JP2010093900A - Power supply control device, and electronic apparatus with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、商用交流電源用の電源装置を過電圧から保護する電源制御装置及びこれを備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a power supply control device that protects a power supply device for a commercial AC power supply from overvoltage, and an electronic apparatus including the power supply control device.
従来、電子機器(例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写機、複合機その他の画像形成装置や、PC(Personal Computer)その他の情報処理装置など)は、商用交流(以下、ACという。)電源ラインから入力された電力を所定電圧に変換した後に機器内の複数のAC負荷に並列に供給する電源装置を備えている。そして、この種の電源装置においては、雷サージや電源ラインノイズなどに起因する過電圧から電子機器を保護(電子部品等の故障や異常動作を防止)するための過電圧保護手段を備えたものが普及している。 2. Description of the Related Art Conventionally, electronic devices (for example, printers, facsimiles, copiers, multifunction peripherals and other image forming apparatuses, PCs (Personal Computers) and other information processing apparatuses) are input from a commercial alternating current (hereinafter referred to as AC) power line. A power supply device that converts the generated power into a predetermined voltage and then supplies the power to a plurality of AC loads in the device in parallel. And in this kind of power supply devices, those equipped with overvoltage protection means to protect electronic devices from overvoltage caused by lightning surge or power line noise (preventing failure and abnormal operation of electronic parts etc.) are widespread is doing.
例えば、商用AC電源ラインから入力し、複数の負荷に並列に電力を供給する電源装置において、サージエネルギ<ジュール積分値なる特性を有するヒューズ(過電流遮断手段)を金属酸化バリスタ(過電圧保護手段)に直列に接続し、これらを電流分流ノードまたはその上流のライン間に配設した電源装置が知られている(特許文献1参照)。この電源装置では、ヒューズは雷サージなどの瞬時の電流によるエネルギでは溶断しないが、バリスタON時のON電流により余裕を持って遮断するようになっている。そして、例えば、100V仕様の電源装置の生産時(検査工程等)において、誤って200V系の電力が入力された場合などでも、確実に電流の遮断に至るように構成されている。
しかしながら、上記従来技術では、金属酸化バリスタに対して所定のヒューズを直列に接続した構成が必要となり、また、100V仕様の電源装置に200V系の電力が入力される等の異電圧投入が行われた場合には、ヒューズが溶断されてバリスタは保護されるものの、その後に電源装置(電子機器)を正常動作させるための修復作業が必要となるという問題があった。 However, the above-described prior art requires a configuration in which a predetermined fuse is connected in series to the metal oxide varistor, and a different voltage is input, such as 200V-type power being input to a 100V specification power supply device. In such a case, although the fuse is blown and the varistor is protected, there is a problem that after that, a repair work is required to operate the power supply device (electronic device) normally.
本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであり、装置仕様と異なる高電圧の電力が供給された場合でも、電源装置に過電圧が印加されることを簡単かつ確実に防止することができる電源制御装置及びこれを備えた電子機器を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to easily and reliably prevent an overvoltage from being applied to a power supply device even when high-voltage power different from the device specifications is supplied. It is a main object of the present invention to provide a power control device that can be used and an electronic device including the power control device.
上記課題を解決するために、本発明の電源制御装置は、電源装置に対する電力線からの電力供給を制御する電源制御装置であって、前記電力線を介して他の装置との通信を行う電力線通信部と、前記電力線と前記電源装置との間に介在し、前記電力供給のオンオフを切り替えるスイッチ部とを備え、前記電力線通信部は、前記電力線の電圧を検出し、当該検出結果に基づき前記スイッチ部の動作を制御することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a power supply control device according to the present invention is a power supply control device that controls power supply from a power line to a power supply device, and communicates with another device via the power line. And a switch unit that is interposed between the power line and the power supply device and switches on / off of the power supply, the power line communication unit detects the voltage of the power line, and based on the detection result, the switch unit It is characterized by controlling the operation.
本発明によれば、電力線通信部により電力線の電圧を検出してスイッチ部の動作を制御することで、電源装置に対する不適切な電力供給を容易に遮断可能となる。従って、装置仕様と異なる高電圧の電力が供給された場合でも、電源装置に過電圧が印加されることを簡単かつ確実に防止することができるという優れた効果を奏する。 According to the present invention, inappropriate power supply to the power supply device can be easily cut off by detecting the voltage of the power line by the power line communication unit and controlling the operation of the switch unit. Therefore, even when high-voltage power different from the device specification is supplied, an excellent effect is obtained that it is possible to easily and reliably prevent an overvoltage from being applied to the power supply device.
上記課題を解決するためになされた第1の発明は、電源装置に対する電力線からの電力供給を制御する電源制御装置であって、前記電力線を介して他の装置との通信を行う電力線通信部と、前記電力線と前記電源装置との間に介在し、前記電力供給のオンオフを切り替えるスイッチ部とを備え、前記電力線通信部は、前記電力線の電圧を検出し、当該検出結果に基づき前記スイッチ部の動作を制御する構成とする。 A first invention made to solve the above problem is a power supply control device that controls power supply from a power line to a power supply device, and a power line communication unit that communicates with another device via the power line; A switch unit that is interposed between the power line and the power supply device and switches on / off of the power supply, and the power line communication unit detects a voltage of the power line, and based on the detection result, The operation is controlled.
これによると、電力線通信部により電力線の電圧を検出してスイッチ部の動作を制御することで、電源装置に対する不適切な電力供給を容易に遮断可能となる。従って、装置仕様と異なる高電圧の電力が供給された場合でも、電源装置に過電圧が印加されることを簡単かつ確実に防止することができる。 According to this, by detecting the voltage of the power line by the power line communication unit and controlling the operation of the switch unit, inappropriate power supply to the power supply device can be easily cut off. Therefore, even when high-voltage power different from the device specification is supplied, it is possible to easily and reliably prevent an overvoltage from being applied to the power supply device.
また、第2の発明は、前記電力線通信部は、所定の基準電圧と異なる異電圧を検出した場合、前記スイッチ部をオフ状態とする構成とすることができる。 The power line communication unit may be configured to turn off the switch unit when detecting a different voltage different from a predetermined reference voltage.
これによると、装置仕様と異なる電圧の電力が供給された場合に、電源装置に過電圧が印加されることを簡単かつ確実に防止することができる。 According to this, when power having a voltage different from the device specification is supplied, it is possible to easily and reliably prevent an overvoltage from being applied to the power supply device.
また、第3の発明は、前記電力線通信部が所定の基準電圧と異なる電圧を検出した場合、操作者に前記電力供給の異常を報知する異常報知部を更に備えた構成とすることができる。 The third invention may further include an abnormality notifying unit that notifies the operator of the abnormality in the power supply when the power line communication unit detects a voltage different from a predetermined reference voltage.
これによると、異常報知部による異常の報知(例えば、警告音や警告表示等)によって、電力供給の異常(過電圧の印加)を操作者に速やかに認識させることができる。 According to this, it is possible to promptly recognize an abnormality in power supply (application of overvoltage) by an abnormality notification (for example, warning sound or warning display) by the abnormality notification unit.
また、第4の発明は、前記電力線通信部は、前記電力線通信部が所定の基準電圧と異なる電圧を検出した場合、前記電力線を介して前記他の装置に対して前記電力供給の異常を通知する構成とすることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, when the power line communication unit detects a voltage different from a predetermined reference voltage, the power line communication unit notifies the other device of the abnormality in the power supply via the power line. It can be set as the structure to do.
これによると、操作者が装置と離れた場所にいる場合でも、電力線通信を利用して電力供給の異常を操作者に速やかに認識させることができる。 According to this, even when the operator is away from the apparatus, the operator can promptly recognize an abnormality in power supply using power line communication.
また、第5の発明は、前記電力線通信部は、前記電力線と前記電源装置との間に介在し、前記電力線からの電力を中継する構成とすることができる。 The power line communication unit may be interposed between the power line and the power supply device to relay power from the power line.
これによると、電力線からの電源装置に対する電力供給を電力通信部が中継する簡易な構成により、電源装置に過電圧が印加されることを防止することができる。 According to this, it is possible to prevent an overvoltage from being applied to the power supply device with a simple configuration in which the power communication unit relays power supply from the power line to the power supply device.
また、第6の発明は、上記第1乃至第5の発明のいずれかに係る電源制御装置を備えた電子機器である。 According to a sixth aspect of the invention, there is provided an electronic apparatus including the power supply control device according to any one of the first to fifth aspects of the invention.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係る電源制御装置を備えた画像形成装置の外観を示す斜視図であり、図2は図1の画像形成装置の要部を示す機能ブロック図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an image forming apparatus provided with a power supply control device according to the present invention, and FIG. 2 is a functional block diagram showing a main part of the image forming apparatus of FIG.
画像形成装置(電子機器)1は、装置の各種動作を統括的に制御する主制御部2と、画像データを記録紙に印字する処理を制御するプリンタ制御部3と、ADF(Automatic Document Feeder)4による記録紙の輸送処理や、原稿の画像をCCD(Charge Coupled Device)センサにより光学的に走査して画像データを生成する処理を制御するスキャナ制御部5と、図示しない電話網やインターネット等を介して所定の通信プロトコルに従ってファクシミリ通信を実行するFAX制御部6と、図示しない電力線ネットワークを介して所定の通信プロトコルに従って電力線通信を実行するPLC(Power Line Communication)部7とを備え、コピー機能、プリント機能、スキャナ機能、ファクシミリ通信機能および電力線通信機能等を有する複合機として構成されている。主制御部2は、読み取った画像の各種画像処理(画像データの圧縮・伸長、シェーディング補正、ガンマ補正等)を行う画像処理部8を有している。
An image forming apparatus (electronic device) 1 includes a
また、画像形成装置1は、各種操作キーおよび表示モニタが設けられた操作パネル12を制御するパネル制御部13と、図示しない紙センサその他の各種センサを制御するセンサ制御部14と、商用AC電源(例えば、電圧100V,240V)から供給される電力を所定電圧の電力に変換し、それを装置各部に対して供給する電源部(電源装置)15とを備えている。
The image forming apparatus 1 includes a
電源部15は、図示しない感光体の帯電装置等に高圧(例えば、+3kV)の電力を供給する高圧電源部21と、図示しないIH(Induction Heating)定着装置の定着コイル等に電力(例えば、+800V)を供給するIH電源部22と、上述の装置各部に低圧(例えば、+24V, +10.5V, +5.0V, +3.3V)の電力を供給する低圧電源部23とを有している。また、電源部15はPLC部7を介して商用AC電源に接続され、後述するように、PLC部7は電源部15への電力供給を制御する電源制御装置として機能する。
The
図示は省略するが、上記主制御部2、プリンタ制御部3、スキャナ制御部5、FAX制御部6、PLC部7、パネル制御部13、センサ制御部14等は、所定の制御プログラムに従って制御を実行するCPU、制御プログラムが格納されるROM、及びCPUの制御のためのワークエリアを提供するRAM等により構成される。
Although not shown, the
図3は図2中のPLC部7および電源部15周辺のより詳細な構成を示す構成図である。PLC部7は、電源コネクタ31に付設されたプラグ32をプラグ差込口33に差し込むことで、構内で電力線ネットワークを構成する電力線34と電気的に接続され、電力線34から電源部15に供給される電力を中継する。電源コネクタ31の下流側の配線にはメカニカルスイッチからなるメイン電源スイッチ(以下、SWと略す)35が設けられており、操作者は、メイン電源SW35の操作により画像形成装置に対する電力供給のオンオフを行うことが可能である。なお、電力線ネットワークには、画像形成装置の管理等を目的として、PLC通信手段を備えた情報処理装置(ここでは、PLCモデム36を備えたPC37)が接続される。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a more detailed configuration around the
また、PLC部7は、電力線34から供給される電力の電圧を検出する電圧検出部41と、PLCモデムとして機能するとともに、電源部15への電力供給を制御するPLC通信・電源制御部(電力線通信部)42とを有する。メインSW35の更に下流側の配線上には、ノーマルオープン型の電子スイッチからなるサブ電源スイッチ(スイッチ部)43が設けられており、PLC通信・電源制御部42は、電圧検出部41の検出結果に基づきサブ電源スイッチ43の動作を制御する。
The
電源部15において、IH電源部22および低圧電源部23にはPLC部7から供給される電力(例えば、AC100V)が供給される。図示は省略するが、IH電源部22は、励磁コイルに並列接続される共振コンデンサを有する共振回路、交流電力を直流電力に変換する整流回路、及びスイッチング素子を有するインバータ回路等からなる周知の回路から構成される。また、低圧電源部23は、図5に示す電圧検出部41と同様に、整流回路及びトランス等を備えた周知の回路から構成される。また、高圧電源部21は、トランス等を備えた周知の回路から構成され、低電源部から供給された直流電力(+24V)を昇圧して出力する。
In the
上記構成において、メイン電源SW35がオン状態となると、電力線34からPLC部7(電圧検出部41、PLC通信・電源制御部42)に電力が供給される。そこで、PLC通信・電源制御部42は、電圧検出部41で検出された電圧(例えば、AC100V)が画像形成装置の仕様電圧(基準電圧)と一致する場合には、サブ電源スイッチ43をオン状態として電源部15に電力を供給する。一方、PLC通信・電源制御部42は、電圧検出部41で検出された電圧(例えば、AC240V)が画像形成装置の仕様電圧(例えば、AC100V)と異なる場合には、サブ電源スイッチ43をオフ状態のままとして電源部15に電力を供給しない。このとき、PLC通信・電源制御部42は、ブザー(異常報知部)44によって、電力供給の異常を操作者に報知し、これと同時に、電力線ネットワークを介してPC37に電力供給の異常を通知することができる。
In the above configuration, when the main power supply SW35 is turned on, power is supplied from the
このように、電力線ネットワーク(電力線34)に接続されるPLC部7により供給電力の電圧を検出し、サブ電源スイッチ43の動作を制御することで、電源部15に対する不適切な電力供給を容易に遮断可能な構成としたため、装置仕様と異なる高電圧の電力が電力線34から供給された場合でも、電源部15に過電圧が印加されることを防止することができる。この場合、電力線通信を実行するPLC部7は、比較的広い電圧範囲(例えば、100V〜240V)で動作可能なように設計される。即ち、仮に電源部15を直接上記の電圧範囲で動作可能なように設計すると、当該電源部15における消費電流が大きい為、電源部15の回路が莫大となりコストも増大してしまう。しかし、PLC部7を直接上記の電圧範囲で動作可能なように設計しても、当該PLC部7における消費電流は小さい為に、PLC部7は簡単な回路で済んでしまう。また、電力線34における電圧(例えば、AC100V)が装置の仕様電圧(例えば、AC240V)よりも低い場合には、PLC通信・電源制御部42がサブ電源スイッチ43をオフ状態のままとすることで、電圧不足による画像形成装置の動作不良を防止できるという利点がある。
In this way, inappropriate power supply to the
図4は図3中のPLC通信・電源制御部42の詳細構成を示す構成図である。PLC通信・電源制御部42は、PLCモデムを構成する回路モジュール51を有している。回路モジュール51には、図示しない整流器、スイッチング素子、高周波トランス等から構成されるスイッチング電源52から必要な電圧(例えば、+1.2V, +3.3V, +12V)が供給される。
FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the PLC communication /
回路モジュール51には、PLCモデム動作を統括的に制御するメインIC61、データ送信時にデジタル信号を所定のレベルのアナログ信号に変換するとともに、データ受信時にアナログ信号を所定のレベルのデジタル信号に変換するAFE(Analog Front End )・IC62、送信信号及び受信信号の通過のオンオフを切り替えるドライバIC63、PLCのアナログ信号を電力線に重畳するカプラ64、バンドパスフィルタ65,66、イーサネット(登録商標)PHY・IC67、及びモジュラージャック(RJ45)68等が設けられている。
The
メインIC61は、CPU71と、MAC層(Media Access Control layer)を管理するPLC・MACブロック72と、PHY層(Physical layer)を管理するPLC・PHYブロック73とを有する。CPU71には、各種処理情報などが記憶されるメモリ74が接続されている。また、AFE・IC62は、DA変換器(DAC)81と、AD変換器(ADC)82と、可変増幅器83,84とを有する。また、カプラ64は、トランス85と、カップリング用コンデンサ86,87とを有する。
The
上記構成のPLC通信・電源制御部42において、モジュラージャック68から入力された送信データは、イーサネットPHY・IC67を介してメインIC61に送られ、ここで、デジタル信号処理を施すことによってデジタル信号が生成される。このデジタル信号は、AFE・IC62のDA変換器81によってアナログ信号に変換され、バンドパスフィルタ65、ドライバIC63、カプラ64を介して電源コネクタから電力線に出力される。一方、電源コネクタ31(電力線)からの受信信号は、カプラ64を経由してバンドパスフィルタ66に送られ、AFE・IC62のAD変換器82によってデジタル信号に変換され、そのデジタル信号は、メインIC61に送られ、デジタル信号処理を施すことによってデジタル受信データに変換される。
In the PLC communication /
また、PLC通信・電源制御部42においては、メインIC61は、図2に示すメイン電源スイッチ35がオン状態となると、電圧検出部41から検出信号(ここでは、電圧)を取得し、その検出信号から得た情報に基づき電力線からの供給電力の電圧が装置の仕様電圧と一致すると判断した場合、サブ電源スイッチ43に対して動作指示信号(オン命令)を送出する。
Further, in the PLC communication /
図5は図3中の電圧検出部41の詳細構成を示す構成図である。電圧検出部41は、4個のダイオードによってブリッジが組まれた整流回路91、供給電力のリップルを抑制するための1次側電解コンデンサ92、2次側電解コンデンサ93、および電圧を変換するトランス94および抵抗95,96等から構成される。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a detailed configuration of the
電源コネクタ31から供給される電力(商用AC)は、整流回路91において直流に変換された後、トランス94によって所定の電圧に変換される。ここで、PLC通信・電源制御部42に対して出力される電圧は、例えば、供給電力がAC100Vの場合には1.0Vとなり、供給電力がAC240Vの場合には2.4Vとなるように設定される。PLC通信・電源制御部42は、その出力電圧(1.0V, 2.4V等)を電力線34の電圧の検出結果として取得する。なお、出力電圧が所定の基準値を超えると、スイッチング制御IC97は、トランス94からの出力電圧を落とすようにスイッチ素子98のスイッチングパルスを制御し、これにより出力電圧を適正に保持する。
Electric power (commercial AC) supplied from the
図6は図3中のPLC部7が実施する供給電力の異常検出動作の流れを示すフロー図である。
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of an abnormality detection operation for the supplied power performed by the
まず、操作者によってメイン電源SW35がオン状態とされると(S101:Yes)、PLC通信・電源制御部42は、電圧検出部41から電圧の検出結果を取得し、電力線34からの供給電力の電圧が100Vであるか否かを判定する(S102)。供給電力の電圧が100Vである場合、続いてPLC通信・電源制御部42は、画像形成装置1の仕様電圧が100Vであるか否かを判定する(S103)。そこで、PLC通信・電源制御部42は、供給電力の電圧と仕様電圧が一致していると判断すると(Yes)、サブ電源スイッチ43をオン状態とし(S104)、これにより、電源部15に電力が供給されて画像形成装置1が起動する(S105)。なお、仕様電圧の情報は、例えば、メモリ74(図4参照)に予め記憶しておくことができる。
First, when the main power supply SW35 is turned on by the operator (S101: Yes), the PLC communication / power
一方、ステップS103において、PLC通信・電源制御部42は、仕様電圧が100Vでないと判定した場合、ブザー44によって操作者に電力供給の異常(供給電力の電圧と装置の仕様電圧が異なる旨)を報知し、これと同時に、電力線ネットワークを介してPC37に電力供給の異常を通知する(S106)。これにより、装置周辺または装置と離れた場所にいる操作者に対し、電力供給の異常を速やかに認識させることができる。この場合、電力線ネットワークを介した異常の通知は、MACアドレス(Media Access Control address)等の情報に基づき特定の情報処理装置(例えば、PC37のみ)に対して通知したり、ブロードキャスト送信により全ての装置に対して通知したりすることができる。
On the other hand, in step S103, when the PLC communication /
また、ステップS102において供給電力の電圧が100Vでない場合、PLC通信・電源制御部42は、更に供給電力の電圧が240Vであるか否かを判定する(S107)。供給電力の電圧が240Vの場合、続いてPLC通信・電源制御部42は、画像形成装置1の仕様電圧が240Vであるか否かを判定し(S108)、その後は上記ステップ104〜S106を実行する。
If the supply power voltage is not 100 V in step S102, the PLC communication /
また、ステップS107において供給電力の電圧が240Vでない場合、PLC通信・電源制御部42は、電源異常が発生していると判定し(S109)、ブザー44によって操作者に電力供給の異常(電源に何らかの異常が発生している旨)を報知し、これと同時に、電力線ネットワークを介してPC37に電力供給の異常を通知する(S110)。
If the supply power voltage is not 240 V in step S107, the PLC communication / power
なお、ここでは、供給電力の電源が100Vまたは240Vであることを前提とした処理手順を示したが、これに限らず、他の異なる電圧についてもステップS102〜106と同様の処理を追加することが可能である。 In addition, although the processing procedure on the assumption that the power supply of the supplied power is 100 V or 240 V is shown here, the same processing as in steps S102 to S106 is added to other different voltages as well. Is possible.
本発明の電源制御装置及びこれを備えた電子機器は、装置仕様と異なる高電圧の電力が供給された場合でも、電源装置に過電圧が印加されることを簡単かつ確実に防止することができ、商用交流電源用の電源装置を過電圧から保護する電源制御装置及びこれを備えた電子機器として有用である。 The power supply control device of the present invention and the electronic apparatus including the same can easily and reliably prevent an overvoltage from being applied to the power supply device even when high-voltage power different from the device specification is supplied. The present invention is useful as a power supply control device that protects a power supply device for commercial AC power supply from overvoltage and an electronic device equipped with the power supply control device.
1 画像形成装置(電子機器)
2 主制御部
7 PLC部(電源制御装置)
8 画像処理部
15 電源部(電源装置)
21 高圧電源部
22 IH電源部
23 低圧電源部
24 高圧電源部
31 電源コネクタ
32 プラグ
33 プラグ差込口
34 電力線
35 メイン電源SW
37 PC
41 電圧検出部
42 PLC通信・電源制御部(電力線通信部)
43 サブ電源スイッチ(スイッチ部)
44 ブザー(異常報知部)
51 回路モジュール
52 スイッチング電源
61 メインIC
62 AFE・IC
64 カプラ
91 整流回路
92,93 電解コンデンサ
94 トランス
1 Image forming device (electronic equipment)
2
8
21 High Voltage
37 PC
41
43 Sub power switch (switch part)
44 Buzzer (Abnormality notification unit)
51 Circuit Module 52
62 AFE ・ IC
64
Claims (6)
前記電力線を介して他の装置との通信を行う電力線通信部と、
前記電力線と前記電源装置との間に介在し、前記電力供給のオンオフを切り替えるスイッチ部と
を備え、
前記電力線通信部は、前記電力線の電圧を検出し、当該検出結果に基づき前記スイッチ部の動作を制御することを特徴とする電源制御装置。 A power supply control device for controlling power supply from a power line to a power supply device,
A power line communication unit that communicates with other devices via the power line;
A switch unit interposed between the power line and the power supply device, and for switching on and off the power supply,
The power line communication unit detects the voltage of the power line and controls the operation of the switch unit based on the detection result.
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JP2014128176A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ac/ac converter |
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