CN105446092B - 电源控制装置、图像形成装置、电源控制装置的控制方法 - Google Patents

电源控制装置、图像形成装置、电源控制装置的控制方法 Download PDF

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Abstract

提供能够进行电源转换效率的高效率化的电源控制装置。电源控制装置(600)具备:第1转换器(111),进行通过对输入电流进行转换从而输出直流电流的转换动作;第2转换器(123、125),能够以间歇发信方式进行动作,且对从第1转换器(111)输出的输出电压进行转换并输出;以及电压控制部件,控制第1转换器(111)的输出电压。第2转换器(123、125)在预定的情况下,执行进行低开关频率下的振荡或者进行间歇振荡的低电力动作。电压控制部件进行控制以使输出电压成为第2转换器(123、125)的动作电压的上限电压的最小值以下、和动作电压的下限电压的最大值以上之间的电压值,且对所述输出电压进行控制,以使第2转换器(123、125)之中至少1个进行所述低电力动作。

Description

电源控制装置、图像形成装置、电源控制装置的控制方法
技术领域
本发明涉及电源控制装置、图像形成装置、以及电源控制装置的控制方法,尤其涉及设置了进行间歇振荡的DC/DC转换器的电源控制装置、图像形成装置、以及电源控制装置的控制方法。
背景技术
在例如图像形成装置(具备扫描功能、传真功能、复印功能、作为打印机的功能、数据通信功能、以及服务器功能的MFP(多功能外围设备(Multi Function Peripheral))、传真装置、复印机、打印机等)等的电子设备中,电源控制装置被使用。在电源控制装置中,有时会使用设置了进行间歇振荡的DC/DC转换器的电源控制装置。
以往,作为提高电源控制装置的DC/DC转换器的效率的策略存在如下的策略。即,对连接低压电源与DC/DC转换器的部分的电压进行监视,使低压电源的输出电压降低。
在下述文献1中,公开了一种管理电力的方法,即对从低压电源连接至DC/DC转换器的部分的电压进行监视,使低压电源的输出电压减小,从而提高DC/DC转换器的效率。
在下述文献2中,公开了如下内容:在电子设备中,对从低压电源连接至DC/DC转换器的部分的电流进行测定,以该电流成为最小的方式,输出DC/DC转换器负载的容许输入电压范围的最大和最小之间的电压。
现有技术文献
文献1(日本)特表2012-505631号公报
文献2(日本)特开2013-99013号公报
然而,在电子设备的睡眠时,与通常时相同地,从低压电源向电源控制装置输出预定的大小的电压(例如,5V)。此时,在电源控制装置内,通过DC/DC转换器生成更小的电压(5V以下的电压),进行使用。作为电源电路,对于输出5V并且想要进一步的效率提高而言,存在极限。对于DC/DC转换器的效率的提高,开关损耗的降低效果带来的影响较大。因此,在轻负载时,对于DC/DC转换器的效率的提高来说,期望维持间歇振荡,且减少开关次数。
在上述的文献1中记载的电力的管理方法中,对于优化效率而言,存在极限。即,输入电压被下降至输出能够维持为止。因此,在具有间歇振荡动作功能的DC/DC转换器中,存在变得不能进行间歇振荡的情况。
此外,在文献2中记载的电子设备中,设备的结构变得复杂。即,在使DC/DC转换器的输入电压变化且对输入电流进行测定之后,需要决定测定出的电流成为最小的电压,并进行存储。
发明内容
本发明为了解决这样的问题点而完成,其目的在于,提供一种能够进行电源转换效率的高效率化的电源控制装置、图像形成装置、以及电源控制装置的控制方法。
为了达成上述目的,根据本发明的某个方面,电源控制装置具备:第1转换器,进行转换动作,该转换动作通过对输入电流进行转换从而输出直流电流;1个以上的第2转换器,能够以间歇发信方式进行动作,且被串联连接到第1转换器,并且进行转换动作,该转换动作对从第1转换器输出的输出电压进行转换而输出直流电压;以及电压控制部件,对从第1转换器输出的输出电压进行控制,其中,第2转换器在预定的情况下,进行低电力动作,该低电力动作进行在与其他的情况相比更低的开关频率下的振荡、或者进行间歇振荡,电压控制部件进行控制,以使输出电压成为第2转换器的动作电压的上限电压的最小值以下、和第2转换器的动作电压的下限电压的最大值以上之间的电压值,且电压控制部件根据第2转换器的动作状态,对输出电压进行控制,以使第2转换器之中至少1个进行低电力动作。
根据本发明的其他的方面,图像形成装置具备上述任一个中记载的电源控制装置,图像形成装置从电源控制装置的第2转换器被供应电源从而进行动作。
根据本发明的其他的方面,一种电源控制装置的控制方法,所述电源控制装置具有:第1转换器,进行转换动作,该转换动作通过对输入电流进行转换从而输出直流电流;以及1个以上的第2转换器,能够以间歇发信方式进行动作,且被串联连接到第1转换器,并且进行转换动作,该转换动作对从第1转换器输出的输出电压进行转换而输出直流电压,第2转换器在预定的情况下,进行低电力动作,该低电力动作进行在与其他的情况相比更低的开关频率下的振荡、或者进行间歇振荡,电源控制装置的控制方法具备:取得步骤,取得与第2转换器的动作状态有关的信息;以及电压控制步骤,根据通过取得步骤而取得的信息,对从第1转换器输出的输出电压进行控制,以使第2转换器之中至少1个进行低电力动作,在电压控制步骤中,进行控制,以使输出电压成为第2转换器的动作电压的上限电压的最小值以下、和第2转换器的动作电压的下限电压的最大值以上之间的电压值。
附图说明
图1是表示本发明的1个实施方式中的图像形成装置的硬件结构的侧视图。
图2是表示图像形成装置的结构的方框图。
图3是表示电源装置的结构的电路图。
图4是表示电源装置的动作的流程图。
图5是表示第1动作的流程图。
图6是表示第2动作的流程图。
图7是表示第3动作的第1流程图。
图8是表示第3动作的第2流程图。
图9是表示DC/DC转换器的电路结构的一例的图。
图10是表示DC/DC转换器的电路结构的其他例的图。
图11是表示本发明的第2实施方式所涉及的电源装置的结构的电路图。
图12是表示电源装置的动作的流程图。
图13是表示与DC/DC转换器的间歇振荡有关的输入电压和负载电流的关系的图。
具体实施方式
以下,说明本发明的1个实施方式中的图像形成装置。
图像形成装置具有:将纸张等通过辊进行传送并在该纸张等上通过电子照相方式进行印刷(打印)的打印功能、或将文档数据等保存到HDD(硬盘驱动器(Hard Disk Drive))等中的服务器功能等。图像形成装置具有电源控制装置,使用由电源控制装置从交流电源生成的直流电压,执行各种的功能。
[实施方式]
首先,说明本实施方式所涉及的图像形成装置的整体的结构。
[图像形成装置的整体的结构]
图1是表示本发明的1个实施方式中的图像形成装置的硬件结构的侧视图。
参照图,图像形成装置1具备:供纸盒3、排纸托盘5、打印部30、电源装置(电源控制装置的一例)600。
供纸盒3在图像形成装置1的下部,以能够插拔的方式配置于图像形成装置1的壳体中。各供纸盒3中装载的纸张在打印时,1张张地从供纸盒3被进行供纸,并被送出至打印部30。供纸盒3的数目不限定于1个,也可以比1个更多。
排纸托盘5被配置于图像形成装置1的壳体的上方。通过打印部30形成了图像的纸张被从壳体的内部排纸至排纸托盘5中。
打印部30被配置在图像形成装置1的壳体的内部。打印部30大致上具有:纸张传送部200、调色剂像形成部300、定影装置400、驱动部(在图2中图示)500。打印部30构成为以所谓的串列(タンデム)方式对CMYK的4色的图像进行合成,能够在纸张上形成彩色图像。
纸张传送部200由供纸辊210、传送辊220、排纸辊230等构成。供纸辊210、传送辊220、以及排纸辊230分别例如通过对置的2个辊夹住纸张,并且使该辊旋转而对纸张进行传送。供纸辊210将纸张从供纸盒3中1张张地进行供纸。通过供纸辊210,纸张被提供至图像形成装置1的壳体的内部。传送辊220将由供纸辊210供纸的纸张传送至调色剂像形成部300。此外,传送辊220将经由定影装置400后的纸张传送至排纸辊230。排纸辊230将由传送辊220传送的纸张排出至图像形成装置1的壳体的外部。纸张传送部200除了这些以外也可以还具有在传送纸张等中使用的辊。
调色剂像形成部300由4色的调色剂瓶301Y、301M、301C、301K(以下,有时将这些汇总称为调色剂瓶301)、中间转印带305、转印辊307、4组的显影单元310Y、310M、310C、310K(以下,有时将这些汇总称为显影单元310)、激光扫描单元320等构成。
黄色调色剂瓶301Y、品红调色剂瓶301M、青色调色剂瓶301C、黑色调色剂瓶301K分别贮藏黄色(Y)、品红(M)、青色(C)、以及黑色(K)的CMYK各色的调色剂。
中间转印带305为环状,且被架设在2个辊间。中间转印带305与纸张传送部200联动而进行旋转。转印辊307被配置为与中间转印带305中的1个与辊接触着的部分相对。纸张在中间转印带305与转印辊307之间被夹持,并且被进行传送。
显影单元310包含:感光体311(对每个显影单元设置感光体311Y、311M、311C、311K。)、显影装置、清洁部、以及带电器等。黄色显影单元310Y、品红显影单元310M、青色显影单元310C、黑色显影单元310K被配置用于分别形成Y、M、C、K的图像。显影单元310被并置于中间转印带305的正下方。激光扫描单元320被配置为能够在各感光体311上扫描激光。
在调色剂像形成部300中,激光扫描单元320基于YMCK的各色分别的图像数据,在通过带电器而均匀带电的感光体311上形成潜像。显影装置在各感光体311上形成各色分别的调色剂像。各感光体311将调色剂像转印到中间转印带305上,在该中间转印带305上,形成要在纸张上形成的调色剂像的镜像(1次转印)。其后,通过被施加了高电压的转印辊307,中间转印带305上已形成的调色剂像被转印到纸张上,在纸张上形成调色剂像(2次转印)。
如果由于图像形成而显影单元310内的调色剂变少,则在各色的调色剂瓶301内保管的调色剂被供应至显影单元。
定影装置400具有加热辊401以及加压辊403。定影装置400通过加热辊401和加压辊403对形成了调色剂像的纸张进行挟持并且进行传送,对该纸张进行加热以及加压。由此,定影装置400使附着在纸张上的调色剂融化而使其定影在纸张上,在纸张上形成图像。经由了定影装置400后的纸张通过排纸辊230而从图像形成装置1的壳体排出至排纸托盘5。
驱动部500具有:例如,主电机501、定影电机502、黑色显影电机503、彩色显影电机504、以及彩色感光体电机505。驱动部500在后述的CPU21(在图2中示出)的控制之下被进行驱动。主电机501进行从供纸工序至转印工序为止的纸张传送、和中间转印带305以及黑色感光体311K的驱动。定影电机502进行定影装置400的驱动。黑色显影电机503进行黑色显影单元310K的驱动。彩色显影电机504进行黄色/品红/青色的显影单元310Y、310M、310C的驱动。彩色感光体电机505进行黄色/品红/青色的感光体311Y、311M、311C的驱动。
若对图像形成装置1指示打印,则供纸盒3中保存的纸张通过供纸辊210而1张张地被取出。纸张通过供纸辊210、传送辊220而被进行传送。与供纸并行地,被带电的各色的感光体311Y、311M、311C、311K通过激光扫描单元320基于图像数据而进行曝光。在感光体311上,以各色的显影单元310Y、310M、310C、310K内的调色剂进行显影,从而形成调色剂图像。形成于各色的感光体311上的调色剂图像被转印到中间转印带305上,在中间转印带305上形成4色量的调色剂图像。接着,对转印辊307施加电压,从而形成于中间转印带305上的调色剂图像被转印到所传送的纸张上。纸张在定影装置400中通过并且被施加热和压力,从而形成于纸张上的调色剂图像被定影在纸张上。调色剂图像被定影后的纸张通过排纸辊230而被排出至排纸托盘3。
电源装置600是对图像形成装置1的各部供应相对低压的驱动用电源和控制用电源的低压电源。关于电源装置600的结构的细节在后面进行叙述。
图2是表示图像形成装置1的结构的方框图。
参照图,图像形成装置1还具备:操作部11、控制部(CPU部)20、非易失性存储器27、接口部29。
操作部11以用户能够操作的方式被配置在图像形成装置1的壳体上。在操作部11中,配置了显示面板13。显示面板13例如是具备触摸面板的LCD(液晶显示器(LiquidCrystal Display))。显示面板13向用户显示引导画面、或者显示操作按钮并且接受来自用户的触摸操作。显示面板13由控制部20的CPU21进行控制从而进行显示。若显示面板13或操作按钮(未图示)等被用户操作,则操作部11将与该操作相应的操作信号或者预定的命令发送至CPU21。即,用户通过对操作部11进行操作,从而能够使图像形成装置1执行各种的动作。
控制部20具有:CPU21、ROM(只读存储器(Read Only Memory))23、RAM(随机访问存储器(Random Access Memory))25等。控制部20与操作部11、非易失性存储器27、接口部29、以及电源装置600等一并连接到系统总线。由此,控制部20和图像形成装置1的各部以能够发送接收信号的方式进行连接。
CPU21通过执行在ROM23、RAM25、或者非易失性存储器27等中存储的控制程序23a等,从而对图像形成装置1的各种动作进行控制。若从操作部11送出操作信号、或者从客户端PC等发送操作命令,则CPU21执行与此相应的控制程序23a。由此,根据用户进行的操作部11的操作等,进行图像形成装置1的动作。
ROM23是例如闪存ROM(闪存存储器(Flash Memory))。在ROM23中存储了用于进行图像形成装置1的动作的数据。此外,在ROM23中存储了用于进行图像形成装置1的各种的动作的控制程序(程序)23a。除此之外,在ROM23中也可以存储图像形成装置1的功能设定数据等。CPU21通过进行预定的处理,从而进行从ROM23的数据的读入、或对ROM23的数据的写入。ROM23也可以是不能进行改写的ROM。
RAM25是CPU21的主存储器。RAM25用于存储CPU21在执行控制程序23a时所需的数据。
非易失性存储器27存储例如打印张数等的与寿命状态有关的信息等、在图像形成装置1的电源关闭后也需要维持的信息。此外,非易失性存储器27存储例如,经由接口部29从外部发送的作业的数据等。非易失性存储器27也可以构成为存储图像形成装置1的设定信息、或用于进行图像形成装置1的各种的动作的控制程序等。非易失性存储器27能够存储从1个客户端PC或者多个客户端PC等发送的多个作业。非易失性存储器27由例如HDD(硬盘驱动器(Hard Disk Drive))、或闪存ROM等构成。
接口部29由例如,NIC(网络接口卡(Network Interface Card))等的硬件部、和按预定的通信协议进行通信的软件部组合而构成。接口部29将图像形成装置1连接至LAN等的外部网络。由此,图像形成装置1能够与连接到外部网络的客户端PC等的外部装置进行通信。图像形成装置1能够从客户端PC接收作业。此外,图像形成装置1能够将图像数据发送至客户端PC、或者经由电子邮件服务器等通过E-mail而进行发送。
接口部29也可以构成为能够通过无线通信而连接至外部网络。接口部29也可以是例如,USB(通用串行总线(Universal Serial Bus))接口。此时,接口部29使得经由通信线缆而连接的外部装置和图像形成装置1能够进行通信。
电源装置600被设置在图像形成装置1的壳体的内部。电源装置600被连接至商用电源,且基于商用电源而对图像形成装置1的各部供应电力。
在显影单元310Y、310M、310C、310K中分别设置了非易失性存储器319Y、319M、319C、319K。此外,在调色剂瓶301Y、301M、301C、301K中分别设置了非易失性存储器309Y、309M、309C、309K。显影单元310和调色剂瓶301是消耗品。CPU21将各自的与消耗品有关的寿命状态等的信息保存到这些非易失性存储器319Y~319K、309Y~309K中。由此,在将各消耗品拆下,安装到其他的图像形成装置的情况下,也能够将该消耗品的寿命状态反映给其转移目的地的图像形成装置。因此,能够准确地进行各消耗品的寿命管理,并且使得能够适当地打印图像。
在此,图像形成装置1作为动作模式例如具有:执行通常的打印功能等的通常动作模式、和与通常动作模式下的动作时相比更省电的睡眠模式(节能模式)。图像形成装置1在通常动作模式下的动作时,在例如预定期间没有进行打印功能等时,转移至睡眠模式。图像形成装置1在睡眠模式下的动作时,在例如执行打印功能等的情况下,转移至通常动作模式。如此,在暂时不使用图像形成装置1的情况下等,图像形成装置1以睡眠模式被进行驱动,因此,能够降低图像形成装置1的消耗功率。
[电源装置600的结构]
接着,说明电源装置600的结构。
图3是表示电源装置600的结构的电路图。
如图3所示,电源装置600包含:AC/DC转换器(第1转换器的一例)111、控制基板121。AC/DC转换器111的输入端子118被连接到交流电源110。在控制基板121中设置了2个DC/DC转换器(第2转换器的一例)123、125。
在本实施方式中,如后面叙述那样,控制AC/DC转换器111的低压电源输出。进行控制,以使控制基板121内的DC/DC转换器123、125能够维持间歇振荡下的驱动或频率降低振荡下的驱动(有时将这样的动作称为低电压动作)。由此,能够将DC/DC转换器123、125高效率化。
交流电源110在整流二极管D1中被进行全波整流。即,与交流电源连接的L线被连接到整流二极管D1的a点。与交流电源连接的N线被连接到整流二极管D1的b点。
进行了全波整流的交流电源110通过一次平滑电容器C1而进行平滑。即,整流二极管D1的d点被连接到一次平滑电容器C1的+(正)端子。整流二极管D1的c点被连接到一次平滑电容器C1的-(负)端子。
交流电源110作为电源控制部113的启动用电源而被供应至电源控制部113。整流二极管D1的b点经由整流二极管D4和启动电阻R1而被连接到电源控制部113。
变压器T1的初级线圈101以与一次平滑电容器C1并联的方式连接。在初级线圈101和一次平滑电容器C1的-端子之间插入开关SW1。通过开关SW1的开关动作,电力被供应至变压器T1的二次线圈102侧和辅助线圈103侧。
辅助线圈103将电力供应至电源控制部113。辅助线圈103以与平滑电容器C3并联的方式连接到电源控制部113。在辅助线圈103和平滑电容器C3的+端子之间插入整流二极管D3。
二次线圈102被连接到AC/DC转换器111的输出端子119。在将二次线圈102和AC/DC转换器111进行连接的线中,以与二次线圈102并联的方式配置了二次平滑电容器C2和输出电压控制部115。在二次线圈102和二次平滑电容器C2的+端子之间插入整流二极管D2。二次线圈102经由整流二极管D2将直流输出1从AC/DC转换器111进行输出。
AC/DC转换器111的输出端子119被连接到DC/DC转换器123以及DC/DC转换器125的每一个。DC/DC转换器123、DC/DC转换器125、以及输出电压控制部115的每一个以相互并联的方式被连接。
在本实施方式中,在控制基板121配置了2个DC/DC转换器123、125。另外,在控制基板121中也可以设置1个DC/DC转换器。在控制基板121中也可以设置3个以上的DC/DC转换器。
DC/DC转换器123输出第1状态信号(状态信号1)。DC/DC转换器125输出第2状态信号(状态信号2)。这些状态信号被输入至输出电压控制部115。输出电压控制部115基于所输入的状态信号,将反馈信号输出至电源控制部113的FB端子。
接着,说明电源装置600的动作。
交流电源110经由整流二极管D4和启动电阻R1而供应至电源控制部113(启动电源)。此外,交流电源110通过整流二极管D1而被进行全波整流,被供应至一次平滑电容器C1。由此,交流电源110被进行平滑,生成直流电压。若电源控制部113被供应启动电源,则开始变压器T1的开关控制。由此,直流电压被进行斩波(チョッピング)而被进行变压。进行变压后的直流电压被供应至二次线圈102以及辅助线圈103。
供应至辅助线圈103的交流电压通过整流二极管D3而被进行整流,通过平滑电容器C3而被进行平滑。由此,交流电压作为电源电压而被供应至电源控制部113。
供应至二次线圈102的交流电压通过整流二极管D2而被进行整流,通过二次平滑电容器C2而被进行平滑。由此,从AC/DC转换器111输出直流电压输出1。
电压控制部(电压控制部件的一例)由输出电压控制部115和控制基板121构成。输出电压控制部115对来自DC/DC转换器123的第1状态信号、和来自DC/DC转换器125的第2状态信号进行监视。各状态信号是表示对应的DC/DC转换器123、125的每一个成为预定的状态的情况的信号。即,在DC/DC转换器123、125以间歇振荡的方式驱动、或其开关频率下降(以频率下降振荡的方式驱动)时,成为H(高)。除此之外时,状态信号成为L(低)。即,输出电压控制部115针对DC/DC转换器123、125的动作状态,检测各自正在进行低电力动作的情况。
即,通常时,输出电压控制部115输出反馈信号,以使AC/DC转换器111的输出电压的值成为固定。在状态信号成为L时,将反馈信号的电平下降,以使输出电压上升。由此,AC/DC转换器111的输出电压上升。即,DC/DC转换器123、125的输入电压上升。DC/DC转换器123、125的输入电压被控制成为DC/DC转换器123、125的动作电压的上限电压的最小值以下、和DC/DC转换器123、125的动作电压的下限电压的最大值以上之间的电压值。
图4是表示电源装置600的动作的流程图。
如图4所示那样,在步骤S101中,AC/DC转换器111启动。
在步骤S102中,DC/DC转换器123、125启动。
在步骤S103中,在第1状态信号以及第2状态信号双方都为L时,前进至步骤S104的处理。即,在双方的DC/DC转换器123、125为没有进行间歇振荡、或进行频率下降振荡的状态时,前进至步骤S104的处理。在并非如此的情况下,前进至步骤S105。
在步骤S104中,进行第1动作。关于第1动作,在后面进行叙述。
在步骤S105中,在第1状态信号以及第2状态信号双方都为H时,前进至步骤S106的处理。即,在双方的DC/DC转换器123、125为正在进行间歇振荡、或进行频率下降振荡的状态时,前进至步骤S106的处理。在并非如此的情况下,前进至步骤S107。
在步骤S105中,进行第2动作。关于第2动作,在后面进行叙述。
在步骤S107中,进行第3动作。关于第3动作,在后面进行叙述。
图5是表示第1动作的流程图。
在双方的DC/DC转换器123、125为没有进行间歇振荡、或进行频率下降振荡的状态时,进行第1动作。如图5所示那样,在步骤S111中,输出电压控制部115对输出至电源控制部113的反馈信号进行下降。由此,AC/DC转换器111的输出电压上升。
在步骤S112中,判断AC/DC转换器111的输出电压是否成为DC/DC转换器123的最大输入电压以上或者DC/DC转换器125的最大输入电压以上。在成为最大输入电压以上的情况下,判定为在DC/DC转换器123、125中进行间歇振荡或者频率下降振荡的情况在该负载电流下是不可能的,前进至步骤S113。在并非如此的情况下,返回至步骤S103。
在步骤S113中,AC/DC转换器111的输出电压被进行控制,以减小到两DC/DC转换器123、125的各自的最小输入电压之中大的一方的值。
在步骤S114中,AC/DC转换器111的输出电压被固定。
在第1动作中,使AC/DC转换器111的输出电压上升一定值,在输出电压成为DC/DC转换器123、125的其中一个最大输入电压以上的情况下,将输出电压下降至DC/DC转换器123、125的最小输入电压大的一方,并固定。
图6是表示第2动作的流程图。
在双方的DC/DC转换器123、125为正在进行间歇振荡、或进行频率下降振荡的状态时,进行第2动作。如图6所示那样,在步骤S121中,AC/DC转换器111的输出电压被下降。
在步骤S122中,在第1状态信号以及第2状态信号成为H的情况下,前进至步骤S123。在并非如此的情况下(第1状态信号以及第2状态信号的其中一个成为L),则前进至步骤S124。
在步骤S123中,判断AC/DC转换器111的输出电压是否为DC/DC转换器123的最小输入电压以及DC/DC转换器125的最小输入电压之中大的一方以下。即,判断是否即使AC/DC转换器111的输出电压下降至DC/DC转换器123、125的最小输入电压大的一方的值,第1状态信号以及第2状态信号也成为H。在成为“是”的情况下,前进至步骤S125。在并非如此的情况下,返回至步骤S105。
另一方面,在步骤S124中,AC/DC转换器111的输出电压被提高。进行控制,以使输出电压上升至第1状态信号以及第2状态信号成为H。
在步骤S125中,AC/DC转换器111的输出电压被固定。
在第2动作中,在DC/DC转换器123、125进行间歇振荡或者频率下降振荡的范围中,AC/DC转换器111的输出电压尽量变低。即,在即使将输出电压下降至DC/DC转换器123、125的最小输入电压之中大的一方的电压值,第1状态信号以及第2状态信号也为H的情况下,以该电压值来固定输出电压。另一方面,若在将输出电压进行了下降时来自DC/DC转换器123、125之中一方的状态信号成为L,则在将输出电压提高至双方的状态信号成为H之后,将输出电压固定。
图7是表示第3动作的第1流程图。
在第3动作中,在步骤S131中,输出电压控制部115对输出至电源控制部113的反馈信号进行下降。由此,AC/DC转换器111的输出电压上升。
在步骤S132中,判断AC/DC转换器111的输出电压是否比DC/DC转换器123的最大输入电压或者DC/DC转换器125的最大输入电压更大。在比最大输入电压更大的情况下,前进至步骤S141。在并非如此的情况下,前进至步骤S133。
在步骤S133中,在第1状态信号以及第2状态信号双方都为H的情况下,前进至步骤S134。若并非如此(若第1状态信号以及第2状态信号的其中一个成为L),则返回至步骤S131。
在步骤S134中,AC/DC转换器111的输出电压被固定。即,使AC/DC转换器111的输出电压上升,若第1状态信号以及第2状态信号的双方成为H,则以该值来固定输出电压。
图8是表示第3动作的第2流程图。
另一方面,在步骤S141中,AC/DC转换器111的输出电压被下降。
在步骤S142中,在第1状态信号以及第2状态信号的其中一个为H的情况下,返回至步骤S141。若并非如此(若第1状态信号以及第2状态信号的双方成为L),则前进至步骤S143。
在步骤S143中,进行控制以使AC/DC转换器111的输出电压上升。
在步骤S144中,AC/DC转换器111的输出电压被固定。
通过从步骤S141至步骤S144的动作,在即使使输出电压上升至DC/DC转换器123、125的最大输入电压的最小值,第1状态信号以及第2状态信号的双方也没有成为H的情况下,在使输出电压减小至第1状态信号以及第2状态信号的其中一个成为H的程度之后,输出电压被固定。这是因为,在DC/DC转换器123、125不能进行间歇振荡或者频率下降振荡的情况下,DC/DC转换器123、125的输入电压低的一方效率高。
如以上所说明那样,在本实施方式中,例如轻负载时,从AC/DC转换器111供应给DC/DC转换器123、125的输入电压变化,以使DC/DC转换器123、125能够进行间歇振荡或者频率下降振荡的低电压动作。与输入电压被下降而不进行低电压动作相比,输入电压稍微高但是进行低电压动作的情况下电源装置600的效率提高。因此,能够使电源装置600的电源转换效率高效率化。由于AC/DC转换器111的输出电压被调整为与电源装置600的负荷电流相应的电压,因此,能够使DC/DC转换器123、125以高效率进行驱动。
在此,也可以代替第1状态信号以及第2状态信号,基于从DC/DC转换器123、125的内部得到的信号,检测DC/DC转换器123、125正在进行间歇振荡或者频率下降振荡的情况。
图9是表示DC/DC转换器123、125的电路结构的一例的图。
如图9所示那样,在DC/DC转换器123、125中,输入电压Vin被输入,且输出通过降压斩波电路对输入电压Vin进行转换后的输出电压Vout。降压斩波电路具有:输入电容器C21、斩波用晶体管Q21、飞轮二极管D21、平滑用电抗器(リアクトル)L21、平滑用电容器C22。
在降压斩波电路中,生成将输出电压Vout以电阻R21,R22进行分压后的反馈电压。使用基准电压Vref21,通过比例控制运算放大器OP21、电容器C23以及电阻R23来控制反馈电压,且从比例控制运算放大器OP21作为控制放大器输出Vco而输出。控制放大器输出Vco在比较器CP21中与三角波振荡器OSC21的输出进行比较,从比较器CP21输出作为PWM(脉冲宽度调制)信号的控制信号VPWM。该控制信号VPWM被输入至晶体管Q21,晶体管Q21进行开关动作。
在晶体管Q21为开启时,电流流入平滑用电抗器L21,平滑用电容器C22被充电。在晶体管Q21为关闭时,平滑用电抗器L21的能量经由飞轮二极管D21而释放至平滑用电容器C22。由此,进行输出电压Vout的定电压控制。
此时,若进行间歇振荡,则平滑用电抗器L21的电抗器电流下降至零,存在电抗器电流成为不连续的情况。该电抗器电流通过电流检测电阻R24被检测为电压,其中,电流检测电阻R24被连接于从平滑用电容器C22至飞轮二极管D21的路径上。即,在比较器CP22中,电流检测电阻R24和平滑用电容器C22的连接点的电压与0V附近的基准电压Vref22进行比较,检测为零电流输出Iz。通过对零电流输出Iz成为了H(高)的情况进行检测,从而能够检测DC/DC转换器123、125的间歇振荡。因此,代替上述的状态信号而利用零电流输出Iz,从而与上述同样地,能够根据DC/DC转换器123、125的动作状态来调整AC/DC转换器111的输出电流。
另外,根据负载电流,成为不连续模式时的控制放大器输出Vco的大小和控制信号VPWM已预先判明。因此,也可以设为通过检测控制放大器输出Vco的大小成为既定值以下的情况、或控制信号VPWM的占空比等,从而检测DC/DC转换器123、125正在进行间歇振荡的情况。
此外,也可以设为基于比例控制运算放大器OP21的控制放大器输出Vco,检测DC/DC转换器123、125正在进行间歇振荡的情况。
图10是表示DC/DC转换器123、125的电路结构的其他例的图。
在图10中,与图9所示的电路结构进行比较,不同点在于:没有设置比较器CP22以及由其输出的零电流输出Iz,而是设置了间歇振荡控制电路CC21。间歇振荡控制电路CC21在比例控制运算放大器OP21的控制放大器输出Vco成为既定值以下时,将控制信号VPWM的波形进行间隔剔除,从而控制以使进行间歇振荡。
在作为图10所示那样的电路结构时,通过监视控制放大器输出Vco,从而能够检测间歇振荡的有无。
[第2实施方式]
第2实施方式中的图像形成装置1的基本的结构和电源装置的基本的结构与在第1实施方式中的相同,因此,不重复此处的说明。在第2实施方式中,与第一实施方式的不同点在于:在电源装置600中,从控制基板的控制部向输出电压控制部输出电压指令。
图11是表示本发明的第2实施方式所涉及的电源装置600a的结构的电路图。
如图11所示那样,在电源装置600a中,在控制基板121a上设置了控制部129。控制部129基于AC/DC转换器111的输出电压,向输出电压控制部115输出电压指令。
预先地,对图像形成装置1的动作模式的每一个,电源装置600a的负载电流已判明。因此,能够预先决定DC/DC转换器123、125成为间歇振荡的AC/DC转换器111的输出电压(即,DC/DC转换器123、125的输入电压)。在第2实施方式中,基于如此决定的输出电压,控制部129向输出电压控制部115输出电压指令。输出电压控制部115基于电压指令,根据图像形成装置1的动作模式进行动作,从而调整AC/DC转换器111的输出电压。即,由控制部129和输出电压控制部115来构成电压控制部(电压控制部件的一例)。
图12是表示电源装置600a的动作的流程图。
如图12所示那样,在步骤S501中,AC/DC转换器111被启动。于是,在步骤S502中,DC/DC转换器123、125也被启动。
在步骤S503中,输出电压控制部115判断图像形成装置1的动作模式是否是睡眠模式。
在步骤S503中不是睡眠模式时(是通常动作模式时),在步骤S504中,AC/DC转换器111的输出电压被调整为以5V来进行固定。控制部129输出电压指令,从而基于电压指令来进行调整。
在步骤S505中,在AC/DC转换器111的输出成为5V的状态下,DC/DC转换器123、125进行固定振荡。由此,在通常动作模式下进行动作的图像形成装置1的电力被进行供应。
另一方面,在步骤S503中是睡眠模式时,在步骤S506中,判断图像形成装置1是否是所谓的深度睡眠(ディープスリープ)状态。在此,深度状态是指,例如,与通常的睡眠模式下的动作中相比,所执行的处理的种类或量被更加限制,由此,负载电流变少的状态。
在步骤S506中不是深度睡眠状态时(是通常睡眠状态时),在步骤S507中,AC/DC转换器111的输出电压被调整为以4V来进行固定。控制部129输出电压指令,从而基于电压指令来进行调整。
在S508中,在AC/DC转换器111的输出成为4V的状态下,DC/DC转换器123、125进行间歇振荡。由此,通过在睡眠模式下进行动作,能够有效地得到节能效果。
另一方面,在步骤S506中是深度睡眠状态时,在步骤S509中,AC/DC转换器111的输出电压被调整为以3.5V来进行固定。控制部129输出电压指令,从而基于电压指令来进行调整。
在步骤S510中,在AC/DC转换器111的输出成为3.5V的状态下,DC/DC转换器123、125进行间歇振荡。由此,能够得到与通常睡眠状态相比更高的节能效果。
在睡眠模式下的动作时,例如,基于控制部129的电压指令,基于表示DC/DC转换器123、125的负载电流和输出电压的关系的表格,控制AC/DC转换器111的输出电压的电压值。
图13是表示与DC/DC转换器123、125的间歇振荡有关的输入电压和负载电流的关系的图。
在图13中,横轴表示电源装置600a的负载电流。纵轴表示DC/DC转换器123、125成为能够进行间歇振荡时的DC/DC转换器123、125的输入电压。
如图13所示那样,根据负载电流,DC/DC转换器123、125成为间歇振荡的输入电压已预先判明。负载电流和成为间歇振荡的输入电压的关系例如,大致上成正比例关系。因此,测定DC/DC转换器123、125的电流IDC的平均值,通过控制部129设为与负载电流相应的AC/DC转换器111的输出电压,从而能够始终维持间歇振荡状态。如此,即使在负载电流变动时也能够维持间歇振荡状态或者频率下降振荡状态,从而能够实现高效率的DC/DC转换器123、125。
也可以设为基于表示图像形成装置1的动作模式、安装于图像形成装置1中的可选设备的安装状况、和DC/DC转换器123、125的输入电压的关系的表格,从控制部129输出电压指令。例如,也可以设为进行控制,以使在图像形成装置1中安装了作为可选设备的增设存储器的情况下,与没有安装的情况相比,在预定的动作模式(例如,睡眠模式)时的AC/DC转换器111的输出电压变高。
[其他]
输出电压控制部不限定于位于AC/DC转换器内,也可以位于控制基板内,也可以搭载于其他基板内。
在上述中,也可以代替AC/DC转换器,使用DC/DC转换器。
作为图像形成装置可以是黑白/彩色的复印机、打印机、传真装置或这些的复合机(MFP)等任意一个。作为图像形成装置不限定于通过电子照相方式来形成图像的装置,也可以是例如通过所谓的喷墨方式来形成图像的装置。
图像形成装置的硬件结构并不限定于上述。图像处理等的处理也可以设为通过各种的控制电路来进行。
上述的实施方式中的处理可以通过软件来进行,也可以使用硬件电路来进行。
可以提供用于执行上述的实施方式中的处理的程序,也可以设为将该程序记录到CD-ROM、软盘、硬盘、ROM、RAM、存储器卡等的记录介质中而提供给用户。也可以设为程序经由因特网等的通信线路而下载到装置中。上述的在流程图中文章中所说明的处理由CPU等根据其程序而执行。
本发明不限定于图像形成装置,能够广泛地应用于其他的装置、或其所使用的电源装置中。
按照这些实施例,根据第2转换器的动作状态,输出电压被进行控制,以使第2转换器之中至少一个进行低电力动作。因此,能够提供一种能够进行电源转换效率的高效率化的电源控制装置、图像形成装置、以及电源控制装置的控制方法。
应该认为上述实施方式在所有的点上都是例示而不是限制。本发明的范围不是由上述的说明来表示,而是由权利要求的范围来表示,意图包含在与权利要求的范围均等的意思以及范围内的所有的变更。

Claims (12)

1.一种电源控制装置,具备:
第1转换器,进行转换动作,该转换动作通过对输入电流进行转换从而输出直流的输出电压;
1个以上的第2转换器,能够以间歇振荡方式进行动作,且被串联连接到所述第1转换器,并且进行转换动作,该转换动作对从所述第1转换器输出的输出电压进行转换而输出直流电压;以及
电压控制部件,对从所述第1转换器输出的输出电压进行控制,
所述第2转换器在预定的情况下,进行低电力动作,该低电力动作进行在与其他的情况相比更低的开关频率下的振荡、或者进行间歇振荡,
所述电压控制部件进行控制,以使所述输出电压成为在所述第2转换器的动作电压的上限电压的最小值以下且在所述第2转换器的动作电压的下限电压的最大值以上的电压值,且
所述电压控制部件根据所述第2转换器的动作状态,对所述输出电压进行控制,以使所述第2转换器之中至少1个进行所述低电力动作,
所述电压控制部件具备:
检测部件,检测所述第2转换器正在进行所述低电力动作的情况;
电压上升部件,在所述第2转换器未在进行所述低电力动作的情况下,使所述输出电压上升;以及
上升停止部件,在通过所述电压上升部件正在使所述输出电压上升的情况下,在通过所述检测部件检测到所述第2转换器正在进行所述低电力动作的情况时,使所述输出电压的上升动作停止。
2.如权利要求1所述的电源控制装置,其中,
所述电压控制部件,在通过所述电压上升部件使所述输出电压上升了的情况下,在即使所述输出电压上升至所述第2转换器的动作电压的上限电压为止,也没有通过所述检测部件检测到所述低电力动作时,进行控制以使所述输出电压成为所述下限电压。
3.一种电源控制装置,具备:
第1转换器,进行转换动作,该转换动作通过对输入电流进行转换从而输出直流的输出电压;
1个以上的第2转换器,能够以间歇振荡方式进行动作,且被串联连接到所述第1转换器,并且进行转换动作,该转换动作对从所述第1转换器输出的输出电压进行转换而输出直流电压;以及
电压控制部件,对从所述第1转换器输出的输出电压进行控制,
所述第2转换器在预定的情况下,进行低电力动作,该低电力动作进行在与其他的情况相比更低的开关频率下的振荡、或者进行间歇振荡,
所述电压控制部件进行控制,以使所述输出电压成为在所述第2转换器的动作电压的上限电压的最小值以下且在所述第2转换器的动作电压的下限电压的最大值以上的电压值,且
所述电压控制部件根据所述第2转换器的动作状态,对所述输出电压进行控制,以使所述第2转换器之中至少1个进行所述低电力动作,
所述电压控制部件具备:
检测部件,检测所述第2转换器正在进行所述低电力动作的情况;
电压上升部件,使所述输出电压从所述第2转换器的动作电压的下限电压起逐渐地上升;
停止部件,在通过所述电压上升部件使所述输出电压上升的情况下,在通过所述检测部件检测到所述第2转换器正在进行所述低电力动作的情况时,使所述输出电压的上升动作停止;以及
电压设定部件,在通过所述电压上升部件使所述输出电压上升了的情况下,在即使所述输出电压上升至所述第2转换器的动作电压的上限电压为止,也没有通过所述检测部件检测到所述低电力动作时,进行控制以使所述输出电压成为所述下限电压。
4.如权利要求3所述的电源控制装置,其中,
所述电压控制部件基于使用从所述第2转换器输出的电力的设备的动作模式,对所述输出电压进行控制。
5.如权利要求4所述的电源控制装置,其中,
所述动作模式至少包含睡眠模式和所述睡眠模式以外的动作模式,
所述电压控制部件进行控制,使得在使用从所述第2转换器输出的电力的设备在所述睡眠模式以外的动作模式下进行动作时,所述输出电压成为预定的电压值。
6.如权利要求3~5的任一项所述的电源控制装置,其中,
所述电压控制部件基于表示所述第2转换器的负载电流与所述输出电压的关系的表格,对所述电压值进行控制。
7.如权利要求3~5的任一项所述的电源控制装置,其中,
所述电压控制部件基于表示使用从所述第2转换器输出的电力的设备的动作模式、可选设备的安装状况、以及所述第2转换器的输入电压的关系的表格,对所述电压值进行控制。
8.如权利要求3~5的任一项所述的电源控制装置,其中,
所述检测部件基于所述第2转换器的电抗器电流、控制放大器输出、以及用于控制开关动作的PWM信号的占空比的其中一个,检测所述第2转换器正在进行所述低电力动作的情况。
9.一种图像形成装置,具备:
权利要求1~8的任一项所述的电源控制装置,
所述图像形成装置从所述电源控制装置的所述第2转换器被供应电源,从而进行动作。
10.一种电源控制装置的控制方法,其中,
所述电源控制装置具有:
第1转换器,进行转换动作,该转换动作通过对输入电流进行转换从而输出直流的输出电压;以及
1个以上的第2转换器,能够以间歇振荡方式进行动作,且被串联连接到所述第1转换器,并且进行转换动作,该转换动作对从所述第1转换器输出的输出电压进行转换而输出直流电压,
所述第2转换器在预定的情况下,进行低电力动作,该低电力动作进行在与其他的情况相比更低的开关频率下的振荡、或者进行间歇振荡,
电源控制装置的控制方法具备:
取得步骤,取得与所述第2转换器的动作状态有关的信息;以及
电压控制步骤,根据通过所述取得步骤而取得的信息,对从所述第1转换器输出的输出电压进行控制,以使所述第2转换器之中至少1个进行所述低电力动作,
在所述电压控制步骤中,进行控制,以使所述输出电压成为在所述第2转换器的动作电压的上限电压的最小值以下且在所述第2转换器的动作电压的下限电压的最大值以上的电压值,并且
在所述电压控制步骤中,
检测所述第2转换器正在进行所述低电力动作的情况;
在所述第2转换器未在进行所述低电力动作的情况下,使所述输出电压上升;
在正在使所述输出电压上升的情况下,在检测到所述第2转换器正在进行所述低电力动作的情况时,使所述输出电压的上升动作停止。
11.一种电源控制装置的控制方法,其中,
所述电源控制装置具有:
第1转换器,进行转换动作,该转换动作通过对输入电流进行转换从而输出直流的输出电压;以及
1个以上的第2转换器,能够以间歇振荡方式进行动作,且被串联连接到所述第1转换器,并且进行转换动作,该转换动作对从所述第1转换器输出的输出电压进行转换而输出直流电压,
所述第2转换器在预定的情况下,进行低电力动作,该低电力动作进行在与其他的情况相比更低的开关频率下的振荡、或者进行间歇振荡,
电源控制装置的控制方法具备:
取得步骤,取得与所述第2转换器的动作状态有关的信息;以及
电压控制步骤,根据通过所述取得步骤而取得的信息,对从所述第1转换器输出的输出电压进行控制,以使所述第2转换器之中至少1个进行所述低电力动作,
在所述电压控制步骤中,进行控制,以使所述输出电压成为在所述第2转换器的动作电压的上限电压的最小值以下且在所述第2转换器的动作电压的下限电压的最大值以上的电压值,并且
在所述电压控制步骤中,
检测所述第2转换器正在进行所述低电力动作的情况;使所述输出电压从所述第2转换器的动作电压的下限电压起逐渐地上升;
在正在使所述输出电压上升的情况下,在检测到所述第2转换器正在进行所述低电力动作的情况时,使所述输出电压的上升动作停止;
在使所述输出电压上升了的情况下,在即使所述输出电压上升至所述第2转换器的动作电压的上限电压为止,也没有检测到所述低电力动作时,进行控制以使所述输出电压成为所述下限电压。
12.如权利要求11所述的电源控制装置的控制方法,其中,
在所述电压控制步骤中,基于使用从所述第2转换器输出的电力的设备的动作模式,对所述输出电压进行控制。
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