JP2000308338A - Switching power unit and peripheral equipment - Google Patents

Switching power unit and peripheral equipment

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JP2000308338A
JP2000308338A JP11107192A JP10719299A JP2000308338A JP 2000308338 A JP2000308338 A JP 2000308338A JP 11107192 A JP11107192 A JP 11107192A JP 10719299 A JP10719299 A JP 10719299A JP 2000308338 A JP2000308338 A JP 2000308338A
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power supply
switching
switching power
starting
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power loss of a self-exciting switching power unit provided with a starting resistor, while the power unit is in a standby or turned-off state. SOLUTION: In a switching power unit 1, a thyristor 33 is connected in series with a starting resistor which impresses a starting voltage upon a gate electrode 11G of a switching element 11, and the gate electrode 33G of the thyristor 33 is connected to an output side 3a of a rectifying circuit 3. When AC power is supplied or a switch is turned on the secondary side, the thyristor 33 is turned on which the rush current of the rectifying circuit 3. When the thyristor 33 is turned on, the power unit 1 is started, because the switching element 11 is turned on. Since the anode of the thyristor 33 is connected to the AC side, the thyristor 33 is turned off the current flowing to the starting resistor can be interrupted, when the current flowing to the thyristor becomes zero or is inverted as the AC phase advances. Therefore, the power consumption of the power unit 1 can be reduced, when the unit 1 is in a turned-off or standby state.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタなどの周
辺機器の電源装置に適したスイッチング電源に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply suitable for a power supply of a peripheral device such as a printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7に、プリンタなどの周辺機器の電源
装置として多用されているスイッチング電源装置の一般
的な構成をブロック図により示してある。スイッチング
電源装置90は、交流電源2から供給された交流電力を
ダイオード5により整流する整流回路3と、整流回路3
から出力された電流をスイッチング素子11によりスイ
ッチング(チョッピング)して出力電力を制御し、定電
圧あるいは定電流電源としての機能を果たすスイッチン
グ回路10とを備えている。図7に示したスイッチング
電源装置90のスイッチング回路10は出力電圧を一定
に保つ定電圧電源としての機能を備えている。このた
め、スイッチング素子11によりチョッピングされた出
力がトランス12の1次側に供給され、そのトランス1
2の2次側の電圧が電圧検出回路13により検出され
る。そして、この電圧検出回路13の出力がフォトカプ
ラ14を介してスイッチング制御回路15に供給され、
PWMあるいはPFMなどの方法によりスイッチング素
子11が制御される。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a block diagram showing a general configuration of a switching power supply which is frequently used as a power supply for a peripheral device such as a printer. The switching power supply device 90 includes a rectifier circuit 3 that rectifies the AC power supplied from the AC power supply 2 with the diode 5, and a rectifier circuit 3.
And a switching circuit 10 that performs switching (chopping) by the switching element 11 on the output current to control the output power and that functions as a constant voltage or constant current power supply. The switching circuit 10 of the switching power supply device 90 shown in FIG. 7 has a function as a constant voltage power supply for keeping the output voltage constant. For this reason, the output chopped by the switching element 11 is supplied to the primary side of the transformer 12 and the transformer 1
2 is detected by the voltage detection circuit 13. Then, the output of the voltage detection circuit 13 is supplied to the switching control circuit 15 via the photocoupler 14,
The switching element 11 is controlled by a method such as PWM or PFM.

【0003】トランス12の2次側には、さらに2次電
圧制御回路20が接続されており、2次側出力が整流さ
れて所定の電圧、たとえば、42Vおよび5Vなどの制
御用電力あるいはモータの駆動用電力として消費側に出
力される。
[0003] A secondary voltage control circuit 20 is further connected to the secondary side of the transformer 12. The secondary side output is rectified to control electric power for controlling a predetermined voltage, for example, 42 V and 5 V, or a motor. It is output to the consumer side as drive power.

【0004】また、図7に示したスイッチング電源装置
90は、交流電力を供給するだけでスイッチング回路1
0が起動し、定電圧電源として機能する自励式の電源装
置である。このため、スイッチング素子11を起動する
起動回路30が設けられている。図7に示した装置90
では、スイッチング素子11としてNチャンネル型のM
OSFETが採用されており、このゲート電極11Gが
起動抵抗31を介して整流回路3の出力側3aと接続さ
れている。
Further, the switching power supply 90 shown in FIG.
0 is a self-excited power supply that starts and functions as a constant voltage power supply. For this purpose, an activation circuit 30 for activating the switching element 11 is provided. Apparatus 90 shown in FIG.
Then, an N-channel type M is used as the switching element 11.
An OSFET is employed, and the gate electrode 11G is connected to the output side 3a of the rectifier circuit 3 via the starting resistor 31.

【0005】スイッチング電源装置90においては、ま
ず、交流電力が整流回路3に供給されると平滑用コンデ
ンサ4などを充電するために整流回路3に電流が流れ
る。したがって、スイッチング素子11の制御電極であ
るゲート電極11Gを整流回路3の出力側3aに接続す
ることにより、ゲート電圧が発生し、その電圧が閾値を
超えるとスイッチング素子11がオンする。この結果、
整流回路3の出力はトランス12の一次側に供給され、
トランスの2次側に電圧が発生する。トランス12の2
次側には、2次電圧制御回路20に電力を供給する巻線
12aに加え、スイッチング制御回路15へ電源を供給
する巻線12bも用意されており、スイッチング制御回
路15も動作を開始する。この後、スイッチング素子1
1の制御はスイッチング制御回路15に移され、2次電
圧制御回路20で消費電力が変動したときでも定電圧の
電力が供給できるようにスイッチング素子11が制御さ
れる。
In the switching power supply device 90, first, when AC power is supplied to the rectifier circuit 3, a current flows through the rectifier circuit 3 to charge the smoothing capacitor 4 and the like. Therefore, by connecting the gate electrode 11G, which is the control electrode of the switching element 11, to the output side 3a of the rectifier circuit 3, a gate voltage is generated, and when the voltage exceeds a threshold, the switching element 11 is turned on. As a result,
The output of the rectifier circuit 3 is supplied to the primary side of the transformer 12,
A voltage is generated on the secondary side of the transformer. Transformer 12-2
On the secondary side, a winding 12b for supplying power to the switching control circuit 15 is provided in addition to the winding 12a for supplying power to the secondary voltage control circuit 20, and the switching control circuit 15 also starts operating. Thereafter, the switching element 1
The control of 1 is transferred to the switching control circuit 15, and the switching element 11 is controlled so that the secondary voltage control circuit 20 can supply a constant voltage power even when the power consumption fluctuates.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、図7に示
したスイッチング電源装置90は、交流電流の供給をオ
ンオフすることにより自発的に動作を開始して所定の電
圧の電力をモータなどの消費側に供給できる。しかしな
がら、ゲート電極11の回路は過電圧保護用の抵抗19
を介して接地されている。このため、スイッチング電源
装置が起動し、スイッチング素子11の制御がスイッチ
ング制御回路15に移った後も、起動抵抗31を介して
整流回路3の出力側とスイッチング素子11のゲート電
極11Gが接続されている。したがって、常に一定の電
流がグランドに流れるが、この電力は数mAあるいはそ
れ以下なので従来はほとんど無視されていた。
As described above, the switching power supply device 90 shown in FIG. 7 starts its operation spontaneously by turning on and off the supply of an alternating current to supply electric power of a predetermined voltage to a motor or the like. Can be supplied to consumers. However, the circuit of the gate electrode 11 has a resistor 19 for overvoltage protection.
Grounded. For this reason, even after the switching power supply is activated and the control of the switching element 11 is transferred to the switching control circuit 15, the output side of the rectifier circuit 3 is connected to the gate electrode 11G of the switching element 11 via the activation resistor 31. I have. Therefore, a constant current always flows to the ground, but since this power is several mA or less, it has been almost neglected conventionally.

【0007】近年、プリンタなどの周辺機器においても
省電力がさらに重要な課題となっている。プリンタなど
の周辺機器では、実際にジョブを実行している時間に対
し、電源はオンになっているがジョブは行っていないス
タンバイ状態の時間が非常に長い。このため、スタンバ
イ中は不必要なセクションへの電力供給を停止した省電
力モードにすることが一般に行われている。しかしなが
ら、上記のようなスイッチング電源装置の起動抵抗にお
ける電力消費までは検討されていなかったが、本願の発
明者らは、起動抵抗による電力損失も電力消費を低減す
るためには非常に重要であることに着目した。
In recent years, power saving has become an even more important issue in peripheral devices such as printers. In a peripheral device such as a printer, the standby time in which the power is on but the job is not performed is much longer than the time in which the job is actually executed. For this reason, a power saving mode in which power supply to unnecessary sections is stopped during standby is generally performed. However, although the power consumption at the starting resistance of the switching power supply device as described above has not been studied, the inventors of the present application also consider that the power loss due to the starting resistance is very important for reducing the power consumption. We paid attention to that.

【0008】このため、本願の発明者らは、まず、図8
に示すように、起動抵抗31を整流回路3の入力側3
b、すなわち、交流側に接続することを考えた。これに
より、スイッチング素子11がオンする期間は半分にな
るので起動抵抗31における損失は整流回路3の出力側
3aに接続したときの1/4になる。しかしながら、常
に起動抵抗31で損失が発生していることに変わりはな
く、さらに、起動抵抗31における損失を少なくするこ
とが必要である。特に、スイッチング電源装置がユニバ
ーサル電源の場合は、最大値が400V近くなる交流が
印加されるので、起動抵抗31における損失は1W程度
となる。したがって、起動抵抗31の損失を抑制するこ
とはスタンバイ状態における消費電力を低減するのに非
常に効果が高い。
[0008] For this reason, the inventors of the present application first, FIG.
As shown in the figure, the starting resistor 31 is connected to the input side 3 of the rectifier circuit 3.
b, that is, connection to the AC side was considered. As a result, the period during which the switching element 11 is turned on is halved, so that the loss in the starting resistor 31 is 1 / of that when the rectifier circuit 3 is connected to the output side 3 a. However, the loss still occurs in the starting resistor 31, and it is necessary to further reduce the loss in the starting resistor 31. In particular, when the switching power supply is a universal power supply, an alternating current whose maximum value is close to 400 V is applied, so that the loss in the starting resistor 31 is about 1 W. Therefore, suppressing the loss of the starting resistor 31 is very effective in reducing power consumption in the standby state.

【0009】さらに、スイッチング電源装置90の2次
側でスイッチをオフする周辺機器もあるが、そのような
機器では、起動抵抗31における損失がスタンバイ状態
のときはもちろん、機器を交流電源に接続している間は
2次側スイッチのオンオフに関わらず恒久的に発生して
いることになる。
Further, there is a peripheral device that switches off on the secondary side of the switching power supply device 90. In such a device, when the loss in the starting resistor 31 is in a standby state, the device is connected to an AC power supply. During this period, the alarm is permanently generated regardless of the on / off state of the secondary switch.

【0010】このように、本願の発明者らは、従来、無
視されていた起動抵抗による電力損失が周辺機器におい
ては非常に大きな問題であることを見出した。そこで、
本発明においては、スイッチング電源装置の起動抵抗に
おける損失をさらに低減することができるスイッチング
電源装置を提供することを目的としている。
As described above, the inventors of the present application have found that the power loss due to the starting resistor, which has been neglected in the past, is a very large problem in peripheral devices. Therefore,
An object of the present invention is to provide a switching power supply that can further reduce the loss in the starting resistance of the switching power supply.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、スイッチング素子の起動回路に起動電圧を印加し
た後に、起動抵抗を流れる電流を積極的に制限するよう
にしている。すなわち、本発明のスイッチング電源装置
は、交流を整流する整流回路と、この整流回路から出力
された電流をスイッチング素子によりチョッピングして
出力電力を制御可能なスイッチング回路と、スイッチン
グ素子の制御電極を整流回路の入力側または出力側に対
し起動抵抗を介して接続し、起動電圧を印加可能な起動
回路とを有し、起動回路は、起動電圧を印加した後に、
起動抵抗を流れる電流を制限可能な電力制限手段を備え
ていることを特徴としている。起動抵抗に流れる電流を
積極的に制限すれば、スタンバイ状態における電力消費
を低減できることはもちろん、2次側のスイッチにより
オフする機器においてはスイッチオフ時における電力消
費も低減することができる。
Therefore, in the present invention, after a starting voltage is applied to a starting circuit of a switching element, a current flowing through a starting resistor is positively limited. That is, the switching power supply device of the present invention includes a rectifier circuit for rectifying AC, a switching circuit capable of controlling output power by chopping a current output from the rectifier circuit by a switching element, and rectifying a control electrode of the switching element. A starting circuit connected to an input side or an output side of the circuit via a starting resistor and capable of applying a starting voltage, wherein the starting circuit, after applying the starting voltage,
It is characterized by comprising a power limiting means capable of limiting a current flowing through the starting resistor. If the current flowing through the starting resistor is positively limited, not only power consumption in the standby state can be reduced, but also power consumption at the time of switch-off can be reduced in a device that is turned off by the switch on the secondary side.

【0012】電力制限手段としては、適当なタイミング
でオンオフし、起動後は、起動抵抗を流れる電流を遮断
できるスイッチを用いることが最も望ましい。しかしな
がら、スイッチを操作する適当なタイミングを常時モニ
ターするような機能あるいは回路を実装すると、コスト
もかかり、さらに、モニターしスイッチを操作する機能
を稼動させるために電力が消費されるという問題が起き
る。
As the power limiting means, it is most desirable to use a switch which can be turned on / off at an appropriate timing and which can cut off the current flowing through the starting resistor after starting. However, if a function or a circuit that constantly monitors appropriate timing for operating the switch is mounted, there is a problem that the cost is increased and power is consumed for operating the function for monitoring and operating the switch.

【0013】そこで、起動抵抗を整流回路の入力側、す
なわち、交流側に接続すると共に、電力制限手段として
サイリスタを用いることが望ましい。サイリスタの制御
方法はいくつか提案されているが、まず、サイリスタの
ゲート電極を整流回路の出力側に接続することができ
る。交流電流が供給されたり、あるいは2次側でスイッ
チが入ると、整流回路3の平滑コンデンサなどが充電さ
れるために突入電流が発生する。この突入電流によりサ
イリスタのゲート電極に発生する電圧が閾値を超えるよ
うにすればサイリスタがターンオンするので起動抵抗を
電流が流れ、スイッチング素子がオンする。一方、サイ
リスタは交流側に接続されているので、交流電圧がゼロ
または反転すると、サイリスタのアノード−カソード間
の導通は終了する。このため、サイリスタはターンオフ
し、起動抵抗には電流が流れない。
Therefore, it is desirable to connect the starting resistor to the input side of the rectifier circuit, that is, to the AC side, and to use a thyristor as the power limiting means. Although several thyristor control methods have been proposed, first, the gate electrode of the thyristor can be connected to the output side of the rectifier circuit. When an alternating current is supplied or a switch is turned on on the secondary side, an inrush current is generated because the smoothing capacitor and the like of the rectifier circuit 3 are charged. If the voltage generated at the gate electrode of the thyristor by this inrush current exceeds the threshold value, the thyristor is turned on, so that a current flows through the starting resistor and the switching element is turned on. On the other hand, since the thyristor is connected to the AC side, when the AC voltage becomes zero or inverted, conduction between the anode and the cathode of the thyristor ends. As a result, the thyristor turns off, and no current flows through the starting resistor.

【0014】サイリスタのゲート電極を整流回路の入力
側、すなわち交流側に接続することも有効である。この
場合は、交流電圧がサイリスタのゲート電極に印加さ
れ、閾値を超えるとサイリスタがターンオンし、起動抵
抗を電流が流れ、スイッチング素子がオンする。この場
合も交流電圧がゼロまたは反転すると、サイリスタのア
ノード−カソード間の導通は終了し、サイリスタはター
ンオフするので起動抵抗には電流が流れない。したがっ
て、単に起動抵抗を交流側に接続したときよりも、起動
抵抗を交流電流が流れる時間を短くすることができる。
さらに、サイリスタのゲート電極を適当な移相回路で整
流回路の入力側に接続することにより、ゲート電極に印
加される電圧の位相を遅らせることで導通時間を調節で
きる。このため、起動抵抗を流れる電力をいっそう削減
することができる。
It is also effective to connect the gate electrode of the thyristor to the input side of the rectifier circuit, that is, to the AC side. In this case, an AC voltage is applied to the gate electrode of the thyristor, and when the threshold voltage is exceeded, the thyristor turns on, a current flows through the starting resistance, and the switching element turns on. Also in this case, when the AC voltage becomes zero or inverted, conduction between the anode and the cathode of the thyristor ends, and the thyristor turns off, so that no current flows through the starting resistor. Therefore, the time during which the AC current flows through the starting resistor can be shorter than when the starting resistor is simply connected to the AC side.
Further, by connecting the gate electrode of the thyristor to the input side of the rectifier circuit with an appropriate phase shift circuit, the conduction time can be adjusted by delaying the phase of the voltage applied to the gate electrode. Therefore, the power flowing through the starting resistor can be further reduced.

【0015】したがって、本発明にかかるスイッチング
電源装置をプリンタなどの周辺機器の電源装置として採
用することにより、スタンバイ状態における電力消費を
更に低減することができる。また、2次側スイッチでオ
フするタイプの周辺機器においては、常時消費される電
力を削減することができ、オフ時および待機時において
大きな省電力効果を得ることができる。
Therefore, by employing the switching power supply according to the present invention as a power supply for a peripheral device such as a printer, power consumption in a standby state can be further reduced. Further, in the peripheral device of the type that is turned off by the secondary switch, the power consumed at all times can be reduced, and a great power saving effect can be obtained when the device is turned off and in the standby state.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1に、本発明にかかるスイッチ
ング電源装置の一例を示してある。図1に示したスイッ
チング電源装置1は、図7に示したスイッチング電源装
置と同様に、交流電源2から供給された交流電力を整流
する整流回路3と、整流回路3から出力された電流をス
イッチング素子11によりチョッピングして出力電力を
制御するスイッチング回路10とを備えている。これら
の構成は、図7に示したスイッチング電源装置と同様な
ので、以下では共通の符号を付して詳しい説明は省略す
る。本例のスイッチング電源装置1も自励式のスイッチ
ング電源装置であり、このため、起動抵抗31を備えた
起動回路30が設けられており、スイッチング素子11
のゲート電極11Gに起動電圧を印加できるようになっ
ている。
FIG. 1 shows an example of a switching power supply according to the present invention. The switching power supply device 1 shown in FIG. 1 includes a rectifier circuit 3 for rectifying AC power supplied from an AC power supply 2 and a switching device for switching a current output from the rectifier circuit 3, similarly to the switching power supply device shown in FIG. A switching circuit for controlling output power by chopping with the element. Since these components are the same as those of the switching power supply device shown in FIG. 7, the same reference numerals are given below, and detailed description is omitted. The switching power supply device 1 of the present embodiment is also a self-excited switching power supply device. For this reason, a starting circuit 30 having a starting resistor 31 is provided.
A start-up voltage can be applied to the gate electrode 11G.

【0017】本例の起動回路30は、起動抵抗31に加
え、起動抵抗31に流れる電流をオンオフ可能なスイッ
チ32が起動抵抗31と直列に接続されている。したが
って、スイッチング電源装置1を起動する前にスイッチ
32をオンにしておくことにより、交流が供給されると
スイッチング素子11がオンし、スイッチング電源装置
1が稼動を開始する。一方、スイッチング電源装置1が
起動した後の適当なタイミングでスイッチ32をオフす
ることにより、起動抵抗31から抵抗19を介してグラ
ンドに流れる電流をカットすることができる。したがっ
て、いったん起動した後は、スイッチング電源装置1が
スタンバイ状態のときの起動抵抗31による損失をなく
すことができる。
In the starting circuit 30 of this embodiment, in addition to the starting resistor 31, a switch 32 capable of turning on and off a current flowing through the starting resistor 31 is connected in series with the starting resistor 31. Therefore, by turning on the switch 32 before activating the switching power supply 1, the switching element 11 is turned on when AC is supplied, and the switching power supply 1 starts operating. On the other hand, by turning off the switch 32 at an appropriate timing after the switching power supply device 1 is started, the current flowing from the starting resistor 31 to the ground via the resistor 19 can be cut. Therefore, once started, the loss due to the starting resistor 31 when the switching power supply device 1 is in the standby state can be eliminated.

【0018】本例においては、起動抵抗31が整流回路
3の入力側3bである交流側に接続されているが、もち
ろん、出力側3aに接続した場合でも同様にスイッチ3
2を用いて起動抵抗31による損失を低減できる。
In this embodiment, the starting resistor 31 is connected to the AC side which is the input side 3b of the rectifier circuit 3. However, even when the starting resistor 31 is connected to the output side 3a, the switch 3 is similarly connected.
2, the loss due to the starting resistor 31 can be reduced.

【0019】さらに、スイッチング電源装置1において
2次側のスイッチにより電力供給をオンオフことも可能
であるが、その場合は、2次側のスイッチがオフのとき
に起動回路30のスイッチ32もオフすることにより、
スタンバイ状態のときのみならず、スイッチング電源装
置1がオフのときの電力損失もなくすことができる。こ
のケースでは、起動回路3のスイッチ32をオンするタ
イミングが必要になるが、交流が供給されたり、あるい
は2次側がオンになったときに整流回路3の平滑コンデ
ンサ4などを充電する電流が流れるので、その電流によ
りスイッチ32をオンすることができる。あるいは、2
次側のスイッチと連動して起動回路30のスイッチ32
をオンするようにしてももちろん良い。
Further, in the switching power supply 1, the power supply can be turned on / off by a switch on the secondary side. In this case, when the switch on the secondary side is off, the switch 32 of the starting circuit 30 is also turned off. By doing
It is possible to eliminate not only the power loss in the standby state but also the power loss when the switching power supply device 1 is off. In this case, a timing for turning on the switch 32 of the starting circuit 3 is required. However, when an alternating current is supplied or the secondary side is turned on, a current for charging the smoothing capacitor 4 and the like of the rectifier circuit 3 flows. Therefore, the switch 32 can be turned on by the current. Or 2
The switch 32 of the starting circuit 30 is operated in conjunction with the switch on the next side.
May be turned on.

【0020】しかしながら、図1に示したスイッチング
電源装置1では、適当なタイミングで起動回路30のス
イッチ32を制御する回路が必要となる。これに対し、
図2に示したスイッチング電源装置1の例では、自動的
に起動回路30の起動抵抗31に流れる電流を遮断でき
る。
However, the switching power supply 1 shown in FIG. 1 requires a circuit for controlling the switch 32 of the starting circuit 30 at an appropriate timing. In contrast,
In the example of the switching power supply device 1 shown in FIG. 2, the current flowing through the starting resistor 31 of the starting circuit 30 can be automatically cut off.

【0021】図2に示したスイッチング電源装置1にお
いては、起動抵抗31と直列にサイリスタ33が接続さ
れており、サイリスタ33のアノード側が整流回路3の
入力側3b、すなわち、交流側に接続されている。ま
た、サイリスタ33のゲート電極33Gが整流回路3の
出力側3aに接続されている。本例のスイッチング電源
装置1においては、交流が供給されたり、あるいは、2
次側スイッチが入ると、平滑コンデンサ4あるいはトラ
ンス12のコイルなどに電流が流れ、瞬間的に整流回路
3から電流が出力される。そして、この突入電流がサイ
リスタ33のゲート電極33Gを介してベース電流とし
て流れる。その結果、ゲート33Gの電圧が閾値を超え
るとサイリスタ33はターンオンし、起動抵抗31を介
してスイッチング素子11に起動電圧が印加される。し
たがって、スイッチング素子11がオンとなり、スイッ
チング電源装置1は自動的に起動する。
In the switching power supply device 1 shown in FIG. 2, a thyristor 33 is connected in series with the starting resistor 31, and the anode side of the thyristor 33 is connected to the input side 3b of the rectifier circuit 3, that is, the AC side. I have. Further, the gate electrode 33 </ b> G of the thyristor 33 is connected to the output side 3 a of the rectifier circuit 3. In the switching power supply 1 of the present example, an alternating current is supplied,
When the next switch is turned on, a current flows through the smoothing capacitor 4 or the coil of the transformer 12 and the like, and the current is output from the rectifier circuit 3 instantaneously. Then, this rush current flows as a base current via the gate electrode 33G of the thyristor 33. As a result, when the voltage of the gate 33G exceeds the threshold value, the thyristor 33 turns on, and the starting voltage is applied to the switching element 11 via the starting resistor 31. Therefore, the switching element 11 is turned on, and the switching power supply device 1 starts automatically.

【0022】サイリスタ33はいったん起動すると、サ
イリスタ33を流れる電流が0か負にならないとターン
オフしない。本例のスイッチング電源装置1において
は、サイリスタ33が交流側、すなわち、整流回路3の
入力側3bに接続されているので、いったんサイリスタ
33がターンオンしても、交流の位相が進みサイリスタ
33に印加される電圧が0または反転するのでサイリス
タ33のアノード−カソード間の導通がなくなりターン
オフする。したがって、スイッチング電源装置1が起動
した後は、起動抵抗31を流れる電流を遮断することが
できる。
Once activated, the thyristor 33 does not turn off unless the current flowing through the thyristor 33 becomes zero or negative. In the switching power supply device 1 of the present embodiment, since the thyristor 33 is connected to the AC side, that is, the input side 3b of the rectifier circuit 3, even if the thyristor 33 is turned on once, the AC phase advances and the thyristor 33 is applied to the thyristor 33. Since the applied voltage is 0 or inverted, conduction between the anode and the cathode of the thyristor 33 disappears, and the thyristor 33 turns off. Therefore, after the switching power supply device 1 is started, the current flowing through the starting resistor 31 can be cut off.

【0023】このように、本例のスイッチング電源装置
1においては、スイッチを操作するためのタイミング発
生回路などを設けずに、簡単な構成で起動抵抗31によ
る電力損失を防ぐことができる。したがって、低コスト
で、さらに、スタンバイ状態あるいはオフ状態における
電力損失の少ないスイッチング電源装置を提供できる。
上述したように、起動抵抗31による電力損失は、一般
的には大きくない。しかしながら、プリンタなどの周辺
機器に搭載されている220V対応のユニバーサル電源
になると、最大電圧が400V近い交流が印加されるの
で、それに伴い電力損失はワット単位なる。さらに、プ
リンタなどの周辺機器は、実際に印刷などのジョブを行
っている時間に比較し、スタンバイ状態あるいはオフ状
態でいる時間が非常に長い。したがって、上記あるいは
以下の例で詳述している本発明により起動抵抗31のロ
スをなくすか、あるいは小さくすることにより大きな省
電力効果を得ることができる。
As described above, in the switching power supply device 1 of the present embodiment, power loss due to the starting resistor 31 can be prevented with a simple configuration without providing a timing generation circuit for operating switches. Therefore, it is possible to provide a switching power supply device that is low in cost and has little power loss in the standby state or the off state.
As described above, the power loss due to the starting resistor 31 is generally not large. However, in the case of a 220V-compatible universal power supply mounted on a peripheral device such as a printer, an AC having a maximum voltage of approximately 400V is applied, and accordingly, the power loss is in watts. Further, a peripheral device such as a printer spends much longer time in a standby state or an off state than a time period in which a job such as printing is actually performed. Therefore, a great power saving effect can be obtained by eliminating or reducing the loss of the starting resistor 31 according to the present invention described in detail in the above and the following examples.

【0024】なお、本例においては、サイリスタ33の
ゲート電極33Gに印加される電圧が10Vを超えない
ように、分圧用の抵抗39aおよび39bを設けてあ
る。また、逆流防止用のトランジスタ39cを設けてあ
る。
In this embodiment, voltage dividing resistors 39a and 39b are provided so that the voltage applied to the gate electrode 33G of the thyristor 33 does not exceed 10V. Further, a transistor 39c for preventing backflow is provided.

【0025】図3に、本発明にかかるスイッチング電源
装置1の異なった例を示してある。本例のスイッチング
電源装置1においては、起動抵抗31と直列に接続され
たサイリスタ33のゲート電極33Gを、サイリスタの
アノード側と同様に交流側、すなわち、整流回路3の入
力側3bに接続している。
FIG. 3 shows a different example of the switching power supply 1 according to the present invention. In the switching power supply 1 of the present example, the gate electrode 33G of the thyristor 33 connected in series with the starting resistor 31 is connected to the AC side, that is, the input side 3b of the rectifier circuit 3, similarly to the anode side of the thyristor. I have.

【0026】本例のサイリスタ33のゲート電極33G
に流れる電流iは、サイリスタ33のアノードに印加さ
れる交流電圧vに対し、図4に示したように変化する。
すなわち、交流電圧vが所定の値より高くなると、ゲー
ト電極33Gに電流が流れ、それによりゲート電圧が閾
値を超えるとサイリスタ33はターンオンする。一方、
交流電圧が0または反転するとサイリスタ33はターン
オフする。したがって、サイリスタ33は、1/4周期
程度の間が、ターンオンの期間Tとなる。このため、交
流電源2から交流が印加されると、サイリスタ33は1
/4周期だけターンオンしてスイッチング素子11をオ
ンし、スイッチング電源装置1を起動する。
The gate electrode 33G of the thyristor 33 of this embodiment
4 changes with respect to the AC voltage v applied to the anode of the thyristor 33 as shown in FIG.
That is, when the AC voltage v becomes higher than a predetermined value, a current flows through the gate electrode 33G, and when the gate voltage exceeds the threshold value, the thyristor 33 is turned on. on the other hand,
When the AC voltage is 0 or inverted, the thyristor 33 is turned off. Therefore, the turn-on period T of the thyristor 33 is about 1/4 cycle. Therefore, when an AC is applied from the AC power supply 2, the thyristor 33 becomes 1
The switching element 11 is turned on by turning on for cycle, and the switching power supply device 1 is started.

【0027】本例のスイッチング電源装置1において
は、交流が供給されていると、常に1/4周期だけサイ
リスタ33がターンオンし、起動するとき以外であって
も起動抵抗31による損失が発生する。しかしながら、
図8に示した交流側に単に起動抵抗を接続したスイッチ
ング電源装置と比較し、起動抵抗31による損失をさら
に1/4以下にすることができる。
In the switching power supply device 1 of this embodiment, when AC is supplied, the thyristor 33 is always turned on for 1/4 cycle, and a loss due to the starting resistor 31 occurs even when the thyristor 33 is not started. However,
As compared with the switching power supply device in which the starting resistor is simply connected to the AC side shown in FIG. 8, the loss due to the starting resistor 31 can be further reduced to 1/4 or less.

【0028】図5に示したスイッチング電源装置1にお
いては、さらに、サイリスタ33のゲート電極33Gと
交流側3bとを移相回路34により接続してある。本例
の移相回路34は、可変抵抗35aとコンデンサ35b
から構成されており、これにより、図6に示すようにサ
イリスタ33のゲート電極33Gに流れる電流iの位相
をサイリスタ33のアノードに印加される交流電圧vの
位相とずらすことができる。したがって、サイリスタ3
3がターンオンするタイミングを図3に示した電源装置
よりも遅くすることが可能となる。この結果、図6に示
したように、サイリスタ33がターンオンする期間Tを
更に短縮し、起動抵抗31によるロスを小さくすること
ができる。
In the switching power supply device 1 shown in FIG. 5, the gate electrode 33G of the thyristor 33 and the AC side 3b are further connected by a phase shift circuit 34. The phase shift circuit 34 of this example includes a variable resistor 35a and a capacitor 35b.
As a result, as shown in FIG. 6, the phase of the current i flowing through the gate electrode 33G of the thyristor 33 can be shifted from the phase of the AC voltage v applied to the anode of the thyristor 33. Therefore, thyristor 3
3 can be turned on later than in the power supply device shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 6, the period T during which the thyristor 33 is turned on can be further reduced, and the loss due to the starting resistor 31 can be reduced.

【0029】なお、上記では、スイッチまたはサイリス
タを用いた例を説明しているが、サイリスタに代わり、
バイポーラトランジスタ、SCR、GTOあるいはIG
BTなどの半導体素子を用いて起動抵抗31を流れる電
力を制限する機能を実現することが可能であることはも
ちろんである。しかしながら、回路構成としてはサイリ
スタを用いた例がもっとも簡素であり、また、サイリス
タにより起動抵抗31に流れる電力を抑制し、損失を低
減する機能を十分に果たすことができる。
In the above description, an example using a switch or a thyristor has been described.
Bipolar transistor, SCR, GTO or IG
It is needless to say that the function of limiting the power flowing through the starting resistor 31 can be realized using a semiconductor element such as a BT. However, the circuit configuration using a thyristor is the simplest, and the thyristor can sufficiently fulfill the function of suppressing the power flowing through the starting resistor 31 and reducing the loss.

【0030】また、スイッチング回路30に採用されて
いるスイッチング素子11もMOSFETに限らず、バ
イポーラトランジスタ、IGBTなどの公知の他の半導
体素子を採用することができる。さらに、上記の例で
は、定電圧制御するスイッチング電源装置を元に説明し
ているが、定電流制御するスイッチング電源装置におい
ても本発明を適用できることはもちろんである。
The switching element 11 employed in the switching circuit 30 is not limited to a MOSFET, but may be another known semiconductor element such as a bipolar transistor or an IGBT. Furthermore, in the above example, the description has been given based on the switching power supply device that performs constant voltage control. However, it is needless to say that the present invention can be applied to a switching power supply device that performs constant current control.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のスイッ
チング電源装置においては、スイッチング素子に起動電
圧を印加するための起動抵抗に対し、スイッチまたはサ
イリスタなどにより構成される電力制限手段を直列に接
続し、スイッチング電源装置が起動した後、あるいはオ
フ状態においても、起動抵抗に流れる電力を制限するよ
うにしている。このため、本発明にかかるスイッチング
電源装置を搭載したプリンタなどの周辺機器において
は、待機中あるいはオフ中の起動抵抗による損失をなく
すか、あるいは大幅に低減することができる。パーソナ
ルコンピュータの周辺機能を実現する周辺機器において
は、実際にジョブを行っている時間よりも、待機あるい
はオフの時間が非常に長く、この間における電力損失を
減らすことにより、全体として大きな省電力効果を得る
ことができる。
As described above, in the switching power supply of the present invention, the power limiting means constituted by a switch or a thyristor is connected in series to the starting resistor for applying the starting voltage to the switching element. After the switching power supply is started, or even in an off state, the power flowing through the starting resistor is limited. Therefore, in a peripheral device such as a printer equipped with the switching power supply device according to the present invention, the loss due to the starting resistance during standby or during off can be eliminated or greatly reduced. Peripheral devices that realize the peripheral functions of personal computers have a much longer standby or off time than the actual job, and reduce the power loss during this period, resulting in a large power saving effect as a whole. Obtainable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態にかかるスイッチング電源
装置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a switching power supply device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すスイッチング電源装置と異なる例を
示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example different from the switching power supply device shown in FIG. 1;

【図3】図2に示すスイッチング電源装置とさらに異な
る例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example further different from the switching power supply device shown in FIG. 2;

【図4】図3に示すスイッチング電源装置において、サ
イリスタのアノードに印加される交流電源と、サイリス
タのゲートを流れる電流を示すグラフである。
4 is a graph showing an AC power supply applied to an anode of a thyristor and a current flowing through a gate of the thyristor in the switching power supply device shown in FIG.

【図5】図3に示すスイッチング電源装置とさらに異な
る例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing still another example different from the switching power supply device shown in FIG. 3;

【図6】図5に示すスイッチング電源装置において、サ
イリスタのアノードに印加される交流電源と、サイリス
タのゲートを流れる電流を示すグラフである。
6 is a graph showing an AC power supply applied to the anode of the thyristor and a current flowing through the gate of the thyristor in the switching power supply device shown in FIG.

【図7】従来のスイッチング電源装置の一例を示すブロ
ック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a conventional switching power supply device.

【図8】起動抵抗を交流側に接続することにより、起動
抵抗の損失を抑制したスイッチング電源装置の概略構成
を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a switching power supply device in which a startup resistor is connected to an AC side to suppress a loss of the startup resistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スイッチング電源装置 2 交流電源 3 整流回路 4 平滑コンデンサ 5 整流用ダイオード 10 スイッチング回路 11 スイッチング素子 11G スイッチング素子のゲート電極 12 トランス 13 電圧検出回路 14 フォトカプラ 15 スイッチング制御回路 20 2次電圧制御回路 30 起動回路 31 起動抵抗 32 スイッチ 33 サイリスタ 33G サイリスタのゲート電極 34 遅延要素 90 スイッチング電源装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Switching power supply device 2 AC power supply 3 Rectifier circuit 4 Smoothing capacitor 5 Rectifier diode 10 Switching circuit 11 Switching element 11G Gate electrode of switching element 12 Transformer 13 Voltage detection circuit 14 Photocoupler 15 Switching control circuit 20 Secondary voltage control circuit 30 Start-up Circuit 31 Starting resistance 32 Switch 33 Thyristor 33G Thyristor gate electrode 34 Delay element 90 Switching power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C061 HH11 HT13 5G065 AA00 AA01 DA06 DA07 EA06 FA02 GA04 GA06 HA04 HA08 JA01 KA02 KA05 LA01 MA10 NA02 NA08 5H730 AA14 AS01 BB43 BB52 CC01 DD04 EE61 FD01 FF19 FG01 VV03 VV06 XC01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2C061 HH11 HT13 5G065 AA00 AA01 DA06 DA07 EA06 FA02 GA04 GA06 HA04 HA08 JA01 KA02 KA05 LA01 MA10 NA02 NA08 5H730 AA14 AS01 BB43 BB52 CC01 DD04 EE61 FD01 FF19 V01 X01

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流を整流する整流回路と、 この整流回路から出力された電流をスイッチング素子に
よりチョッピングして出力電力を制御可能なスイッチン
グ回路と、 前記スイッチング素子の制御電極を前記整流回路の入力
側または出力側に対し起動抵抗を介して接続し、起動電
圧を印加可能な起動回路とを有し、 前記起動回路は、起動電圧を印加した後に、前記起動抵
抗を流れる電流を制限可能な電力制限手段を備えている
ことを特徴とするスイッチング電源装置。
A rectifier circuit for rectifying an alternating current; a switching circuit capable of chopping a current output from the rectifier circuit with a switching element to control output power; and connecting a control electrode of the switching element to an input of the rectifier circuit. A starting circuit connected to the output side or the output side via a starting resistor and capable of applying a starting voltage, wherein the starting circuit is capable of limiting a current flowing through the starting resistor after applying the starting voltage. A switching power supply device comprising limiting means.
【請求項2】 請求項1において、前記電力制限手段
は、オンオフスイッチであることを特徴とするスイッチ
ング電源装置。
2. The switching power supply device according to claim 1, wherein said power limiting means is an on / off switch.
【請求項3】 請求項1において、前記起動抵抗は前記
整流回路の入力側に接続されており、 前記電力制限手段は、サイリスタであることを特徴とす
るスイッチング電源装置。
3. The switching power supply device according to claim 1, wherein the starting resistor is connected to an input side of the rectifier circuit, and the power limiting unit is a thyristor.
【請求項4】 請求項3において、前記サイリスタのゲ
ート電極が前記整流回路の出力側に接続されていること
を特徴とするスイッチング電源装置。
4. The switching power supply according to claim 3, wherein a gate electrode of the thyristor is connected to an output side of the rectifier circuit.
【請求項5】 請求項3において、前記サイリスタのゲ
ート電極が前記整流回路の入力側に接続されていること
を特徴とするスイッチング電源装置。
5. The switching power supply according to claim 3, wherein a gate electrode of the thyristor is connected to an input side of the rectifier circuit.
【請求項6】 請求項5において、前記サイリスタのゲ
ート電極は移相要素を介して前記整流回路の入力側に接
続されていることを特徴とするスイッチング電源装置。
6. The switching power supply according to claim 5, wherein a gate electrode of the thyristor is connected to an input side of the rectifier circuit via a phase shift element.
【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載のス
イッチング電源装置を有する周辺機器。
7. A peripheral device having the switching power supply device according to claim 1.
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