JP2008125184A

JP2008125184A - Ｄｃｄｃコンバータ

Info

Publication number: JP2008125184A
Application number: JP2006304072A
Authority: JP
Inventors: Akira Kuribayashi; 明栗林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2008-05-29

Abstract

【課題】本発明は、ＤＣＤＣコンバータでの消費電力を、さらに削減することができるＤＣＤＣコンバータを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、三角波信号を生成する三角波信号生成手段と、ＤＣＤＣコンバータの入力電圧をスイッチングするスイッチング駆動手段と、上記入力電圧をスイッチングするスイッチング駆動手段とを有する。また、本発明は、予め定めた電圧よりも、上記入力電圧が低下したときに、上記三角波信号生成手段の動作を停止させ、上記スイッチング駆動手段をオン状態にすることによって、上記入力電圧をそのまま出力させる制御手段を有する。
【選択図】図２

Description

所定の電子回路に所定の電力を供給する電源回路において、直流電圧を他の直流電圧に変換し、上記電子回路に電力を供給するＤＣＤＣコンバータに関する。

従来の電子機器、たとえば、記録ヘッドを駆動して記録用紙に印字する記録装置は、内部の制御回路ごとに、異なる電圧を必要とする。たとえば、記録ヘッド駆動回路、記録ヘッドを搭載したキャリッジ及び記録用紙を駆動するモータを動作させるモータ制御回路、記録装置全体を制御する制御回路には、互いに異なる電圧を必要とする。

記録装置の電源部は、商用ＡＣ電源から、記録装置で必要な電圧を発生する。たとえばモータ駆動回路に必要な１つの電圧を出力し、この出力した電圧を、記録装置内部の降圧型ＤＣＤＣコンバータが、モータ駆動回路用電圧よりも低い記録ヘッド駆動用電圧、制御回路用電圧を生成し、この生成された電圧を、各部に供給している。なお、降圧型ＤＣＤＣコンバータは、既に知られている（たとえば、特許文献１参照）
近年、電子機器の消費電力の低減が強く要求され、記録装置では、待機時は、モータ駆動、記録ヘッド駆動を行わず、印字動作の指令を検出する制御回路のみを動作すれば足りる。したがって、待機時の消費電力を低減する場合、電源部から入力された電圧を、制御回路用ＤＣＤＣコンバータの動作に必要な電圧まで低下させ、電源部での消費電力を低減させ、記録装置全体での消費電力を低減する方法が用いられている。
特開２００２−０２７７３９号公報

しかし、従来の低消費電力方法では、制御回路用ＤＣＤＣコンバータが動作しているので、ＤＣＤＣコンバータで電力を消費する。また、電源部は、ＤＣＤＣコンバータを動作させるので、ＤＣＤＣコンバータの出力電圧よりも高い電圧を、電源部が出力しなければなない。したがって、さらなる消費電力の低減が困難であるという問題がある。

本発明は、ＤＣＤＣコンバータでの消費電力を、さらに削減することができるＤＣＤＣコンバータを提供することを目的とする。

本発明は、入力電圧よりも低い電圧を出力するＤＣＤＣコンバータにおいて、基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、三角波信号を生成する三角波信号生成手段とを有する。また、本発明は、上記基準電圧生成手段が生成した基準電圧と、上記ＤＣＤＣコンバータの出力電圧に対応する電圧であるフィードバック電圧とを比較する誤差増幅手段を有する。さらに、本発明は、上記三角波信号生成手段が生成した三角波信号と、上記誤差増幅手段の出力信号とに基づいて、“Ｈ”期間と“Ｌ”期間とのデューティ比を変化させるＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と有する。そして、本発明は、上記ＰＷＭ信号生成手段が生成したＰＷＭ信号に基づいて、上記入力電圧をスイッチングするスイッチング駆動手段と、上記入力電圧の電圧レベルを検出する入力電圧検出手段とを有する。また、本発明は、予め定めた電圧よりも、上記入力電圧が低下したときに、上記三角波信号生成手段の動作を停止させ、上記スイッチング駆動手段をオン状態にすることによって、上記入力電圧をそのまま出力させる制御手段を有する。

本発明は、出力信号と同じ電圧を入力したときに、入力電圧を直接出力し、かつ内部動作を停止させることができるので、ＤＣＤＣコンバータでの消費電力を削減することができるという効果を奏する。また、本発明は、ＤＣＤＣコンバータの電圧を供給する電源部の出力電圧をさらに低下させることができるので、このＤＣＤＣコンバータを使用する電子機器の消費電力も削減できるという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態は、次の実施例である。

図１は、本発明の実施例１であるＤＣＤＣコンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）Ｃ１の概略構成を示すブロック図である。

ＤＣＤＣコンバータＣ１は、電源部１２を介して、商用ＡＣ電源１１に接続されている。また、ＤＣＤＣコンバータＣ１は、制御回路２０と、チョークコイル４０と、ダイオード５０と、平滑コンデンサ６０と、出力電圧検出回路７０とを有する。

電源部１２は、商用ＡＣ電源１１の出力電圧から、記録装置のモータ駆動、記録ヘッド駆動に必要な電圧ＶＭ＝２４Ｖを生成し、記録装置に供給する。モータ駆動電圧ＶＭとから、制御回路２０が、記録装置の制御回路で必要な電圧ＶＬ＝３．３Ｖを生成する。出力電圧検出回路７０は、ＤＣＤＣコンバータＣ１の出力電圧を検出し、その電圧の分圧を、制御回路２０にフィードバックさせる。なお、記録装置を構成するその他の各部については、記載を省略する。

図２は、ＤＣＤＣコンバータＣ１に設けられている制御回路２０を示すブロック図である。

制御回路２０は、基準電圧源２１と、誤差増幅器２２と、三角波発振器２３と、ＰＷＭコンパレータ２４と、スイッチング回路２５と、入力電圧検出回路２６とを有する。また、制御回路２０は、予め定めた電圧よりも、入力電圧が低下したときに、三角波発振器の動作を停止させ、スイッチング回路をオン状態にすることによって、上記入力電圧をそのまま出力させる制御手段である。

基準電圧源２１は、基準電圧Ｖｒｅｆを入力電圧から生成する。スイッチング回路２５は、入力電圧をスイッチングし、Ｐｃｈ−ＦＥＴ２５１とＮｃｈ−ＦＥＴ２５２とを有する。誤差増幅器２２は、フィードバック電圧Ｖｆと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、その差分電圧を出力する。三角波発振器２３は、入力電圧のスイッチング制御に必要な三角波信号を生成する。ＰＷＭコンパレータ２４は、三角波信号と誤差増幅器の出力信号とから、スイッチング回路２５をスイッチングするＰＷＭ信号を生成する。入力電圧検出回路２６は、入力電圧の電圧レベルを検出する。

次に、ＤＣＤＣコンバータＣ１の動作について説明する。

通常印字動作時に、記録装置の電源部１２は、入力された商用ＡＣ電源１１からＶＭ＝２４Ｖを生成し、記録装置の記録ヘッド駆動回路とモータの駆動回路とに、上記生成された２４Ｖ電源を供給する。また、２４Ｖ電源は、制御回路２０に供給され、ＤＣＤＣコンバータＣ１を構成するチョークコイル４０、ダイオード５０、平滑コンデンサ６０によって、ＶＬ＝３．３Ｖを生成し、記録装置の制御部（図示せず）に供給する。これによって記録装置は通常動作する。

制御回路２０では、出力電圧検出回路７０から、フィードバック電圧Ｖｆを入力し、このフィードバック電圧Ｖｆと、基準電圧源２１が生成した基準電圧Ｖｒｅｆとを、誤差増幅器２２が比較する。この比較した結果の電圧である差分電圧を、ＰＷＭコンパレータ２４に出力する。ＰＷＭコンパレータ２４は、三角波発振器２３が生成した三角波信号と、誤差増幅器２２が出力した信号とによって、スイッチング回路２５をスイッチング駆動するＰＷＭ信号を生成する。

フィードバック電圧Ｖｆが基準電圧Ｖｒｅｆよりも高いと、ＶＬ電圧が、３．３Ｖよりも高いので、スイッチング回路２５のオン期間（ハイレベル期間）を短くするようなＰＷＭ信号を生成し、スイッチング回路２５を駆動する。つまり、ＰＷＭ信号について、ハイレベル期間を短くし、ロウレベル期間を長くすることで、ロウレベル期間の割合を大きくする。逆に、フィードバック電圧Ｖｆが基準電圧Ｖｒｅｆよりも低いと、ＶＬ電圧が、３．３Ｖよりも低いので、スイッチング回路２５のオフ期間（ロウレベル期間）を短くするようなＰＷＭ信号を生成し、スイッチング回路２５を駆動する。以上、フィードバック電圧Ｖｆと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、この比較結果に応じて、ＰＷＭ信号の“Ｈ”（ハイレベル）期間と“Ｌ”（ロウレベル）期間とのデューティ比を変更する。

記録装置が待機状態になると、消費電力低減のために、電源部１２は、出力電圧ＶＭを、制御回路で必要な電圧３．３Ｖまで低下させる。記録装置の制御部が必要な電圧である３．３Ｖになったことを、ＶＭ電圧が検出すると、制御回路２０内の入力電圧検出回路２６は、三角波発振器２３とＰＷＭコンパレータ２４とに対して、入力電圧ＶＭが３．３Ｖになったことを通知する信号を出力する。この通知信号を受けて、三角波発振器２３は、発振動作を停止させ、ＰＷＭコンパレータ２４は、スイッチング回路２５に対して、Ｎｃｈ−ＦＥＴ２５２をオフする信号を出力し、Ｐｃｈ−ＦＥＴ２５１をオン状態にする。制御回路２０の出力Ｖｏｕｔは、ＶＭ＝３．３Ｖがそのまま出力され、記録装置の制御部に３．３Ｖを供給する。

待機状態が解除され、再び動作状態に戻ると、電源部１２は、出力電圧ＶＭを２４Ｖまで上昇させる。制御回路２０内の入力電圧検出回路２６は、ＶＭ電圧が３．３Ｖよりも高くなったことを検出すると、三角波発振器２３とＰＷＭコンパレータ２４とに対して、入力電圧ＶＭの上昇を通知する信号を出力する。この通知信号を受けて、三角波発振器２３は、発振動作を動作させ、ＰＷＭコンパレータ２４は、スイッチング回路２５がスイッチングするＰＷＭ信号を出力する。

本発明の実施例１であるＤＣＤＣコンバータＣ１の概略構成を示すブロック図である。ＤＣＤＣコンバータＣ１に設けられている制御回路２０を示すブロック図である。

符号の説明

Ｃ１…ＤＣＤＣコンバータ、
２０…制御回路、
２１…基準電圧源、
２２…誤差増幅器、
２３…三角波発振器、
２４…ＰＷＭコンパレータ、
２５…スイッチング回路、
２６…入力電圧検出回路。

Claims

入力電圧よりも低い電圧を出力するＤＣＤＣコンバータにおいて、
基準電圧を生成する基準電圧生成手段と；
三角波信号を生成する三角波信号生成手段と；
上記基準電圧生成手段が生成した基準電圧と、上記ＤＣＤＣコンバータの出力電圧に対応する電圧であるフィードバック電圧とを比較する誤差増幅手段と；
上記三角波信号生成手段が生成した三角波信号と、上記誤差増幅手段の出力信号とに基づいて、“Ｈ”期間と“Ｌ”期間とのデューティ比を変化させるＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と；
上記ＰＷＭ信号生成手段が生成したＰＷＭ信号に基づいて、上記入力電圧をスイッチングするスイッチング駆動手段と；
上記入力電圧の電圧レベルを検出する入力電圧検出手段と；
予め定めた電圧よりも、上記入力電圧が低下したときに、上記三角波信号生成手段の動作を停止させ、上記スイッチング駆動手段をオン状態にすることによって、上記入力電圧をそのまま出力させる制御手段と；
を有することを特徴とするＤＣＤＣコンバータ。
入力電圧よりも低い電圧を出力するＤＣＤＣコンバータの制御方法において、
基準電圧を生成する基準電圧生成工程と；
三角波信号を生成する三角波信号生成工程と；
上記基準電圧生成工程で生成された基準電圧と、上記ＤＣＤＣコンバータの出力電圧に対応する電圧であるフィードバック電圧とを比較する誤差増幅工程と；
上記三角波信号生成工程で生成された三角波信号と、上記誤差増幅工程で出力された信号とに基づいて、“Ｈ”期間と“Ｌ”期間とのデューティ比を変化させるＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成工程と；
上記ＰＷＭ信号生成工程で生成されたＰＷＭ信号に基づいて、上記入力電圧をスイッチングするスイッチング駆動工程と；
上記入力電圧の電圧レベルを検出する入力電圧検出工程と；
予め定めた電圧よりも、上記入力電圧が低下したときに、上記三角波信号生成工程での動作を停止させることによって、上記入力電圧をそのまま出力させる制御工程と；
を有することを特徴とするＤＣＤＣコンバータの制御方法。