力してこれをオン動作させ、蓄電器21に蓄積された電力をDCモータMに供給するようになっている。   The electric energy counter 23 counts the electric power stored in the battery 21 and outputs a count-up signal to the transistor Q2 when the electric power storage of a predetermined sufficient capacity is counted and turns it on, and stores it in the battery 21. The generated electric power is supplied to the DC motor M.

また、電力量カウンタ23は、DCモータMの起動回転に十分な容量の電力蓄積を超える電力蓄積がカウントされると、蓄電器21に蓄積される電力をトランジスタQ3、ダイオードD5を介して定電圧制御部5、7に電源電力を供給する一方、それら24V系負荷部3、5V系負荷部9および3.3V系負荷部11の入力電源電圧を監視し、それらの電源電圧が低下して不安定になったとき、トランジスタQ3をオン動作させ、保護ダイオードD5を介して蓄電器21に蓄積される電力を、定電圧制御部5および定電圧制御部7、すなわち第2の負荷部および第3の負荷部に各々供給するようになっている。   In addition, when the electric power counter 23 counts the electric power storage exceeding the electric power storage having a capacity sufficient for the starting rotation of the DC motor M, the electric power counter 23 controls the electric power stored in the battery 21 through the transistor Q3 and the diode D5. While supplying power to the units 5 and 7, the power supply voltages of the 24V system load unit 3, 5V system load unit 9 and 3.3V system load unit 11 are monitored, and the power supply voltages are lowered and unstable. Is turned on, the transistor Q3 is turned on, and the power stored in the battery 21 via the protective diode D5 is supplied to the constant voltage control unit 5 and the constant voltage control unit 7, that is, the second load unit and the third load. Each is supplied to each part.

図3中の符号D6は蓄電器21からの電力を第1の負荷部側へ供給させないダイオードである。   A symbol D6 in FIG. 3 is a diode that does not supply power from the battery 21 to the first load unit side.

このような本発明の電源装置に係る第2の構成では、DCモータMの回転停止時に慣性力により回転動作が継続して逆誘起され、これが蓄電器21に蓄積され、DCモータMの起動回転に十分な容量の電力蓄積をカウントしたとき、回生エネルギー回収部15において、電力量カウンタ23が蓄電器21に蓄積される電力をトランジスタQ2からDCモータMへ電源電力を供給する。   In the second configuration according to the power supply device of the present invention, when the rotation of the DC motor M is stopped, the rotation operation is continuously counter-induced by the inertial force, and this is accumulated in the battery 21 and the DC motor M is started and rotated. When a sufficient amount of power is stored, in the regenerative energy recovery unit 15, the power amount counter 23 supplies power stored in the battery 21 to the DC motor M from the transistor Q 2.

さらに、回生エネルギー回収部15は、DCモータMの起動回転に十分な容量の電力蓄積を超える電力蓄積がカウントされると、電力量カウンタ23が蓄電器21に蓄積される電力をトランジスタQ3、ダイオードD5を介して定電圧制御部5、7に電源電力を供給する。   Further, when the power accumulation exceeding the power accumulation with a capacity sufficient for the start-up rotation of the DC motor M is counted, the regenerative energy recovery unit 15 converts the power accumulated in the capacitor 21 into the transistor Q3 and the diode D5. The power supply power is supplied to the constant voltage control units 5 and 7 via.

他方、電力量カウンタ23が、それら24V系負荷部3、5V系負荷部9および3.3V系負荷部11の入力電源電圧が低下したり上下動して不安定になったとき、トランジスタQ3をオン動作させて各々に供給する。   On the other hand, when the input power voltage of the 24V load unit 3, 5V load unit 9 and 3.3V load unit 11 decreases or becomes unstable due to the up and down movement of the power amount counter 23, the transistor Q3 is turned on. It is turned on and supplied to each.

そのため、本発明の電源装置に係る第2の構成では、上述した図1の構成に係る効果に加えて、蓄電器21からの電力をDCモータMの起動時に利用してエネルギー効率を向上させることが可能であり、エネルギー効率の改善を一層図ることが可能である。   Therefore, in the second configuration according to the power supply device of the present invention, in addition to the effect according to the configuration of FIG. 1 described above, the power from the battery 21 can be used when starting the DC motor M to improve the energy efficiency. It is possible to further improve the energy efficiency.

また、回生エネルギー回収部15が、5V系定電圧制御部5および3.3V系定電圧制御部7に電源電圧を供給するから、電力量カウンタ23を適当に形成すれば、交流電源Aを切って電源がOFFされても、5V系負荷部9および3.3V系負荷部11に電源が供給されるから、図2Bに示すように、交流電源Aを切った後においても、5V系負荷部9および3.3V系負荷部11を動作させることが可能となる。   Further, since the regenerative energy recovery unit 15 supplies the power source voltage to the 5V system constant voltage control unit 5 and the 3.3V system constant voltage control unit 7, the AC power source A is turned off if the power amount counter 23 is appropriately formed. Even if the power is turned off, the power is supplied to the 5V system load unit 9 and the 3.3V system load unit 11, so that even after the AC power source A is turned off, as shown in FIG. 9 and 3.3V load section 11 can be operated.

そのため、交流電源Aが切られたとき、例えば画像形成装置におけるデータの待避処理を行ったり、交流電源を切る直前の動作状態等のデータを保持、蓄積して次回の起動に備えることが可能となる利点がある。   Therefore, when the AC power source A is turned off, for example, data saving processing in the image forming apparatus can be performed, and data such as an operation state immediately before the AC power source is turned off can be stored and stored to prepare for the next activation. There are advantages.

さらに、回生エネルギー回収部15が、5V系負荷部9および3.3V系負荷部11を監視して電源電圧を供給するから、それら5V系負荷部9および3.3V系負荷部11の電源電圧が不安定になっても補償電源の供給が可能で、その安定化を図ることが容易である。   Further, since the regenerative energy recovery unit 15 supplies the power supply voltage by monitoring the 5V system load unit 9 and the 3.3V system load unit 11, the power supply voltage of the 5V system load unit 9 and the 3.3V system load unit 11 is supplied. Even if it becomes unstable, it is possible to supply a compensation power source, and it is easy to stabilize it.

ところで、本発明の第2の構成に係る説明では、回生エネルギー回収部15の出力部を定電圧制御部(第2の負荷部よび第3の負荷部)5、7に接続したが、第1の負荷部に接続する構成も可能であり、回生エネルギー回収部15を第1および又は第2の負荷部に接続しても本発明の目的達成が可能である。   In the description of the second configuration of the present invention, the output unit of the regenerative energy recovery unit 15 is connected to the constant voltage control units (second load unit and third load unit) 5 and 7. A configuration in which the regenerative energy recovery unit 15 is connected to the first and / or second load units can achieve the object of the present invention.

なお、本発明の電源装置は、複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置の他、駆動モータを備えた装置に搭載して好適する。   The power supply apparatus of the present invention is preferably mounted on an apparatus having a drive motor in addition to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a multifunction machine.

本発明の電源装置に係る第1の構成の実施の形態を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an embodiment of a first configuration according to a power supply device of the present invention. 本発明の電源装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the power supply device of this invention. 本発明の電源装置に係る第2の構成の実施の形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows embodiment of the 2nd structure which concerns on the power supply device of this invention. 従来の電源装置を説明する回路図である。It is a circuit diagram explaining the conventional power supply device. 図4の電源装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the power supply device of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 定電圧制御部
3 24V系負荷部(第1の負荷部)
5 定電圧制御部(第2の負荷部)
7 定電圧制御部(第3の負荷部)
9 5V系負荷部(第2の負荷部)
11 3.3V系負荷部(第3の負荷部)
13 電源供給部
15 回生エネルギー回収部
17 ドライブ回路
19 制御回路
21 蓄電器
23 電力量カウンタ
A 交流電源
C1、C2 平滑コンデンサ
D1、D2 整流ダイオード
D3 逆流阻止用ダイオード(電流阻止部)
D4、D5、D6 ダイオード
M DCモータ
R1、R2 抵抗
Q1、Q2、Q3、Q4、Q5 トランジスタ
T トランス
T1 一次側
T2 二次側
1 constant voltage control unit 3 24V system load unit (first load unit)
5 Constant voltage controller (second load unit)
7 Constant voltage controller (third load unit)
9 5V system load section (second load section)
11 3.3V system load section (third load section)
13 power supply unit 15 regenerative energy recovery unit 17 drive circuit 19 control circuit 21 capacitor 23 power amount counter A AC power source C1, C2 smoothing capacitor D1, D2 rectifier diode D3 reverse current blocking diode (current blocking unit)
D4, D5, D6 Diode M DC motor R1, R2 Resistors Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 Transistor T Transformer T1 Primary side T2 Secondary side

Claims (7)

直流電源を供給する電源供給部と、
この電源供給部に接続された第1の負荷部と、
前記電源供給部に対して前記第1の負荷部とともに接続された第2の負荷部と、
前記第1の負荷部と第2の負荷部との接続点から前記第1の負荷部側に挿入され、当該第1の負荷部からの出力電流の流れを阻止する電流阻止部と、
を具備することを特徴とする電源装置。
A power supply for supplying DC power;
A first load unit connected to the power supply unit;
A second load unit connected to the power supply unit together with the first load unit;
A current blocking unit that is inserted from the connection point between the first load unit and the second load unit to the first load unit side and blocks the flow of output current from the first load unit;
A power supply device comprising:
前記第1の負荷部は、内蔵されたモータから前記出力電流を生じさせる請求項1記載の電源装置。 The power supply device according to claim 1, wherein the first load unit generates the output current from a built-in motor. 前記第2の負荷部は、前記第1の負荷部より低い電源電圧で動作するものである請求項1又は2記載の電源装置。 The power supply apparatus according to claim 1 or 2, wherein the second load section operates at a power supply voltage lower than that of the first load section. 直流電源を供給する電源供給部と、
この電源供給部に接続された第1の負荷部と、
前記電源供給部に対して前記第1の負荷部とともに接続された第2の負荷部と、
当該装置が搭載された機器の動作による電気エネルギーを回収する回生エネルギー回収部であって、当該出力部が前記第1および又は第2の負荷部に接続された回生エネルギー回収部と、
を具備することを特徴とする電源装置。
A power supply for supplying DC power;
A first load unit connected to the power supply unit;
A second load unit connected to the power supply unit together with the first load unit;
A regenerative energy recovery unit that recovers electrical energy due to the operation of the device on which the device is mounted, the regenerative energy recovery unit connected to the first and / or second load unit;
A power supply device comprising:
前記回生エネルギー回収部は、前記機器に内蔵されたモータからの前記電気エネルギーを回収するものである請求項4記載の電源装置。 The power supply apparatus according to claim 4, wherein the regenerative energy recovery unit recovers the electric energy from a motor built in the device. 前記第2の負荷部は、前記第1の負荷部より低い電源電圧で動作するものである請求項4又は5記載の電源装置。 The power supply apparatus according to claim 4 or 5, wherein the second load section operates at a power supply voltage lower than that of the first load section. 前記回生エネルギー回収部は、前記第2の負荷部の前記電源電圧の変動を補償する電源電力を当該第2の負荷部に出力するものである請求項6記載の電源装置。 The power supply apparatus according to claim 6, wherein the regenerative energy recovery unit outputs power to the second load unit to compensate for fluctuations in the power supply voltage of the second load unit.
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JP2011019325A (en) * 2009-07-08 2011-01-27 Brother Industries Ltd Power supply apparatus

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