JP2002034239A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JP2002034239A
JP2002034239A JP2000214141A JP2000214141A JP2002034239A JP 2002034239 A JP2002034239 A JP 2002034239A JP 2000214141 A JP2000214141 A JP 2000214141A JP 2000214141 A JP2000214141 A JP 2000214141A JP 2002034239 A JP2002034239 A JP 2002034239A
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Japan
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voltage
power supply
resistor
circuit
output voltage
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JP2000214141A
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Takashi Sato
隆 佐藤
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Canon Inc
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Canon Inc
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路構成を簡素化しつつ従来と同様の消費電
力の節減を図ることのできるようにした。 【解決手段】 電圧検出回路9は、出力電圧Voと接地
間を分圧する抵抗体R1、R2で構成され、抵抗体R1
と抵抗体R2との接続点13が定電圧回路11に接続さ
れている。切換回路10は、トランジスタQ1のコレク
タ端子は抵抗体R3を介して前記接続点13に接続さ
れ、ベース端子は抵抗体R4を介して制御信号入力端子
16に接続され、さらに、エミッタ端子は接地されてい
る。そして、機器の動作駆動時はトランジスタQ1はオ
ンし、抵抗体R2と抵抗体R3とが並列接続されて出力
電圧Vo′が検出される一方、機器の動作待機時はトラ
ンジスタQ1はオフし、抵抗体R1と抵抗体R2との分
圧比に基づいて出力電圧Voが検出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電源装置に関し、よ
り詳しくは、動作待機モードを有する待機時間の長いフ
ァクシミリ装置やプリンタ等に使用される電源装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】この種の動作待機モードを有する電源装
置としては、従来より、図4に示す直流―直流変換器が
知られている(例えば、特開平7−213055号公
報)。
【0003】同図において、パルス発振器101はスイ
ッチ素子102をオン・オフし、トランス103は一次
側電圧を二次側電圧に変換している。発振周波数調整回
路104は、トランジスタ105、フォトトランジスタ
106及びコンデンサ107を有し、動作待機時にはス
イッチ回路108からのアクティブ・ハイの制御信号が
フォトダイオード109のアノード端子に印加され、そ
の結果、フォトトランジスタ106を介してトランジス
タ105がオン状態となり、パルス発振器101の時定
数回路のコンデンサ110と発振周波数調整回路104
のコンデンサ107とが並列に接続され、時定数が伸
び、発振周波数が低減される。
【0004】そして、スイッチ素子102の損失Pc
は、一般に数式(1)で表わされるので、発振周波数f
を下げることにより変換効率を向上させることができ
る。
【0005】
【数1】
【0006】尚、111は起動回路、112は補助電源
用整流平滑回路である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電源装置では、スイッチ素子102のスイッチング
周波数を決定しているパルス発振器101、及び二次側
からの制御信号を一次側の発振周波数調整回路104に
伝達させるためにフォトカプラ(フォトダイオード10
9及びフォトトランジスタ106)が必要となり、製品
のコストアップや実装面積の増大を招くという問題点が
あった。
【0008】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであって、回路構成を簡素化しつつ従来と同様の消
費電力の節減を図ることのできる電源装置を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に係る電源装置は、入力電圧を変圧する変圧手段
と、該変圧手段を駆動する駆動手段と、前記変圧手段に
より変圧された出力電圧を検出する電圧検出手段とを備
えた電源装置において、機器本体の動作待機時に該機器
本体から出力されるパルス信号を入力するパルス信号入
力手段と、該パルス信号入力手段により入力されたパル
ス信号に基づいて前記出力電圧を可変制御する電圧制御
手段を有していることを特徴としている。
【0010】尚、本発明のその他の特徴は下記の発明の
実施の形態の記載より明らかとなろう。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の発明の実施の形態
を図面に基づいて詳説する。
【0012】図1は本発明に係る電源装置の一実施の形
態を示す電気回路図である。
【0013】同図において、トランス1は、一次巻線2
と補助巻線3と二次巻線4とを有し、一次巻線2の一方
の端子と補助巻線3の一方の端子には直流入力電圧Vin
が印加可能に構成されている。
【0014】スイッチ素子5はMOS−FETからな
り、ドレイン端子が前記一次巻線2の他方の端子に接続
されると共に、ソース端子が前記補助巻線3の前記一方
の端子と接続され、さらにゲート端子は前記補助巻線3
の他方の端子に接続され、直流入力電圧Vinをスイッチ
ングする。
【0015】発振制御回路6は補助巻線2と並列接続さ
れると共に、起動回路7は一次巻線2の一方の端子と補
助巻線3の一方の端子との間に介装され、直流入力電圧
Vinが印加されるとスイッチ素子5のゲート端子に起動
信号を付与する。
【0016】整流平滑回路8は二次巻線4と並列に接続
され、二次巻線4により得られた電圧を整流平滑化す
る。電圧検出回路9は整流平滑回路8により整流平滑化
された出力電圧Voを検出し、切換回路10は制御信号
入力端子16に入力される制御信号に応じて出力電圧を
切り替える。
【0017】また、定電圧回路11は電圧検出回路9で
検出された出力電圧Voを取得し、光結合素子12を介
して発振制御回路6にフィードバックする。
【0018】そして、二次巻線4の出力端子はファクシ
ミリ装置本体やプリンタ本体等の機器本体20に内蔵さ
れた第1及び第2の直流−直流変換器(DC/DC変換
器)13、14が接続され、該第1及び第2のDC−D
C変換器13、14は二次巻線4により変圧された直流
出力電圧を所定の直流出力電圧に変換する。
【0019】そして、第2のDC−DC変換器14から
の出力電圧は機器本体20の起動回路に供給されると共
に、第1のDC−DC変換器13からの出力電圧は本体
CPU15に供給され、該本体CPU15からはパルス
信号が出力されて該パルス信号は切換回路10に供給さ
れる。
【0020】図2は上記電圧検出回路9及び切換回路1
0の詳細に示した電気回路図である。
【0021】すなわち、電圧検出回路9は、出力電圧V
oと接地間を分圧する抵抗体Rl、R2で構成され、抵抗
体R1と抵抗体R2との接続点13が定電圧回路8に接
続されている。また、切換回路10は、トランジスタQ
1、抵抗体R3、R4で構成されている。すなわち、ト
ランジスタQ1のコレクタ端子は抵抗体R3を介して前
記接続点13に接続され、また、ベース端子は抵抗体R
4を介して制御信号入力端子16に接続され、さらに、
エミッタ端子は接地されている。
【0022】このように構成された電源装置において
は、機器本体20の動作駆動時には、制御信号端子にア
クティブ・ハイ信号(例えば、5V)が印加され、トラ
ンジスタQ1は抵抗体R4を介して駆動電圧が与えられ
てオンする。トランジスタQ1のコレクタ端子とエミッ
タ端子との間は飽和状態となって抵抗体R2に抵抗体R
3が並列接続された状態となり、このときの出力電圧V
o′は数式(2)で表わされる。
【0023】
【数2】
【0024】ここでVrefは基準電圧であり、また、R
2′はR2とR3とが並列接続された場合の合成抵抗で
あり、数式(3)で表わされ、また合成抵抗R2′と抵
抗体R2との間には数式(4)が成立する。
【0025】
【数3】
【0026】一方、機器本体20の動作待機時には制御
信号入力端子16にパルス電圧V(例えば、5Vと0V
の矩形波)が印加されると、トランジスタQ1のベース
端子には駆動電圧は与えられず、トランジスタQ1はオ
フ状態となり、出力電圧Voは数式(5)で表わされ
る。
【0027】
【数4】
【0028】この時、光結合素子12は出力電圧Voで
定電圧制御を行い発光素子の電流は増幅すると共に、ス
イッチ素子5はスイッチング動作を停止するため、補助
巻線3はスイッチ素子5を駆動する駆動電圧が得られな
くなる。
【0029】したがって、出力電圧Voは、整流平滑回
路8のコンデンサに貯えられたエネルギE(=(1/
2)・C・Vo2(Cはコンデンサの静電容量))から
本体待機時電力の負荷が取られることとなって出力電圧
は低下していく。
【0030】出力電圧Voが低下すると、光結合素子1
2の受光素子の駆動電流が減少して該受光素子はオープ
ン状態となり、スイッチ素子5には、起動回路7からス
イッチ素子5を駆動するバイアス電流が与えられてスイ
ッチング動作を開始し、出力電圧Voは再び上昇を始め
る。
【0031】その間、本体CPU15からはパルス電圧
が供給され続けられるため、トランジスタQlも常にパ
ルス信号に同期したスイッチング動作を繰り返し、光結
合素子12の受光素子に駆動電流が流れるまで出力電圧
Voは上昇する。トランジスタQlがパルス信号の0V
で再度オフ状態になると出力電圧Voは再び待機時の出
力電圧Voまで低下させようとしてスイッチング動作を
停止する。
【0032】このように動作待機時には本体CPU15
からパルス信号が出力されている期間、スイッチ素子5
は間欠的に発振動作を繰り返す。
【0033】図3はパルス電圧Vが制御信号入力端子1
6に入力された場合の出力電圧Vo及びスイッチ素子5
のドレイン電流IDの変化状態を示した波形図である。
【0034】図3(a)は動作待機時に本体CPU15
から出力されるパルス電圧の波形であって、本体CPU
15からは例えば0Vと5Vの矩形波が出力される。そ
して、図3(b)、図3(c)に示すように、出力電圧
が高くなるとスイッチング動作が停止し、逆に低くなる
とスイッチング動作を開始する。
【0035】そして、スイッチ素子5のドレイン電流I
Dのピーク値は待機時の回路に必要な電力より十分大き
い電力に相当する電流値に達しており、したがってスイ
ッチング電源の効率が高い状態でスイッチング動作が行
われ、機器本体15の動作待機時における消費電力を小
さくすることができる。
【0036】尚、出力電圧Voには間欠発振の周波数と
同期するリプルが現れるが、待機中に駆動している本体
CPU15と二次巻線4との間に介装された第1のDC
/DC変換器13、又は本体CPU15と光結合素子1
2との間に介装された定電圧回路11により前記リプル
成分は除去される。
【0037】また、機器本体20には、本実施の形態の
ように、通常は第1及び第2のDC/DC変換器13、
14が内蔵され、待機時に駆動している本体CPU15
等は比較的低電圧のため、待機時にはこの電圧が確保で
きれば問題はない。
【0038】尚、出力電圧の上昇時間と下降時間は、起
動回路の定数と出力コンデンサの容量と、待機時の消費
電力に依存するためこれらの組み合わせを調整すること
により間欠発振の周波数が決まる。
【0039】
【発明の効果】以上詳述したうように本発明によれば、
機器本体からパルス信号を入力することにより機器本体
の駆動待機時にはスイッチ素子を間欠動作させることが
でき、これにより簡単な回路構成でもってスイッチ素子
の損失を低減させることができる。すなわち、従来と同
様の低損失電力化を簡単な回路構成でもって安価に実現
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のに係る電源装置の一実施の形態を示す
電気回路図である。
【図2】上記電源装置の要部詳細回路図である。
【図3】パルス電圧Vに対する出力電圧Vo及びスイッ
チ素子5のドレイン電流IDの変化状態を示した波形図
である。
【図4】従来の電源装置を示す電気回路図である。
【符号の説明】
1 トランス(変圧手段) 5 MOS−FET(駆動手段) 9 電圧検出回路(電圧検出手段) 10 切換回路(電圧制御手段) 16 制御信号入力端子(パルス信号入力手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力電圧を変圧する変圧手段と、該変圧
    手段を駆動する駆動手段と、前記変圧手段により変圧さ
    れた出力電圧を検出する電圧検出手段とを備えた電源装
    置において、 機器本体の動作待機時に該機器本体から出力されるパル
    ス信号を入力するパルス信号入力手段と、該パルス信号
    入力手段により入力されたパルス信号に基づいて前記出
    力電圧を可変制御する電圧制御手段を有していることを
    特徴とする電源装置。
  2. 【請求項2】 前記電圧検出手段は、直列接続された第
    1及び第2の抵抗体を有すると共に該第1及び第2の抵
    抗体を介して接地され、 前記電圧制御手段は前記制御信号の入力状態に応じてオ
    ン・オフするスイッチング素子を有し、 さらに、前記スイッチング素子の一方の出力端子は、第
    3の抵抗体を介して前記第1の抵抗体と前記第2の抵抗
    体との間の接続点と接続されると共に、他方の出力端子
    は接地されていることを特徴とする請求項1記載の電源
    装置。
  3. 【請求項3】 前記駆動手段は、MOS−FETからな
    ることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電源装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100884404B1 (ko) 2007-02-27 2009-02-17 삼성전자주식회사 전원공급장치
JP5844432B1 (ja) * 2014-07-15 2016-01-20 堅田電機株式会社 電源回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100884404B1 (ko) 2007-02-27 2009-02-17 삼성전자주식회사 전원공급장치
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