JP2004187475A - Control system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の直流出力を生成する多出力電源装置を備えた制御システムに関し、特に起動時から定常状態へ移行する際のダミー負荷の接続に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の多出力電源装置を図10に示した自励型フライバックコンバータ(RCC:リンギングチョークコンバータ)を基本回路として説明する。絶縁トランス1は入力側の1次巻線Npと出力側の2次巻線Ns1,Ns2および1次側の補助巻線Nbで構成されている。補助巻線Nbはスイッチング素子であるMOS−FET2のゲート電圧制御トランジスタ3の駆動用巻線である。入力電圧EはAC入力電圧をブリッジダイオードで整流し、AL電解コンデンサで平滑された直流電圧である。入力電圧Eは1次巻線Npの一端と前記MOS−FET2のソース端子の間に印加され、入力電圧の(+)側は1次巻線Npの巻きはじめ、入力電圧の(−)側はMOS−FET2のソース端子に接続されている。また、補助巻き線Nbは1次巻き線Npと同極に、2次巻線Nsは異極に接続されている。
【0003】
入力電圧EとMOS−FET2のゲート間には起動抵抗4,5が接続されている。また、MOS−FET2のゲートと補助巻線Nbの巻きはじめとの間にはコンデンサ6とゲート抵抗7,8が接続されている。ゲート抵抗8の両端には補助巻線Nb側をカソードの向きにしたダイオード9が接続されており、MOS−FET2のターンオン,ターンオフのスピードを調整することで高効率化を実現している。トランジスタ3のベースと入力電圧の(−)側との間にコンデンサ10が接続されている。補助巻線Nbとトランジスタ3のベースとの間には抵抗11が接続され、コンデンサ10との間で時定数回路を構成している。フォトカプラ12のコレクタとMOS−FET2のゲートとの間には抵抗13が接続され、フォトカプラ12に流れる電流を制限している。フォトカプラ12のエミッタはトランジスタ3のベースに接続されている。
【0004】
絶縁トランス1の2次巻線Ns1,Ns2の巻き終わりには整流用のダイオード14,15のアノード側が接続されている。ダイオード14,15のカソード側と2次巻線Ns1,Ns2の巻きはじめとの間には電解コンデンサ16,17が接続され、平滑を行っている。出力電圧24Vは抵抗18,19によって分圧され、分圧された電圧はシャントレギュレータ20のref端子に接続され、内部の基準電圧と比較することでフォトカプラ12のダイオードに流れる電流を制御している。コンデンサ16の出力側には3端子レギュレータ21が接続され、たとえば5V等の出力電圧を生成している。コンデンサ22は3端子レギュレータ21の出力側に接続された電解コンデンサである。また、24V出力にはダミー負荷として抵抗23が接続されており、MOS−FET2の発振状態が間欠となり、絶縁トランス1から可聴域(20kHz以下)の発振音が発生するのを防止するとともに、間欠発振になることで起動が繰り返されるため、MOS−FET2にストレスがかかり、また、出力電圧のリップル成分が増加するのを防止している。
【0005】
通常、抵抗23は数W程度の電力を消費している。従来例では制御系回路用の5V出力と駆動系回路用の24V出力2つをもつ、多出力電源を例に説明している。
【0006】
MOS−FET2は起動抵抗4、5によりゲートにバイアスが印加され導通状態となる。MOS−FET2が導通状態になると1次巻線Npに入力電圧Eが印加され、補助巻線Nbに巻きはじめ側を(+)とする電圧が誘起される。このとき2次巻線Ns1,Ns2にも電圧が誘起されるが、整流ダイオード14,15のアノード側を(−)とする電圧であるため2次側には電圧は伝達されない。従って1次巻線Npを流れる電流は絶縁トランス1の励磁電流だけで絶縁トランス1には励磁電流の2乗に比例したエネルギーが蓄積される。この励磁電流は時間に比例して増大する。補助巻線Nbに誘起された電圧によりコンデンサ6、抵抗7,8を介してMOS−FET2のゲートが充電され、さらに導通状態が継続される。時定数回路を構成している抵抗11,コンデンサ10には補助巻線Nbから電荷が充電され、コンデンサ10の両端の電圧がトランジスタ3のVbeより高くなるとトランジスタ3が導通状態となり、MOS−FET2のゲート電圧が低下することでMOS−FET2は非導通状態となる。このとき絶縁トランス1の各巻線には起動時と逆向きの電圧が発生し、2次巻線には整流ダイオード14,15のアノード側を(+)とする電圧が発生するため、絶縁トランス1に蓄積されたエネルギーが整流,平滑され、2次側に伝達される。絶縁トランス1に蓄えられているエネルギーが2次側にすべて伝達されるとMOS−FET2は再び導通状態となる。これはMOS−FET2のドレイン−ソース間の電圧に比例した電圧が補助巻線NBに発生しているが、MOS−FET2が非導通状態になった直後はゲートが(−)にバイアスされているが、2次側にエネルギーの伝達が終わると(−)のバイアスが徐徐に低下するため、Cカップリングしているコンデンサ6から再びMOS−FET2のゲートが(+)方向にバイアスされるためである。フォトカプラ12からの電流は出力電圧24Vが高いときに電流を多く流すので、それによってコンデンサ10に電流が供給され、充電時間が短くなる。これはMOS−FET2の導通時間が短くなることを示しており、これによって絶縁トランス1に蓄積されるエネルギーが減少することで出力電圧24Vが下がり、定電圧動作を行っている。出力電圧が低い場合は逆の動作である。
【0007】
図11はRCC方式における各部の波形を示している。VGはMOS−FET2のゲート電圧を、VDSはMOS−FET2のドレイン−ソース電圧を、IDはドレイン電流を、ISは2次側の整流ダイオード15に流れる電流を示している。まずMOS−FET2のオン期間について説明する。起動抵抗4,5によりゲートにバイアスが印加され、VGの電位が上昇することによってMOS−FET2は導通状態となり、IDは時間とともに正の傾きで直線的に増加し、絶縁トランス1にエネルギーが蓄積される。このときVDSはMOS−FET2が導通状態であるため、電位はほぼ零になっており、2次側の整流ダイオード14は逆バイアスされているため、ISは流れない。コンデンサ10が充電され、トランジスタ3が導通状態になるとMOS−FET2のゲート電圧VGは零になり、MOS−FET2は非導通状態となるため、IDは零になり、VDSは入力電圧Eと2次側の出力電圧の巻線比倍の電圧、およびサージ電圧を重畳したものとなる。このとき2次側の整流ダイオード14は導通状態となり、絶縁トランス1に蓄積されたエネルギーが2次側に伝達される。ISは負の傾きで直線的に減少する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では起動特性を安定させ、間欠発振することによる出力リップル電圧の増大、スイッチング素子等へのストレスおよびトランスからの変音を防止するために直流出力に設けたダミー抵抗(以下ダミー負荷ともいう)を常に負荷として利用しなければならず、ダミー抵抗が常に発熱していることによる周辺部品の温度上昇などの問題があった。また、レーザビームプリンタ等の印字動作中にもダミー抵抗による余分な電力消費が存在するため、入力電力の増大等の問題があった。
【0009】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、起動特性を安定させることができるとともに、起動後にダミー負荷による電力消費をなくすことのできる制御システム,画像形成装置,多出力電源装置におけるダミー負荷の制御方法を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、制御システムを次の(1),(2),(4)のとおりに構成し、画像形成装置を次の(3),(5)のとおりに構成し、多出力電源装置におけるダミー負荷の制御方法を次の(6)のとおりに構成する。
【0011】
(1)1次巻線および複数の2次巻線を有するトランスと、前記トランスの1次巻線と直流電源との間に接続され、スイッチングを行うスイッチング素子と、前記トランスの2次巻線に発生した交流電圧をそれぞれ整流及び平滑する整流平滑部と、前記整流平滑部に接続されるダミー負荷と、前記整流平滑部から出力される複数の直流出力のうち少なくとも1つ以上の直流出力に応じて前記スイッチング素子を制御する制御部とを備えた多出力電源装置と、
前記多出力電源装置の複数の直流出力のうち少なくとも1つ以上の直流出力により電力を供給されるマイクロコントローラと、
前記多出力電源装置から直流出力が供給され、前記マイクロコントローラにより制御されるモータ機器と、
で構成された制御システムにおいて、
前記多出力電源装置の起動時に前記ダミー負荷を前記整流平滑部に接続し、起動後前記多出力電源装置の負荷が増えたときに、前記マイクロコントローラにより前記ダミー負荷を前記整流平滑部から切り離すことを特徴とする制御システム。
【0012】
(2)前記(1)に記載の制御システムにおいて、
前記多出力電源装置が起動した後、前記マイクロコントローラにより前記モータ機器の駆動電流を制御し、前記多出力電源装置の負荷を増やしダミー負荷代わりとすることを特徴とする制御システム。
【0013】
(3)前記(1)または(2)に記載の制御システムを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【0014】
(4)1次巻線および複数の2次巻線を有するトランスと、前記トランスの1次巻線と直流電源との間に接続され、スイッチングを行うスイッチング素子と、前記トランスの2次巻線に発生した交流電圧をそれぞれ整流及び平滑する整流平滑部と、前記整流平滑部に接続されるダミー負荷と、前記整流平滑部から出力される複数の直流出力のうち少なくとも1つ以上の直流出力に応じて前記スイッチング素子を制御する制御部とを有する多出力電源装置と、
前記多出力電源装置の複数の直流出力のうち少なくとも1つ以上の直流出力により電力を供給されるマイクロコントローラと、
前記マイクロコントローラに印加される直流出力を監視するリセット回路とで構成された制御システムにおいて、
前記多出力電源装置の起動時にダミー負荷を前記整流平滑部に接続し、起動後は前記リセット回路の出力により前記ダミー負荷を前記整流平滑部から切り離すことを特徴とする制御システム。
【0015】
(5)前記(4)に記載の制御システムを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【0016】
(6)1次巻線および複数の2次巻線を有するトランスと、前記トランスの1次巻線と直流電源との間に接続され、スイッチングを行うスイッチング素子と、前記トランスの2次巻線に発生した交流電圧をそれぞれ整流及び平滑する整流平滑部と、前記整流平滑部に接続されるダミー負荷と、前記整流平滑部から出力される複数の直流出力のうち少なくとも1つ以上の直流出力に応じて前記スイッチング素子を制御する制御部とを備えた多出力電源装置におけるダミー負荷の制御方法であって、
前記多出力電源装置の起動時に前記ダミー負荷を前記整流平滑部に接続するステップAと、
起動後前記多出力電源装置の負荷が増えたときに、前記ダミー負荷を前記整流平滑部から切り離すステップBと、
を備えたことを特徴とする多出力電源装置におけるダミー負荷の制御方法。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を画像形成装置の実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、装置,システムの形に限らず、実施例の説明に裏付けられて、方法の形で実施することができる。
【0018】
【実施例】
(実施例1)
実施例1ではマイクロコントローラ,モータ機器および多出力電源装置を用いた例として画像形成装置を取り上げ説明することにする。図2は実施例1である“画像形成装置”の構成を示す断面図であり、画像形成装置はレーザビームプリンタの場合を示してある。以下、構成および動作について説明する。
【0019】
画像形成装置であるレーザビームプリンタ本体24は、記録紙Pをセットする給紙カセット25を有し、給紙カセット25の記録紙Pの有無を検知する紙有無センサ26、給紙カセット25から記録紙Pを取り出す給紙ローラ27、給紙ローラ27の下流には記録紙Pがレジローラ28まで到達したことを検知するレジセンサ29、レジローラ28で整合された記録紙Pが画像書き出し位置まできたことを検知するTOPセンサ30が設けられている。プロセスカートリッジ31は電子写真方式に必要な感光ドラム32,一次帯電ローラ33,現像器34,クリーナ35を具備している。レーザスキャナ部36内のレーザユニット37からのレーザ光をポリゴンミラー38に照射し、結像レンズ39および折り返しミラー40を介して感光ドラム32上に照射されて潜像が形成され、潜像は現像器34によって感光ドラム32上に可視像化され、転写ローラ41により記録紙P上にトナー像が転写される。転写ローラ41の下流には記録紙P上に形成されたトナー像を熱定着する定着器42が設けられており、記録紙Pと共に回転するポリイミドフィルム43内に具備されたヒータ発熱体44と加圧ローラ45により記録紙P上のトナー像が記録紙P上に定着する。さらに定着器42の下流には紙の搬送状態を検知する排紙センサ46、記録紙Pを排紙する排紙ローラ47が設けられている。また、ファンモータ48はプリンタ本体24の機内の温度を下げる役割を果たしている。
【0020】
エンジンコントローラ49はプリンタの各種動作の制御を行う。モータ50は給紙ローラ27,感光ドラム32,定着器42,排紙ローラ47等の回転動作を司り、記録紙Pを搬送する動作を行っている。図示しないが、モータ50はエンジンコントローラ49上に搭載されたマイクロコントローラ70等から制御されている。モータ50としてはオープンループでの制御が可能であり、比較的安価であるステッピングモータを駆動源として使用することが多い。多出力電源装置51はたとえばエンジンコントローラ49で使用される5Vの直流電圧、モータ50で使用される24Vの直流出力等の複数の直流出力を生成し、供給する役割を果たしている。
【0021】
多出力電源装置51としては図1に示したようなRCC方式の電源装置を使用している。本実施例ではRCC方式に関して述べるが多出力電源装置51としては他励式のフライバック,フォワード方式等のその他の各種方式であってもよい。
【0022】
図3はエンジンコントローラ49上に搭載されたマイクロコントローラ70とステッピングモータ50との関係を示している。エンジンコントローラ49とモータ50との間にはモータドライバ52が存在し、CPUからのA相信号,B相信号,Vref信号により速度制御,定電流制御等を行っている。図4は今回例として取り上げる2相励磁方式におけるA相信号,B相信号の関係を示したもので、STEP1の時はA相とB相が励磁されていることを示している。STEP1からSTEP4を介して再びSTEP1までA相,B相(STEP1)→A相,/B相(STEP2)→/A相,/B相(STEP3)→/A相,B相(STEP4)→A相,B相(STEP1)と順次励磁することにより、ステッピングモータは回転運動をすることになる。
【0023】
図5はステッピングモータ用のモータドライバ52内の簡略化したブロック図を示したものである。巻線53,54はステッピングモータ内のそれぞれA相巻線,B相巻線を示しており、55から62はバイポーラ方式の駆動を実現するためのMOS−FETを示している。図5内の矢印の向きに示した方向に、A相巻線,B相巻線はMOS−FET55〜62により励磁される。抵抗63,64はA相巻線,B相巻線に流れる電流を検出するための検出抵抗を示しており、Vsenseは検出抵抗63,64の両端に発生する電圧値を示している。図内65はダイオードとコンデンサおよびスイッチで構成された昇圧回路を示しており、ハイサイド用のMOS−FET55,57,59,61を駆動するために24Vの直流電圧よりも高い電圧(たとえば28V等)を生成している。図内66〜73は図4に示したようにA相巻線,B相巻線を順次励磁するための論理回路を示しており、それぞれの出力がMOS−FET55〜62のゲートに接続されている。また、論理回路66〜73には出力の可否を制御するイネーブル端子を持っており、コンパレータ74,75の出力がHiのときは動作せず、Lowのときに動作する。
【0024】
コンパレータ74,75の反転入力端子にはCPUからのVref1信号が入力されており、非反転入力端子には検出抵抗63,64の両端の電圧であるVsenseが入力されている。すなわちVref1よりもVsenseが小さいときは論理回路は動作し、Vref1よりもVsenseが大きいときは論理回路は動作しない。すなわちMOS−FET55〜62は動作しないことになる。
【0025】
図6は2相励磁しているときのA相巻線,B相巻線それぞれに流れる電流波形を示している。図6は画像形成装置がプリント動作しているときの波形を示しており、以下にその波形について説明する。マイクロコントローラ70からは画像形成装置本体24の設定速度に従ったパルスレートでパルス信号がそれぞれA相,B相に出力される。その波形は図6のようになり、図4に示した順序で励磁する。A相巻線,B相巻線に流れる電流はMOS−FETがオンしてから徐々に電流値が増加し、検出抵抗の両端の電圧であるVsenseがCPUからの信号であるVref1に等しくなると、MOS−FETをオフさせる。その後VsenseがVref1よりも小さくなるため、再びMOS−FETがオンする。このような動作を各相の励磁期間で繰り返すことで定電流制御を実現している。
【0026】
本実施例では多出力電源装置51が起動した後、図7に示したようにマイクロコントローラ70によりVref電圧を下げて(Vref2)、ステッピングモータが回転動作をしない程度に励磁するとともに、マイクロコントローラ70によりダミー負荷を切り離すことを特徴とする。すなわち多出力電源装置51が起動した後、24V直流出力にモータドライバを負荷として消費させ、ダミー負荷として接続されていた抵抗を切り離すことを目的とする。
【0027】
図1は本実施例の要部である多出力電源装置51の回路構成を示したものであり、図10に示す従来例との違いはダミー抵抗23に直列にNPNトランジスタ76のコレクタを接続し、エミッタをGND端子に接続するとともに、ベースには24Vの直流出力を抵抗77,78を用いて分圧した電圧を入力する。また、NPNトランジスタ76のベースにはNPNトランジスタ79のコレクタを接続し、エミッタはGNDに接続する。NPNトランジスタ79のベースは抵抗80を介してマイクロコントローラ70の出力ポートに接続されている。また、ベースは抵抗81によりプルダウンされている。
【0028】
多出力電源装置51の起動時には抵抗77,78により分圧されたベース電圧がトランジスタ76のベースに印加されることでNPNトランジスタ76が導通状態となり、NPNトランジスタ79はベースに電圧が印加されないため導通状態とはならず、ダミー抵抗23が24V出力とGND間に挿入される。多出力電源装置51が起動した後は、マイクロコントローラ70によりモータドライバ52に負荷を消費させたあと、出力ポートをHiにすることでNPNトランジスタ79が導通状態となり、NPNトランジスタ76が非導通状態になることでダミー抵抗23を24Vの直流出力から切り離すことができる。
【0029】
本レーザビームプリンタのプリント時にはVrefを上げることでステッピングモータに規定の駆動電流を供給する。このときの駆動電流波形を示したのが図6である。
【0030】
以上説明したように、本実施例によれば、多出力電源装置の起動特性を安定させることができるとともに、起動後にダミー負荷による電力消費をなくすことが可能になるため、ダミー抵抗が常に発熱していることによる周辺部品の温度上昇を抑えることができる。
【0031】
また、ステッピングモータおよびステッピングモータ駆動制御部は通常回転動作を鑑みて発熱に対する対策が十分にされているため、駆動電流が少ない状態の発熱はさほど大きくなく、何ら熱的な対策を行うことなく容易に実現できる。
【0032】
また、レーザビームプリンタ等の印字動作中のダミー抵抗による余分な電力消費をなくすことができる。
【0033】
なお、本実施例ではステッピングモータのパルスレートを変化させずに、Vrefを変化させることでダミー負荷である24V負荷を生成したが、パルスレートを変化させてもよいし、ステッピングモータをホールディングさせて負荷を生成してもよい。
【0034】
(実施例2)
実施例2である“画像形成装置”について説明する。本実施例のハードウェア構成は、多出力電源装置の構成を除いて、実施例1と同様なので、実施例1の説明を援用する。実施例1との違いはダミー負荷のオン/オフ制御をマイクロコントローラではなく、リセット回路で行うことである。
【0035】
図8は本実施例で用いる多出力電源装置の回路図であり、図示のようにマイクロコントローラ70(図1)の代わりにリセット回路90が接続されている。図示しないが、リセット回路90はマイクロコントローラ70に供給される電圧を監視しており、起動後わずかな電圧で動作を開始する。動作を開始してから入力電圧がある一定値に達するまではLo出力となっており、入力電圧が一定値に達すると決められた期間Lo状態を保持し、その後Hi出力、すなわちリセット解除へと移行する。
【0036】
図9はリセット信号の変化と起動時の直流出力の立ち上がり特性を示したものである。図示したようにリセット中はダミー抵抗23を24V出力とGND間に挿入し、リセット解除後はマイクロコントローラ70が動作を開始するために周辺回路で負荷消費が存在するため、ダミー抵抗23を24V出力から切り離している。マイクロコントローラ70のリセット期間中は抵抗77,78により分圧されたベース電圧がトランジスタ76のベースに印加されることでNPNトランジスタ76が導通状態となり、NPNトランジスタ79はリセット回路90の出力がLoであるため、ベースに電圧が印加されないため導通状態とはならず、ダミー抵抗23が24V出力とGND間に挿入される。リセット解除後は、リセット回路90の出力がHiになるため、NPNトランジスタ79が導通状態となり、NPNトランジスタ76が非導通状態になることでダミー抵抗23を24Vの直流出力から切り離すことができる。
【0037】
以上説明したように、本実施例によれば、マイクロコントローラ70のソフトウェアを介さずに、ハードウェアのみで実施例1と同様の効果を得ることができ、複雑なシーケンスをソフトウェアに組み込む必要がなくなるため、ROM容量を削減することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多出力電源装置の起動特性を安定させることができるとともに、起動後にダミー負荷による電力消費をなくすことが可能になるため、ダミー抵抗が常に発熱していることによる周辺部品の温度上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で用いる多出力電源装置の回路図
【図2】実施例1の構成を示す断面図
【図3】マイクロコンピュータとステッピングモータの関係を示す図
【図4】2相励磁方式におけるA相信号,B相信号の関係を示す図
【図5】モータドライバの構成を示すブロック図
【図6】ステッピングモータの通常動作時の波形を示す図
【図7】ステッピングモータをダミー負荷代りとしている時の波形を示す図
【図8】実施例2で用いる多出力電源装置の回路図
【図9】多出力電源装置の起動時の説明図
【図10】従来の多出力電源装置の回路図
【図11】図10の回路の各部の波形を示す図
【符号の説明】
23 ダミー抵抗
50 ステッピングモータ
51 多出力電源装置
52 ステッピングモータドライバ
70 マイクロコントローラ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control system including a multi-output power supply device that generates a plurality of DC outputs, and more particularly to connection of a dummy load at the time of transition from startup to a steady state.
[0002]
[Prior art]
A conventional multi-output power supply device will be described using a self-excited flyback converter (RCC: ringing choke converter) shown in FIG. 10 as a basic circuit. The
[0003]
Starting
[0004]
At the end of the winding of the secondary windings Ns1 and Ns2 of the insulating
[0005]
Usually, the
[0006]
The bias is applied to the gate of the MOS-
[0007]
FIG. 11 shows waveforms at various parts in the RCC system. VG indicates the gate voltage of the MOS-
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration, a dummy resistor (hereinafter referred to as a dummy) provided to the DC output in order to stabilize the start-up characteristics, increase output ripple voltage due to intermittent oscillation, prevent stress on switching elements and the like, and prevent noise from the transformer. (Referred to as a load) must always be used as a load, and there has been a problem such as a rise in the temperature of peripheral components due to the constant heating of the dummy resistor. In addition, during the printing operation of a laser beam printer or the like, there is a problem such as an increase in input power because extra power is consumed by the dummy resistor.
[0009]
The present invention has been made under such a situation, and has a control system, an image forming apparatus, and a multi-output power supply device capable of stabilizing start-up characteristics and eliminating power consumption by a dummy load after start-up. It is an object of the present invention to provide a dummy load control method in the above.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, the control system is configured as in the following (1), (2), and (4), and the image forming apparatus is configured as in the following (3) and (5). The control method of the dummy load in the multiple output power supply device is configured as in the following (6).
[0011]
(1) A transformer having a primary winding and a plurality of secondary windings, a switching element connected between the primary winding of the transformer and a DC power supply for performing switching, and a secondary winding of the transformer A rectifying and smoothing unit for rectifying and smoothing the AC voltage generated in each of the above, a dummy load connected to the rectifying and smoothing unit, and a DC output of at least one of a plurality of DC outputs output from the rectifying and smoothing unit. A multi-output power supply device comprising: a control unit that controls the switching element according to the
A microcontroller powered by at least one or more of the plurality of DC outputs of the multiple output power supply;
DC output is supplied from the multi-output power supply device, a motor device controlled by the microcontroller,
In the control system composed of
The dummy load is connected to the rectifying and smoothing unit at the time of starting the multi-output power supply device, and when the load of the multi-output power supply device increases after the starting, the dummy load is separated from the rectifying and smoothing unit by the microcontroller. A control system characterized by the following.
[0012]
(2) In the control system according to (1),
A control system, wherein after the multi-output power supply is started, a drive current of the motor device is controlled by the microcontroller to increase a load of the multi-output power supply and substitute for a dummy load.
[0013]
(3) An image forming apparatus comprising the control system according to (1) or (2).
[0014]
(4) a transformer having a primary winding and a plurality of secondary windings, a switching element connected between the primary winding of the transformer and a DC power supply for performing switching, and a secondary winding of the transformer A rectifying and smoothing unit for rectifying and smoothing the AC voltage generated in each of the above, a dummy load connected to the rectifying and smoothing unit, and a DC output of at least one of a plurality of DC outputs output from the rectifying and smoothing unit. A multi-output power supply device having a control unit that controls the switching element according to the
A microcontroller powered by at least one or more of the plurality of DC outputs of the multiple output power supply;
A reset circuit that monitors a DC output applied to the microcontroller,
A control system comprising: connecting a dummy load to the rectifying / smoothing unit when the multi-output power supply device is started; and disconnecting the dummy load from the rectifying / smoothing unit by an output of the reset circuit after starting.
[0015]
(5) An image forming apparatus comprising the control system according to (4).
[0016]
(6) a transformer having a primary winding and a plurality of secondary windings, a switching element connected between the primary winding of the transformer and a DC power supply for performing switching, and a secondary winding of the transformer A rectifying and smoothing unit for rectifying and smoothing the AC voltage generated in each of the above, a dummy load connected to the rectifying and smoothing unit, and a DC output of at least one of a plurality of DC outputs output from the rectifying and smoothing unit. A control unit for controlling the switching element according to the control method of the dummy load in the multi-output power supply device comprising:
Step A of connecting the dummy load to the rectifying and smoothing unit at the time of starting the multi-output power supply device;
When the load of the multi-output power supply increases after startup, a step B of disconnecting the dummy load from the rectifying and smoothing unit;
A method for controlling a dummy load in a multi-output power supply device, comprising:
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to examples of an image forming apparatus. The present invention is not limited to the form of the device and the system, but can be implemented in the form of a method, supported by the description of the embodiment.
[0018]
【Example】
(Example 1)
In the first embodiment, an image forming apparatus will be described as an example using a microcontroller, a motor device, and a multiple output power supply device. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an “image forming apparatus” according to the first embodiment, and illustrates a case where the image forming apparatus is a laser beam printer. Hereinafter, the configuration and operation will be described.
[0019]
A laser beam printer
[0020]
The
[0021]
As the multiple
[0022]
FIG. 3 shows the relationship between the
[0023]
FIG. 5 shows a simplified block diagram of the
[0024]
The Vref1 signal from the CPU is input to the inverting input terminals of the
[0025]
FIG. 6 shows current waveforms flowing through the A-phase winding and the B-phase winding when two-phase excitation is performed. FIG. 6 shows waveforms when the image forming apparatus is performing a printing operation. The waveforms will be described below. A pulse signal is output from the
[0026]
In the present embodiment, after the multi-output
[0027]
FIG. 1 shows a circuit configuration of a multi-output
[0028]
When the multi-output
[0029]
At the time of printing by this laser beam printer, a specified drive current is supplied to the stepping motor by increasing Vref. FIG. 6 shows the drive current waveform at this time.
[0030]
As described above, according to the present embodiment, the startup characteristics of the multi-output power supply device can be stabilized, and power consumption by the dummy load can be eliminated after startup, so that the dummy resistor always generates heat. The temperature rise of the peripheral parts due to this can be suppressed.
[0031]
In addition, since the stepping motor and the stepping motor drive control unit have sufficient measures against heat generation in view of the normal rotation operation, heat generation with a small drive current is not so large, and can be easily performed without taking any thermal measures. Can be realized.
[0032]
Further, it is possible to eliminate unnecessary power consumption due to a dummy resistor during a printing operation of a laser beam printer or the like.
[0033]
In the present embodiment, the Vref is changed without changing the pulse rate of the stepping motor to generate a 24V load which is a dummy load. However, the pulse rate may be changed, or the stepping motor may be held. A load may be generated.
[0034]
(Example 2)
Second Embodiment An “image forming apparatus” according to a second embodiment will be described. The hardware configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment except for the configuration of the multi-output power supply device, and thus the description of the first embodiment is cited. The difference from the first embodiment is that on / off control of the dummy load is performed by a reset circuit instead of a microcontroller.
[0035]
FIG. 8 is a circuit diagram of the multi-output power supply device used in the present embodiment. As shown, a
[0036]
FIG. 9 shows the change of the reset signal and the rise characteristics of the DC output at the time of startup. As shown in the figure, the
[0037]
As described above, according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained only by hardware without using the software of the
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the startup characteristics of the multi-output power supply device can be stabilized, and power consumption by the dummy load can be eliminated after startup, so that the dummy resistor always generates heat. Temperature rise of the peripheral parts due to the presence of the heat sink can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a multi-output power supply device used in
23
Claims (1)
前記多出力電源装置の複数の直流出力のうち少なくとも1つ以上の直流出力により電力を供給されるマイクロコントローラと、
前記多出力電源装置から直流出力を供給され、前記マイクロコントローラにより制御されるモータ機器と、
で構成された制御システムにおいて、
前記多出力電源装置の起動時に前記ダミー負荷を前記整流平滑部に接続し、起動後前記多出力電源装置の負荷が増えたときに、前記マイクロコントローラにより前記ダミー負荷を前記整流平滑部から切り離すことを特徴とする制御システム。A transformer having a primary winding and a plurality of secondary windings, a switching element connected between the primary winding of the transformer and a DC power supply for performing switching, and a switching element generated in the secondary winding of the transformer. A rectifying / smoothing unit for rectifying and smoothing the AC voltage, a dummy load connected to the rectifying / smoothing unit, and a DC output of at least one of a plurality of DC outputs output from the rectifying / smoothing unit. A multi-output power supply device comprising a control unit for controlling the switching element,
A microcontroller powered by at least one or more of the plurality of DC outputs of the multiple output power supply;
A motor device supplied with a DC output from the multiple output power supply device and controlled by the microcontroller,
In the control system composed of
The dummy load is connected to the rectifying and smoothing unit at the time of starting the multi-output power supply device, and when the load of the multi-output power supply device increases after the starting, the dummy load is separated from the rectifying and smoothing unit by the microcontroller. A control system characterized by the following.
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