JP2013156568A - Power supply and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される電源に関する。 The present invention relates to a power source installed in an image forming apparatus such as an electrocopier, a printer, or a facsimile.
装置に搭載される電源は、交流電源から電力(交流電圧)が供給されるライン間に設けられた容量素子(以降、Xコンデンサと称する)を有している場合が多い。このXコンデンサは、信号ライン間に発生するノイズ(ノーマルモードノイズともいう)を抑制又は低減するために設けられる。ユーザが電源に電力を供給するための電源ケーブルを引き抜いた際に、Xコンデンサには交流電源からの電圧による電荷が充電されている場合がある。ユーザが電源ケーブルを抜いた際に、コンセントの端子を触れてしまう可能性あるため、Xコンデンサに充電された電荷を放電するための放電抵抗(以降、Xコンデンサ放電抵抗)が必要になる。 In many cases, a power source mounted on the apparatus includes a capacitive element (hereinafter referred to as an X capacitor) provided between lines to which power (AC voltage) is supplied from an AC power source. The X capacitor is provided to suppress or reduce noise (also referred to as normal mode noise) generated between signal lines. When a user pulls out a power cable for supplying power to the power supply, the X capacitor may be charged with a voltage from an AC power supply. Since the user may touch the terminal of the outlet when the power cable is disconnected, a discharge resistor (hereinafter referred to as X capacitor discharge resistor) for discharging the charge charged in the X capacitor is required.
昨今、装置が動作していない状態(動作待機時)における消費電力を一層低減したいという要求がある。上記のXコンデンサを放電するためのXコンデンサ放電抵抗を設けた場合、装置が同際していない状態において、Xコンデンサ放電抵抗が電力を消費する。つまり、Xコンデンサ放電抵抗が動作待機時における消費電力の低減の妨げになる。電源回路の消費電力が増加してしまうため、電源ケーブルの抜け状態を検知し、Xコンデンサの放電を行う方法が用いられている。この課題に対して、電源の消費電力を低減しつつXコンデンサを放電する方法として、電源ケーブルが引き抜かれた状態を検知してXコンデンサの放電する構成が、特許文献1に開示されている。特許文献1に記載の方法では、装置が動作していない状態(動作待機時)には、Xコンデンサに放電電流が殆ど流れないため消費電力を低減できる。 Recently, there is a demand for further reducing the power consumption when the apparatus is not operating (during operation standby). When the X capacitor discharge resistor for discharging the X capacitor is provided, the X capacitor discharge resistor consumes power in a state where the device is not connected. That is, the X capacitor discharge resistor hinders reduction in power consumption during operation standby. Since the power consumption of the power supply circuit increases, a method of detecting the disconnection state of the power cable and discharging the X capacitor is used. As a method for discharging the X capacitor while reducing the power consumption of the power supply, Patent Document 1 discloses a configuration in which the state where the power cable is pulled out is detected and the X capacitor is discharged. In the method described in Patent Document 1, when the device is not operating (during operation standby), almost no discharge current flows through the X capacitor, so that power consumption can be reduced.
しかし、特許文献1に記載の方法では、電源の回路規模が大きくなるという課題があった。
本発明は、簡易な回路構成で、且つ、消費電力を低減することを目的とする。
However, the method described in Patent Document 1 has a problem that the circuit scale of the power supply becomes large.
An object of the present invention is to reduce power consumption with a simple circuit configuration.
上記目標を達成するための本発明の電源は、入力される交流電圧のゼロクロスを検知するゼロクロス検知部と、前記交流電圧を整流した後のラインとグランドとの間に接続された第一容量素子と、前記第一容量素子に充電された電荷を放電する第一放電抵抗と、前記第一放電抵抗に流れる電流を遮断する第一スイッチと、前記交流電圧が供給される2つのライン間に接続された第二容量素子と、前記交流電圧の入力が断たれたことを検知する入力電圧検知部と、を有し、前記第一スイッチを遮断状態にした第一の状態と、前記第一スイッチを通電状態にした第二の状態とを有し、前記入力電圧検知部により、前記交流電圧が断たれたことを検知した場合に、前記第一スイッチを通電状態にすることにより、前記第二容量素子の電荷を放電することを特徴とする。 The power supply of the present invention for achieving the above-described object includes a zero-cross detection unit that detects a zero-cross of an input AC voltage, and a first capacitance element connected between a line after rectifying the AC voltage and a ground A first discharge resistor for discharging the charge charged in the first capacitive element, a first switch for cutting off a current flowing through the first discharge resistor, and a connection between two lines to which the AC voltage is supplied A first state in which the first switch is in a cut-off state, and a first state in which the first switch is cut off. When the input voltage detection unit detects that the AC voltage has been cut off, the second switch is turned on to turn on the second switch. Discharging the charge of the capacitive element And wherein the door.
本発明によれば、簡易な回路構成で電源ケーブルが引き抜かれた際にXコンデンサを放電することができ、且つ、消費電力を低減することができる。 According to the present invention, when the power cable is pulled out with a simple circuit configuration, the X capacitor can be discharged, and the power consumption can be reduced.
以下、上述した課題を解決するための本発明の具体的な構成について、以下の実施例に基づいて説明する。なお、以下に示す実施例は一例であって、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, specific configurations of the present invention for solving the above-described problems will be described based on the following examples. In addition, the Example shown below is an example, Comprising: It is not the meaning which limits the technical scope of this invention only to them.
(本発明に適用される装置の一例)
図1は電子写真記録技術を用いた画像形成装置の断面図である。給紙カセット11に積載された記録媒体としての記録紙はピックアップローラ12によって1枚だけ給紙カセット11から送出され、給紙ローラ13によってレジストローラ14に向けて搬送される。さらに記録紙はレジストローラ14によって所定のタイミングでプロセスカートリッジ15へ搬送される。プロセスカートリッジ15は、帯電手段16、現像手段としての現像ローラ17、クリーニング手段であるクリーナ18、および電子写真感光体である感光体ドラム19で1体的に構成されており、公知である電子写真プロセスの一連の処理によって未定着トナー像が記録紙上に形成される。感光体ドラム19は帯電手段16によって表面を一様に帯電された後、像露光手段であるスキャナユニット21により画像信号に基づいた像露光が行なわれる。スキャナユニット21内のレーザダイオード22から出射されるレーザ光は、回転するポリゴンミラー23および反射ミラー24を経て主走査方向に、感光体ドラム19の回転により副走査方向に走査され、感光体ドラム19の表面上に2次元の潜像が形成される。感光体ドラム19の潜像は現像ローラ17によってトナー像として可視化され、トナー像は転写ローラ20によって、レジストローラ14から搬送されてきた記録紙上に転写される。続いて、トナー像が転写された記録紙は像加熱装置100に搬送されると記録紙は加熱加圧処理され、記録紙上の未定着トナー像が記録紙に定着される。記録紙はさらに中間排紙ローラ26、排紙ローラ27によって画像形成装置本体外に排出され、一連のプリント動作を終える。モータ30は、像加熱装置100を含む各ユニットに駆動力を与えている。
(Example of apparatus applied to the present invention)
FIG. 1 is a cross-sectional view of an image forming apparatus using an electrophotographic recording technique. Only one sheet of recording paper as a recording medium loaded on the
定着部100は、エンドレスベルトと、エンドレスベルトの内面に接触するセラミックヒータと、エンドレスベルトを介してセラミックヒータと定着ニップ部を形成する加圧ローラとを有する。この定着部への電力制御部として、商用電源である交流電源から入力される電力(交流電圧)を、スイッチ素子等を用いて位相制御する。交流電源から供給される交流波形の位相制御には、位相制御の基準となるタイミングとして、交流電源が0Vになるタイミング(以降はゼロクロスと称する)に基づき、位相制御を行い電力制御が実行する。200は画像形成装置で用いる電源回路である。商用電源等の外部電源部40から供給される交流電源は、電源ケーブル50を介して、電源回路200と接続されている。
The
本発明は、Xコンデンサを放電する回路を簡易な構成で実現するために、電源回路のYコンデンサ用の放電抵抗やゼロクロス検知のためのゼロクロス検知抵抗を兼用するように回路を構成したことを特徴とする。以下、実施例に基づき、本発明の特徴部を詳細に説明する。 The present invention is characterized in that, in order to realize a circuit for discharging an X capacitor with a simple configuration, the circuit is configured to also use a discharge resistance for a Y capacitor of a power supply circuit and a zero cross detection resistor for zero cross detection. And Hereinafter, based on an Example, the characteristic part of this invention is demonstrated in detail.
(実施例1)
図2(a)は本実施例の停電検知手段を備えた電源回路200を示している。なお図2(b)は本実施例の変形例であり後述する。外部電源部40は、大地の電位への接地点グランド(以下、GNDとする)及び、交流電源201で構成されている。交流電源201は、LIVEラインとNEUTRALライン間に交流電圧を出力している。本実施例では外部電源部40において、NEUTRALラインがGNDに接地されている例を用いて説明する。ただし、本実施例の効果は、LIVE側がGNDに接地されている場合でも有効である。また、画像形成装置のフレームグラウンド(以降はFGと称する)がGNDと接続されていない状態でも、後述するゼロクロスの検知精度を満足できる。本実施例では外部電源部40と電源回路200は、LIVE、NEUTRAL,GNDの3つのラインで接続されている。画像形成装置のFGは、GNDラインと接続されている。交流電源201から供給されている交流電圧はブリッジダイオードBD1で全波整流され、1次平滑コンデンサC2で平滑されている。C2で平滑された低い側の電位をDCL、高い側の電位をDCHとする。
Example 1
FIG. 2A shows a
ブリッジダイオードBD1及び、1次平滑コンデンサC2で全波整流された後段には、コンバータ1が接続されている。コンバータ1は絶縁型DC/DCコンバータであり、1次側のDC電圧から、2次側にDC電圧V1を出力している。 The converter 1 is connected to the subsequent stage after full-wave rectification by the bridge diode BD1 and the primary smoothing capacitor C2. The converter 1 is an insulated DC / DC converter, and outputs a DC voltage V1 from the primary side DC voltage to the secondary side.
ゼロクロス検知部202を説明する。交流電源201から供給される、NEUTRALラインの電位がLIVEラインの電位より高い場合、第二容量素子であるXコンデンサC1を放電する第二放電抵抗としてのXコンデンサ放電抵抗R2を介して、ゼロクロス検知部202に電流が流れる。Xコンデンサ放電抵抗R2から供給された電流が、ゼロクロス検知部202のトランジスタQ2のベース端子に流れると、トランジスタQ2はON状態となる。抵抗R5及びコンデンサC5はトランジスタQ2の動作タイミングの調整に用いている。トランジスタQ2がON状態になると、フォトカプラPC1の1次側ダイオードに印加される電圧が低下し、フォトカプラPC1の2次側トランジスタはOFF状態となる。フォトカプラPC1の2次側トランジスタがOFF状態になると、コンバータ1の出力V1によって、プルアップ抵抗R7を介して、Zerox信号の電圧が上昇し、CPU203はZerox信号のHigh状態を検知する。NEUTRALラインの電位がLIVEラインの電位より低い場合、Xコンデンサ放電抵抗R2には電流が流れないため、トランジスタQ2はOFF状態となる。トランジスタQ2がOFF状態になると、フォトカプラPC1の1次側ダイオードには、後述する補助巻き線電圧Vccからプルアップ抵抗R6を介して電流が流れるため、フォトカプラPC1の2次側トランジスタはON状態となる。フォトカプラPC1の2次側トランジスタがON状態になると、Zerox信号の電圧が低下し、CPU203はZerox信号のLow状態を検知する。ゼロクロス波形については図3で説明を行う。
The zero
上記の特許文献2に開示されるように、ゼロクロス検知部及び、交流電源の全波整流後の電位とFG間に第一容量素子(以降、Yコンデンサと称する)を有する電源回路において、ゼロクロスの正確な検知を行うにはYコンデンサを放電するための第一放電抵抗(以降、Yコンデンサ放電抵抗という)が必要であった。C3及びC4は端子雑音等のノイズ対策用に用いるYコンデンサである。YコンデンサC3が無い場合(YコンデンサC4のみを有する場合)にも、本実施例で説明するYコンデンサ放電抵抗の効果を得ることができる。同様に、YコンデンサC4が無い場合(YコンデンサC3のみを有する場合)にも、本実施例で説明するYコンデンサ放電抵抗の効果を得ることができる。R3及びR4は、YコンデンサC3及び、C4を放電するために用いる、Yコンデンサ放電抵抗である。D1及びD2は逆流防止用のダイオードである。Yコンデンサ放電抵抗の効果は図3で説明する。Q1はYコンデンサ放電抵抗に流れる電流を遮断するために用いる第一スイッチである高耐圧トランジスタである。本実施例ではQ1に高耐圧のバイポーラトランジスタを用いているが、FETなど他のスイッチ素子を用いても良い。抵抗R9はトランジスタQ1を駆動するためのプルアップ抵抗、抵抗R8はトランジスタQ1を保護するための抵抗である。
As disclosed in
ところで、Xコンデンサ放電抵抗R2も、YコンデンサC3及びC4に充電した電荷を放電する機能を有している。しかしながら、YコンデンサC3及びC4の容量に対して、抵抗値が十分に低くないため、図3で説明するようにCR遅延によるゼロクロス精度が低下してしまう。Yコンデンサ放電抵抗R3及びR4は、Xコンデンサの放電抵抗のうち、少なくともゼロクロス検知回路202に電流を供給するXコンデンサ放電抵抗R2よりも、抵抗値が低いことを特徴としている。本実施例の構成では、抵抗R2はゼロクロス検知抵抗と、Xコンデンサ放電抵抗の機能を兼用している。
・Xコンデンサ放電抵抗(ゼロクロス検知抵抗)R2の抵抗値>Yコンデンサ放電抵抗R3の抵抗値
・Xコンデンサ放電抵抗(ゼロクロス検知抵抗)R2の抵抗値>Yコンデンサ放電抵抗R4の抵抗値
CPU203は電源装置200及び、図1の画像形成装置を制御するために用いている。CPU203による制御の詳細は、図5のフローチャートで説明する。
Incidentally, the X capacitor discharge resistor R2 also has a function of discharging the charges charged in the Y capacitors C3 and C4. However, since the resistance value is not sufficiently low with respect to the capacitances of the Y capacitors C3 and C4, the zero-cross accuracy due to the CR delay is lowered as will be described with reference to FIG. The Y capacitor discharge resistors R3 and R4 are characterized in that the resistance value is lower than the X capacitor discharge resistor R2 that supplies current to at least the zero
-Resistance value of X capacitor discharge resistance (zero cross detection resistor) R2> Resistance value of Y capacitor discharge resistor R3-Resistance value of X capacitor discharge resistance (zero cross detection resistor) R2> Resistance value of Y capacitor discharge
次に、電源ケーブル50が引き抜かれた際に、XコンデンサC1を放電する方法について説明する。
XコンデンサC1の充電状態が正(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が高い)の場合、後述する電源ケーブル抜け検知部(交流電圧の入力が断たれたことを検知する入力電圧検知部)を用いて、電源ケーブルが抜けた状態を検知し、トランジスタQ1をON状態にすることで、Yコンデンサ放電抵抗R3、BD1を介して、XコンデンサC1の電荷を放電する。(以降、第一放電経路と称する)電源ケーブル抜け検知部は、充電用抵抗R11、充電用コンデンサC11、充電用コンデンサC11の放電部から構成されている。電源回路200は、充電用コンデンサC11の放電部として、抵抗R12、抵抗R13、トランジスタQ11を用いている。XコンデンサC1の充電状態が負(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が低い)の場合、抵抗R12を介してトランジスタQ11がON状態となり、充電用コンデンサC11の放電を行う。抵抗R13はトランジスタQ11の保護抵抗である。充電用コンデンサC11は交流電源201から交流電圧の半周期毎に、充電用抵抗R11によって充電される半周期(第1周期)と、充電用コンデンサC11の放電部(抵抗R12、抵抗R13、トランジスタQ11)によって放電される半周期(第2周期)を繰り返している。交流電源201から交流電圧が供給される場合には、充放電が繰り返されているため、充電用コンデンサC11の電圧は低い状態のまま保持される。電源ケーブル50が引き抜かれ、かつ、XコンデンサC1の充電状態が正(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が高い)の場合、XコンデンサC1から、充電用抵抗R11を介して、充電用コンデンサC11に充電電流が流れる。充電用コンデンサC11の電圧が上昇し、所定の閾値以上になった場合に、トランジスタQ1(第1のスイッチ手段)をON状態にする。このように、本実施例の電源回路200では、電源ケーブル抜け検知部を用いて、電源ケーブルが抜けた場合に、トランジスタQ1をON状態にすることで、Yコンデンサ放電抵抗R3をXコンデンサの放電経路として用いることを特徴としている。電源ケーブル50が引き抜かれた場合にのみ放電を行うため、交流電源201から交流電圧が供給されている状態において、第一放電経路における消費電力を抑えることができる。
Next, a method for discharging the X capacitor C1 when the
When the state of charge of the X capacitor C1 is positive (the potential on the LIVE side is higher than that of NEWTRAL), a power cable disconnection detection unit (an input voltage detection unit that detects that the input of the AC voltage has been cut), which will be described later, is used. Thus, the state in which the power cable is disconnected is detected, and the transistor Q1 is turned on to discharge the charge of the X capacitor C1 via the Y capacitor discharge resistors R3 and BD1. The power cable disconnection detection unit (hereinafter referred to as the first discharge path) includes a charging resistor R11, a charging capacitor C11, and a discharging unit of the charging capacitor C11. The
C1の充電状態が負(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が低い)の場合、Xコンデンサ放電抵抗R2、ブリッジダイオードBD1を介して、XコンデンサC1の電荷が放電される。(以降、第二放電経路と称する)第二放電経路のように、常にON状態の放電抵抗を用いる場合には、Xコンデンサの放電電流によって常に電力が消費される。電源回路200の、第一放電経路と、第二放電経路の合計した消費電力は、第一放電経路における消費電力をほぼ0に低減可能なため、第一放電経路と第二放電経路の両方に、常にON状態の放電抵抗を用いる場合に比べて、Xコンデンサの放電電流による消費電力を約半減できる。
When the charge state of C1 is negative (the potential on the LIVE side is lower than that of NEWTRAL), the charge of the X capacitor C1 is discharged via the X capacitor discharge resistor R2 and the bridge diode BD1. When a discharge resistor that is always on is used as in the second discharge path (hereinafter referred to as the second discharge path), power is always consumed by the discharge current of the X capacitor. Since the total power consumption of the first discharge path and the second discharge path of the
電源回路200のVccはコンバータ1の不図示の補助巻き線から供給される電圧である。補助巻き線電圧VccはフォトカプラPC2の1次側のトランジスタを介して供給されている。CPU203から出力されるStanby信号がHigh状態になると、Vccに電力が供給され、VccはHigh状態(補助巻き線電圧が出力された状態)になる。CPU203から出力されるStanby信号がLow状態になると、Vccには電力が供給されず、VccはLow状態(基準電位DCLと同電位の状態)になる。補助巻き線電圧Vccによって、ゼロクロス検知部202、トランジスタQ1(第1のスイッチ手段)を駆動させるための電力が供給されている。
Vcc of the
電源OFF時やスリープ時など、消費電力を抑えた省エネルギー状態(消費電力が低い状態であり第一の状態という)の回路動作について説明する。省エネ状態ではStanby信号がLow状態のため、補助巻き線電圧VccはLow状態となる。VccがLow状態のため、ゼロクロス検知部202の抵抗R6、フォトカプラPC1の1次側ダイオード、トランジスタQ2のコレクタ端子には電流が流れない状態となり、消費電力を抑えることができる。また、補助巻き線電圧VccがLow状態のため、高耐圧トランジスタQ1はOFF状態となる。そのため、LIVEのラインから抵抗R3を介して流れる電流及び、NEUTRALのラインから抵抗R4を介して流れる電流を遮断し消費電力を抑えることができる。この消費電力を抑えた状態では、フォトカプラPC1の2次側トランジスタが常にOFF状態となるため、Zerox信号は常にHigh状態(ゼロクロスを検知できない状態)となる。
The circuit operation in an energy saving state (power consumption is low and is referred to as a first state) in which power consumption is suppressed, such as when the power is turned off or during sleep, will be described. Since the Standby signal is in the low state in the energy saving state, the auxiliary winding voltage Vcc is in the low state. Since Vcc is in a low state, no current flows through the resistor R6 of the zero-
スタンバイ時や画像形成装置のプリント時など、交流電源201のゼロクロスを検知可能な状態(第二の状態)の回路動作について説明する。ゼロクロスを検知可能な状態ではStanby信号がHigh状態のため、補助巻き線電圧VccはHigh状態となる。補助巻き線電圧VccがHigh状態のため、前述したトランジスタQ1及び、ゼロクロス検知部202を駆動する電力が供給されている状態となる。抵抗R6、フォトカプラPC1の1次側ダイオード、トランジスタQ2のコレクタ端子には電流が流れる状態となり、ゼロクロス検知部202の消費電力は増大してしまう。補助巻き線電圧VccがHigh状態では、高耐圧トランジスタQ1はON状態となり、LIVEのラインから抵抗R3を介して流れる電流、及び、NEUTRALのラインから抵抗R4を介して流れる電流によって消費電力が増大する。ゼロクロスを検知可能な状態(第二の状態)では、電源回路200で消費される電力が大きくなる。
A circuit operation in a state (second state) in which zero crossing of the
図3は本実施形1のYコンデンサ放電抵抗R3及びR4の、ゼロクロス検知精度に与える影響を説明するためのシミュレーション図である。本シミュレーションでは、XコンデンサC1=0.56μF、YコンデンサC3=C4=2200pF、Xコンデンサ放電抵抗R2=1730kΩ、Yコンデンサ放電抵抗R3=R4=150kΩとしてシミュレーションを行った。 FIG. 3 is a simulation diagram for explaining the influence of the Y capacitor discharge resistors R3 and R4 of the first embodiment on the zero-cross detection accuracy. In this simulation, the simulation was performed with X capacitor C1 = 0.56 μF, Y capacitor C3 = C4 = 2200 pF, X capacitor discharge resistance R2 = 1730 kΩ, and Y capacitor discharge resistance R3 = R4 = 150 kΩ.
波形301は交流電源201の電圧波形(230Vrms、50Hz)を示している。波形上にゼロクロスZerox1、Zerox2、Zerox3、Zerox4を矢印で示している。
A
波形302はYコンデンサ放電抵抗を通電した状態(第二の状態)におけるゼロクロス波形を示している。波形302では、Zerox信号の立下りのタイミングが、交流電源201のゼロクロス、Zerox1及び、Zerox3と1致していることが分かる。また、Zerox4のタイミングは、CPU203の内部で検知することができる。具体的には、まずCPU203によって、Zerox1からZerox3までの期間(交流電源201の1周期)を算出(本例では20msec)する。Zerox信号の立下りタイミングである、Zerox3から、半周期後(本例では10msec)のタイミングを、Zerox4のタイミングとして、CPU203は予測している。このように、ゼロクロスの立下りタイミング、もしくは、立上りタイミングの1方が分かれば、立上りと立下りの両方のゼロクロスを検知、及び予測することができる。
A
波形303は、Yコンデンサ放電抵抗の効果を説明するために、Yコンデンサ放電抵抗を遮断した状態における、ゼロクロス波形を示している。波形303では、立上り及び、立下りのタイミングが、波形301の交流電源のゼロクロスと1致していないことが分かる。この誤差は、YコンデンサC3及びC4に充電された電荷が、放電されるまでにかかる時間によって生じている。波形303の状態では、Xコンデンサ放電抵抗R2と、YコンデンサC3及び、C4によるCR遅延によって、ゼロクロスの検知誤差が生じている。
A
波形302では、Yコンデンサ放電抵抗R3及びR4の抵抗値が低いため、上述したCR遅延を低減し、ゼロクロスの検知精度を改善することができる。波形303の状態におけるゼロクロスの誤差は、交流電源201の電圧や、電源部40におけるGNDへの接地状態によって異なる。そのため、波形303のZerox信号からは、ゼロクロスのタイミングを正確に検知することは難しい。
In the
波形303では、立上り、若しくは、立下りのタイミングや回数に基づき、波形301に示した交流電源201の周期(周波数)を検知することができる。
In the
図4は電源回路200のXコンデンサ放電動作を説明するためのシミュレーション図である。本シミュレーションでは、交流電源201の電圧を230Vrms(実効電圧値)、周波数50Hz、XコンデンサC1=0.56μF、Xコンデンサ放電抵抗R2=1730kΩ、Yコンデンサ放電抵抗R3=R4=150kΩとしてシミュレーションを行った。
FIG. 4 is a simulation diagram for explaining the X capacitor discharge operation of the
図4(a)は、XコンデンサC1の第一放電経路である、電源ケーブル抜け検知部による放電手段について説明する。波形411は交流電源201の電圧であり、XコンデンサC1の両端にかかる電圧を示している。本実施例では、ACOFF1(0.10secのタイミング)で、電源ケーブル50が引き抜かれた場合を想定している。波形412は第一放電経路に流れる電流波形である。波形413は第二放電経路に流れる電流波形である。波形414は電源ケーブル抜け検知部の充電用コンデンサC11に充電された電圧を示している。ACOFF1で電源ケーブル50が引き抜かれると、波形414に示すように、XコンデンサC1から、充電用抵抗R11を介して、充電用コンデンサC11に電流が流れ、充電用コンデンサC11の電圧が上昇する。
FIG. 4A illustrates a discharging means by the power cable disconnection detection unit, which is the first discharge path of the X capacitor C1. A waveform 411 is a voltage of the
充電用コンデンサC11の電圧が上昇して、ダイオードD11の順方向電圧よりも高くなり、ダイオードD11を介して、トランジスタQ1にベース電流が流れる。ダイオードD11による、閾電圧値を変更する場合には、ツェナーダイオード等を用いても良い。トランジスタQ1がON状態になると、第一放電経路である、Yコンデンサ放電抵抗R3に波形412に示した電流が流れ、XコンデンサC1の電荷を放電する。本シミュレーションでは、電源ケーブル50が引き抜かれてから1秒間で、XコンデンサC1の電圧が、約325Vから、約0Vに減少していることが分かる。本実施例では、XコンデンサC1の電圧が、電源ケーブル50を引き抜かれた1秒後に、少なくとも36%以下になるように設定を行っている。
The voltage of the charging capacitor C11 rises and becomes higher than the forward voltage of the diode D11, and the base current flows through the transistor Q1 via the diode D11. When the threshold voltage value by the diode D11 is changed, a Zener diode or the like may be used. When the transistor Q1 is turned on, the current shown in the waveform 412 flows through the Y capacitor discharge resistor R3, which is the first discharge path, and the charge of the X capacitor C1 is discharged. In this simulation, it can be seen that the voltage of the X capacitor C1 decreases from about 325V to about 0V in one second after the
図4(b)は、XコンデンサC1の第二放電経路である、Xコンデンサ放電抵抗R2による放電動作について説明する。 FIG. 4B illustrates the discharge operation by the X capacitor discharge resistor R2, which is the second discharge path of the X capacitor C1.
波形421は交流電源201の電圧であり、XコンデンサC1の両端にかかる電圧を示している。本実施例では、ACOFF2(0.11secのタイミング)で、電源ケーブル50が引き抜かれた場合を想定している。波形422は第一放電経路に流れる電流波形である。波形423は第二放電経路に流れる電流波形である。波形424は電源ケーブル抜け検知部の充電用コンデンサC11に充電された電圧を示している。
A waveform 421 is a voltage of the
ACOFF2で電源ケーブル50が引き抜かれると、波形424に示すように、XコンデンサC1から、充電用コンデンサC11への電流が流れないため、充電用コンデンサC11の電圧は上昇しない。よって、電源ケーブル抜け検知部による放電手段は動作しないため、第一放電経路は波形422に示すように、電流が流れない状態となる。
When the
波形423では、電源ケーブル50が引き抜かれたACOFF2から、第二放電経路に放電電流が流れていることが分かる。波形421に示す、Xコンデンサの電圧波形は、XコンデンサC1の容量値と、Xコンデンサ放電抵抗R2の抵抗値によって決まる。本シミュレーションでは、XコンデンサC1の電圧が、1秒間で325Vから、108Vに、約33%まで電圧が減少していることが分かる。本実施例では、XコンデンサC1の電圧が、電源ケーブル50を引き抜かれた1秒後に、約36%以下になるように設定を行っている。
In the waveform 423, it can be seen that a discharge current flows through the second discharge path from ACOFF2 where the
尚、本実施例では、C1の充電状態が正(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が高い)の場合、電源ケーブル抜け検知部を用いてXコンデンサC1の放電(第一放電経路)を行い、C1の充電状態が負(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が低い)の場合、Xコンデンサ放電抵抗R2を用いてXコンデンサC1の放電(第二放電経路)を行う方法について説明した。C1の充電状態が負(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が低い)の場合、電源ケーブル抜け検知部を用いてXコンデンサC1の放電(第一放電経路)を行い、C1の充電状態が正(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が高い)の場合、Xコンデンサ放電抵抗を用いてXコンデンサC1の放電(第二放電経路)を行う場合についても、本提案の構成は有効である。 In this embodiment, when the charging state of C1 is positive (the potential on the LIVE side is higher than that of NEWTRAL), the X capacitor C1 is discharged (first discharge path) using the power cable disconnection detection unit, The method of discharging the X capacitor C1 (second discharge path) using the X capacitor discharge resistor R2 when the charge state of C1 is negative (the potential on the LIVE side is lower than that of NEWTRAL) has been described. When the charge state of C1 is negative (the potential on the LIVE side is lower than that of NEWTRAL), the X-capacitor C1 is discharged (first discharge path) using the power cable disconnection detection unit, and the charge state of C1 is positive ( In the case where the potential on the LIVE side is higher than that of NEWTRAL), the configuration of the present proposal is also effective when the X capacitor C1 is discharged using the X capacitor discharge resistance (second discharge path).
図5は本実施形1のCPU203による、電源回路200の制御シーケンスを説明するフローチャートである。S500で制御開始すると、S501に進む。S501では、Stanby信号をHigh状態にして、ゼロクロス検知部202への電力供給し、Yコンデンサ放電抵抗R3及び、R4を通電状態にする(第二の状態ともいう)。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a control sequence of the
この第二の状態で電源ケーブル50が引き抜かれた場合には、トランジスタQ1がON状態のため、Yコンデンサ放電抵抗R3及び、R4によって、XコンデンサC1の放電を行う。
When the
S502では、Zerox信号の立下りタイミングに基づき、交流電源201のゼロクロスを検知する。本実施例では、Zeroxの立下りタイミングが、ゼロクスのタイミングと一致するように調整を行った場合について説明している。Zeroxの立ち上りタイミングが、ゼロクスのタイミングと一致するように調整を行った場合は、Zerox信号の立ち上りタイミングに基づき、交流電源201のゼロクロスを検知すれば良い。
In S502, the zero cross of the
以上の処理を、S503でスタンバイ状態終了を判断するまで繰り返し行い、スタンバイ状態の終了を判断すると、S504に進む。 The above processing is repeated until the end of the standby state is determined in S503. When the end of the standby state is determined, the process proceeds to S504.
S504において、Stanby信号をLow状態にして、ゼロクロス検知部202への電力供給を遮断し、Yコンデンサ放電抵抗R3及び、R4を遮断状態にする(第一の状態)。
In S504, the Standby signal is set to the Low state, the power supply to the zero-
この第一の状態で電源ケーブル50が引き抜かれた場合には、前述したXコンデンサ放電抵抗R2及び、電源ケーブル抜け検知部によって、XコンデンサC1の放電を行う。
上述した処理を終了した後に、S505で制御を終了する。
When the
After finishing the above-described processing, the control is finished in S505.
本実施例の電源回路200は、以下の1.〜4.の特徴を有している。
1.トランジスタQ1を遮断状態にした第一の状態と、トランジスタQ1を通電状態にした第二の状態とを有する。
2.トランジスタQ1を、Yコンデンサの放電抵抗R3、R4に流れる電流を遮断する手段として用いる。
3.電源ケーブル抜け検知部がXコンデンサを放電する手段として、トランジスタQ1をON状態とし、Yコンデンサの放電抵抗R3を用いてXコンデンサを放電する。
4.抵抗R2を、ゼロクロス検知部202のゼロクロス検知抵抗及び、Xコンデンサの放電抵抗として兼用する。
The
1. It has a first state in which the transistor Q1 is turned off and a second state in which the transistor Q1 is turned on.
2. The transistor Q1 is used as means for interrupting the current flowing through the discharge resistances R3 and R4 of the Y capacitor.
3. As means for discharging the X capacitor by the power cable disconnection detection unit, the transistor Q1 is turned on, and the X capacitor is discharged using the discharge resistor R3 of the Y capacitor.
4). The resistor R2 is also used as the zero-cross detection resistor of the zero-
これら1〜4の特徴により、1つの高耐圧トランジスタQ1を使って、ゼロクロス検知部202の省エネ状態と、ゼロクロス検知可能な状態を切り替えることができ、かつ上述した高耐圧トランジスタQ1を、電源ケーブル抜け検知部のXコンデンサ放電手段として用いることができる。このように、電源回路200では、ゼロクロス検知部を有する電源回路の消費電力を低減可能であり、かつ、簡易な構成で電源ケーブルが引き抜かれた際にXコンデンサを放電できる。
With these features 1 to 4, it is possible to switch between the energy saving state of the zero-
次に、本実施例の変形例について図2(b)に基づき説明する。なお、図2(a)で説明した同様の構成については説明を省略する。 Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that the description of the same configuration described in FIG.
図2(b)の構成では、図2(a)の構成に対して、抵抗R2、R12、R11の接続先を、LIVEとNETURALを入れ替えた構成の例を示す。図2(b)において、電源ケーブル50が引き抜かれた際に、XコンデンサC1を放電する方法について説明する。XコンデンサC1の充電状態が負(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が低い)の場合、電源ケーブル抜け検知部(交流電圧の入力が断たれたことを検知する入力電圧検知部)を用いて、電源ケーブルが抜けた状態を検知し、トランジスタQ1をON状態にすることで、Yコンデンサ放電抵抗R4、BD1を介して、XコンデンサC1の電荷を放電する(第一放電経路)。C1の充電状態が正(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が高い)の場合、Xコンデンサ放電抵抗R2、ブリッジダイオードBD1を介して、XコンデンサC1の電荷が放電される(第二放電経路)。
In the configuration of FIG. 2B, an example of a configuration in which the connection destinations of the resistors R2, R12, and R11 are replaced with LIVE and NETURAL with respect to the configuration of FIG. A method of discharging the X capacitor C1 when the
以上、図2(b)に示したように、C1の充電状態が正(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が高い)の場合、第二放電経路をもちいて、XコンデンサC1の電荷が放電し、C1の充電状態が負(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が低い)の場合、第一放電経路をもちいて、XコンデンサC1の電荷が放電した場合においても、図2(a)で説明したのと同様の効果を得ることができる。 As described above, as shown in FIG. 2 (b), when the charge state of C1 is positive (the potential on the LIVE side is higher than that of NEWTRAL), the charge of the X capacitor C1 is discharged using the second discharge path. In the case where the charge state of C1 is negative (the potential on the LIVE side is lower than that of NEWTRAL), the case where the charge of the X capacitor C1 is discharged using the first discharge path is also described with reference to FIG. The same effect as can be obtained.
(実施例2)
次に、図6により電圧検知部605を有する、実施例2の電源回路600を説明する。
実施例1と同様の構成については説明を省略する。ブリッジダイオードBD1及び、コンデンサC2で全波整流された後段には、第一コンバータであるコンバータ1及び、第二コンバータであるコンバータ2が並列接続されている。コンバータ2は絶縁型DC/DCコンバータであり、1次側のDC電圧から、2次側にDC電圧V2を出力している。
(Example 2)
Next, the
The description of the same configuration as in the first embodiment is omitted. A converter 1 that is a first converter and a
Yコンデンサ放電抵抗R3及び、R4に流れる電流は、コンデンサC61に充電される。R63は放電抵抗である。抵抗R64及びコンデンサC62で平滑された電圧Vinは電圧検知部605へ入力される。交流電源201の電圧が低下すると、コンデンサC61への充電電流が低下し、電圧検知部605の検知電圧Vinは低下する。電圧検知部605は、電圧Vinが所定の閾電圧値Vth以下になった場合に、VoutをLow状態とし、コンバータ2の出力を停止する。コンバータ2の出力が停止し、出力電圧V2の電圧が低下すると、出力電圧V2をR65及びR66によって分圧された信号、V2senseの電圧は低下する。CPU603は、V2sense信号によって、コンバータ2が停止したことを判断する。このように、本実施例の電源回路600は、交流電源201が、停電状態などで出力が低下した場合に、コンバータ2を停止し、交流電源201の電圧が低下した状態を検知する手段を有している。
The current flowing through the Y capacitor discharge resistors R3 and R4 is charged in the capacitor C61. R63 is a discharge resistance. The voltage Vin smoothed by the resistor R64 and the capacitor C62 is input to the
本実施例の電源回路600は、トランジスタQ1(第1のスイッチ)をOFF状態にすることで、Yコンデンサ放電抵抗R3及びR4に電流を遮断すると共に、電圧検知部605によって消費する電力も低減できること特徴としている。
The
図7は本実施形3のCPU603による、電源回路600の制御シーケンスを説明するフローチャートである。S700で制御開始すると、S701に進む。S701では、Stanby信号をHigh状態にして、コンバータ2、ゼロクロス検知部202、電圧検知部605への電力供給し、Yコンデンサ放電抵抗R3及び、R4を通電状態にする(第二の状態)。
FIG. 7 is a flowchart for explaining a control sequence of the
S702では、電圧検知部605の入力電圧Vinが、閾電圧Vthより小さい電圧かを判断する。入力電圧Vinの電圧が低い場合はS703に遷移しコンバータ2を停止する。入力電圧Vinの電圧が高い場合はS704でコンバータ2を起動(既にコンバータ2が起動している場合には、起動している状態を継続する。)する。
In S702, it is determined whether the input voltage Vin of the
S705ではV2sense信号に基づき、停電状態を判断する。V2senseがLow状態となった場合、電源201の電圧が低下した状態を検知しS708に遷移する。S708では、Stanby信号をLow状態にして、コンバータ2を停止し(既にコンバータ2が停止している場合には、停止している状態を継続する。)、ゼロクロス検知部202、電圧検知部605への電力供給を遮断し、Yコンデンサ放電抵抗R3及び、R4を遮断状態にする(第一の状態)。尚、S703でコンバータ2が停止した場合にも、S705でV2senseのLow状態を検出する前に、交流電源201の電圧が上昇し、S702で閾電圧Vthより大きい電圧を検知した場合には、S704でコンバータ2を起動し、制御を継続する。
In S705, a power failure state is determined based on the V2sense signal. When V2sense is in the Low state, the state in which the voltage of the
S706では、Zerox信号の立下りタイミングに基づき、交流電源201のゼロクロスを検知する。
以上の処理を、S707でスタンバイ状態終了を判断するまで繰り返し行い、上述したS708の処理を終了した後に、S709で制御を終了する。
In S706, the zero cross of the
The above process is repeated until the end of the standby state is determined in S707, and after the process of S708 is completed, the control is terminated in S709.
本実施例の電源回路600は、以下の1.〜5.の特徴を有する。
1.トランジスタQ1を遮断状態にした第一の状態と、トランジスタQ1を通電状態にした第二の状態とを有する。
2.トランジスタQ1を、Yコンデンサの放電抵抗R3、R4に流れる電流を遮断する手段として用いる。
3.電源ケーブル抜け検知部がXコンデンサを放電する手段として、トランジスタQ1をON状態とし、Yコンデンサの放電抵抗R3を用いてXコンデンサを放電する。
4.抵抗R2を、ゼロクロス検知部202のゼロクロス検知抵抗及び、Xコンデンサの放電抵抗として兼用する。
5.Yコンデンサ放電抵抗R3及びR4に流れる電流を用いて、電圧を検知する電圧検知部605を有する。
これらの特徴により、ゼロクロス検知部及び電圧検知部を有する電源回路の消費電力を低減可能であり、かつ、簡易な構成で電源ケーブルが引き抜かれた際にXコンデンサを放電できる。
The
1. It has a first state in which the transistor Q1 is turned off and a second state in which the transistor Q1 is turned on.
2. The transistor Q1 is used as means for interrupting the current flowing through the discharge resistances R3 and R4 of the Y capacitor.
3. As means for discharging the X capacitor by the power cable disconnection detector, the transistor Q1 is turned on, and the X capacitor is discharged using the discharge resistor R3 of the Y capacitor.
4). The resistor R2 is also used as the zero-cross detection resistor of the zero-
5. A
With these features, it is possible to reduce the power consumption of the power supply circuit having the zero-cross detection unit and the voltage detection unit, and it is possible to discharge the X capacitor when the power supply cable is pulled out with a simple configuration.
(実施例3)
次に、図8により実施例3の電源回路800を説明する。本実施例では、ゼロクロス検知部802を、電源ケーブル抜け検知部の、充電用コンデンサC11の放電手段として用いることを特徴とする。なお実施例1と同様の構成については説明を省略する。
(Example 3)
Next, the
電源回路800における、XコンデンサC1の放電方法について説明する。電源ケーブル50が引き抜かれ、かつ、C1の充電状態が正(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が高い)の場合、電源ケーブル抜け検知部を用いて、Xコンデンサの放電を行う。(第一放電経路)電源ケーブル抜け検知部は、充電用抵抗R11、充電用コンデンサC11、充電用コンデンサC11の放電部(本実施例では、ゼロクロス検知部802が充電用コンデンサC11の放電部を兼ねている。)から構成されている。
A method for discharging the X capacitor C1 in the
充電用コンデンサC11は交流電源201の周期ごとに、充電用抵抗R11によって充電される半周期(第1周期)と、ゼロクロス検知部802によって放電される半周期(第2周期)を繰り返している。交流電源201から交流電圧が供給される場合には、充放電が繰り返されているため、充電用コンデンサC11の電圧は低い状態のまま保持される。
The charging capacitor C11 repeats the half cycle (first cycle) charged by the charging resistor R11 and the half cycle (second cycle) discharged by the zero
ゼロクロス検知部802を、充電用コンデンサC11の放電部として用いる方法を説明する。前述したように、交流電源201から供給される、NEUTRALラインの電位がLIVEラインの電位より高い場合、トランジスタQ2はON状態となる。この時、ダイオードD82を介して充電用コンデンサC11から放電を行う。ダイオードD81及びダイオードD82は逆流防止用ダイオードである。ゼロクロス検知部802は、交流電源201のゼロクロスを検知すると共に、充電用コンデンサC11の放電部としての機能を有している。電源ケーブル50が引き抜かれ、かつ、XコンデンサC1の充電状態が正(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が高い)の場合、XコンデンサC1から、充電用抵抗R11を介して、充電用コンデンサC11に充電電流が流れる。充電用コンデンサC11の電圧が上昇し、所定の閾電圧値以上になった場合に、トランジスタQ1(第1のスイッチ手段)をON状態にする。
A method of using the zero
C1の充電状態が負(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が低い)の場合、Xコンデンサ放電抵抗R2、ブリッジダイオードBD1を介して、XコンデンサC1の電荷が放電される。(第二放電経路) When the charge state of C1 is negative (the potential on the LIVE side is lower than that of NEWTRAL), the charge of the X capacitor C1 is discharged via the X capacitor discharge resistor R2 and the bridge diode BD1. (Second discharge path)
本実施例の電源回路800は、以下の1.〜5.の特徴を有する。
1.トランジスタQ1を遮断状態にした第一の状態と、トランジスタQ1を通電状態にした第二の状態とを有する。
2.トランジスタQ1を、Yコンデンサの放電抵抗R3、R4に流れる電流を遮断する手段として用いる。
3.電源ケーブル抜け検知部がXコンデンサを放電する手段として、トランジスタQ1をON状態とし、Yコンデンサの放電抵抗R3を用いてXコンデンサを放電する。
4.抵抗R2を、ゼロクロス検知部202のゼロクロス検知抵抗及び、Xコンデンサの放電抵抗として兼用する。
5.ゼロクロス検知部602を、電源ケーブル抜け検知部の、充電用コンデンサC11の放電手段として用いる。
これらの特徴により、ゼロクロス検知部を有する電源回路の消費電力を低減可能であり、かつ、簡易な構成で電源ケーブルが引き抜かれた際にXコンデンサを放電できる。
The
1. It has a first state in which the transistor Q1 is turned off and a second state in which the transistor Q1 is turned on.
2. The transistor Q1 is used as means for interrupting the current flowing through the discharge resistances R3 and R4 of the Y capacitor.
3. As means for discharging the X capacitor by the power cable disconnection detection unit, the transistor Q1 is turned on, and the X capacitor is discharged using the discharge resistor R3 of the Y capacitor.
4). The resistor R2 is also used as the zero-cross detection resistor of the zero-
5. The zero cross detection unit 602 is used as a discharging unit of the charging capacitor C11 of the power cable disconnection detection unit.
With these features, it is possible to reduce the power consumption of the power supply circuit having the zero-cross detection unit, and it is possible to discharge the X capacitor when the power supply cable is pulled out with a simple configuration.
(実施例4)
次に、図9により実施例4の電源回路900を説明する。なお。実施例1と同様の構成については説明を省略する。
Example 4
Next, a
なお、XコンデンサC1の充電状態が正(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が高い)の場合と、XコンデンサC1の充電状態が負(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が低い)の場合の両方を、電源ケーブル抜け検知部を用いて、XコンデンサC1の放電を行う場合について説明する。 It should be noted that both the case where the charge state of the X capacitor C1 is positive (the potential on the LIVE side is higher than that of the NEW TRAL) and the case where the charge state of the X capacitor C1 is negative (the potential on the LIVE side is lower than that of the NEUTRAL). The case where the X capacitor C1 is discharged using the power cable disconnection detection unit will be described.
電源ケーブル50が引き抜かれた際に、XコンデンサC1を放電する方法について説明する。
第1の電源ケーブル抜け検知部は、XコンデンサC1の充電状態が正(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が高い)の場合に、電源ケーブルの抜け状態を検知するために用いている。第1の電源ケーブル抜け検知部は、充電用抵抗R11、充電用コンデンサC11、充電用コンデンサC11の放電部から構成されている。電源回路900は、充電用コンデンサC11の放電部として、抵抗R12、抵抗R13、トランジスタQ11を用いている。
A method of discharging the X capacitor C1 when the
The first power cable disconnection detection unit is used to detect the disconnection of the power cable when the charged state of the X capacitor C1 is positive (the potential on the LIVE side is higher than that of NEWTRAL). The first power cable disconnection detection unit includes a charging resistor R11, a charging capacitor C11, and a discharging unit of the charging capacitor C11. The
第2の電源ケーブル抜け検知部は、XコンデンサC1の充電状態が負(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が低い)の場合に、電源ケーブルの抜け状態を検知するために用いている。第2の電源ケーブル抜け検知部は、充電用抵抗R91、充電用コンデンサC91、充電用コンデンサC91の放電部から構成されている。電源回路900は、充電用コンデンサC91の放電部として、抵抗R92、抵抗R93、トランジスタQ91を用いている。D91はダイオードである。
The second power cable disconnection detection unit is used to detect the disconnection of the power cable when the charged state of the X capacitor C1 is negative (the potential on the LIVE side is lower than that of NEWTRAL). The second power cable disconnection detection unit includes a charging resistor R91, a charging capacitor C91, and a discharging unit of the charging capacitor C91. The
電源ケーブル50が引き抜かれ、かつ、XコンデンサC1の充電状態が正(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が高い)の場合、XコンデンサC1から、充電用抵抗R11を介して、充電用コンデンサC11に充電電流が流れる。充電用コンデンサC11の電圧が上昇し、所定の閾値以上になった場合に、トランジスタQ1(第1のスイッチ手段)をON状態にする。
When the
電源ケーブル50が引き抜かれ、かつ、XコンデンサC1の充電状態が負(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が低い)の場合、XコンデンサC1から、充電用抵抗R91を介して、充電用コンデンサC91に充電電流が流れる。充電用コンデンサC91の電圧が上昇し、所定の閾値以上になった場合に、トランジスタQ1(第1のスイッチ手段)をON状態にする。
When the
本実施例の電源回路900では、実施例1で説明したゼロクロス検知抵抗R2に比べて、ゼロクロス検知抵抗R90の抵抗値が高く、XコンデンサC1の電圧を、所定の時間内に放電することができない場合について説明している。電源回路900ではゼロクロス検知抵抗R90の抵抗値が高く、Xコンデンサの放電抵抗としての機能を満足しないため、第2の電源ケーブル抜け検知部が必要になる。しかしながら、電源回路900では、ゼロクロス検知抵抗R90の抵抗値が高いため、電源回路200に比べて更に消費電力を低減できる。
In the
本実施例の電源回路900は、以下の1.〜3.の特徴を有する。
1.トランジスタQ1を遮断状態にした第一の状態と、トランジスタQ1を通電状態にした第二の状態とを有する。
2.トランジスタQ1を、Yコンデンサの放電抵抗R3、R4に流れる電流を遮断する手段として用いる。
3.電源ケーブル抜け検知部がXコンデンサを放電する手段として、トランジスタQ1をON状態とし、Yコンデンサの放電抵抗R3、R4を用いてXコンデンサを放電する。
The
1. It has a first state in which the transistor Q1 is turned off and a second state in which the transistor Q1 is turned on.
2. The transistor Q1 is used as means for interrupting the current flowing through the discharge resistances R3 and R4 of the Y capacitor.
3. As means for discharging the X capacitor by the power cable disconnection detection unit, the transistor Q1 is turned on, and the X capacitor is discharged using the discharge resistances R3 and R4 of the Y capacitor.
これらの特徴により、ゼロクロス検知部を有する電源回路の消費電力を低減可能であり、かつ、簡易な構成で電源ケーブルが引き抜かれた際にXコンデンサを放電できる。 With these features, it is possible to reduce the power consumption of the power supply circuit having the zero-cross detection unit, and it is possible to discharge the X capacitor when the power supply cable is pulled out with a simple configuration.
(実施例5)
次に、図10により実施例5の電源回路1000を説明する。尚、実施例1と同様の構成については説明を省略する。XコンデンサC1の後段に電流ヒューズFU102を持つ構成について説明する。
(Example 5)
Next, a
FU101及び、FU102は電流ヒューズである。FU101は像加熱装置100及び、電源回路1000を含む、装置全体に供給される電流が過剰になった場合に、交流電源201からの電力供給を遮断するために用いる電流ヒューズである。
FU101 and FU102 are current fuses. The FU 101 is a current fuse used for cutting off the power supply from the
FU102はコンバータ1の回路(ブリッジダイオードBD1の後段に接続された回路)に、過剰な電流が流れた場合に、電力供給を遮断するために用いる電流ヒューズである。FU102はコンバータ1に供給される電流のみが流れる。そのため、装置全体に供給される電流が流れるFU101に比べて、FU102には溶断電流の低い電流ヒューズを用いることができる。よって、FU101のみを用いる場合に比べて、早期にヒューズを切ることができる。 The FU 102 is a current fuse used to cut off the power supply when an excessive current flows in the circuit of the converter 1 (the circuit connected to the subsequent stage of the bridge diode BD1). Only the current supplied to the converter 1 flows through the FU 102. Therefore, a current fuse with a low fusing current can be used for the FU 102 as compared with the FU 101 through which the current supplied to the entire apparatus flows. Therefore, the fuse can be blown earlier compared to the case where only FU101 is used.
L100はノイズを低減するために用いるコモンモードチョークコイル、C101はXコンデンサである。このようにXコンデンサC1、コモンモードチョークコイルL100、XコンデンサC101を用いたノイズフィルタ構成では、溶断電流の低い、電流ヒューズFU102をXコンデンサC1の前段に配置することができないことが分かる。(XコンデンサC1の前段にヒューズFU102を設けると、FU102に、像加熱装置100に供給される電流が流れてしまうため、溶断電流の低いヒューズを用いることができない。)
L100 is a common mode choke coil used to reduce noise, and C101 is an X capacitor. Thus, it can be seen that in the noise filter configuration using the X capacitor C1, the common mode choke coil L100, and the X capacitor C101, the current fuse FU102 having a low fusing current cannot be disposed in front of the X capacitor C1. (If the fuse FU102 is provided in front of the X capacitor C1, the current supplied to the
電源回路1000において、電流ヒューズFU102が溶断した状態になると、XコンデンサC1の充電状態が負(NEUTRALに比べてLIVE側の電位が低い)の場合の放電経路が遮断されるため、Xコンデンサ放電抵抗R2、ブリッジダイオードBD1を介して、XコンデンサC1を放電できなくなる。尚、電流ヒューズFU102が溶断した状態では、XコンデンサC101からの感電経路は、電流ヒューズFU102によって遮断されるため、ユーザが電源ケーブルを抜いた際の感電を防止できる。そのため、電流ヒューズFU102が遮断した状態においては、XコンデンサC101を素早く放電する必要はない。
In the
同様に、電流ヒューズFU101が溶断した状態では、XコンデンサC1及びXコンデンサC101からの感電経路は、電流ヒューズFU101によって遮断されるため、ユーザが電源ケーブルを抜いた際の感電を防止できる。そのため、電流ヒューズFU101が遮断した状態においては、XコンデンサC1及び、C101を素早く放電する必要はない。 Similarly, in the state where the current fuse FU101 is blown, the electric shock path from the X capacitor C1 and the X capacitor C101 is interrupted by the current fuse FU101, so that it is possible to prevent electric shock when the user disconnects the power cable. Therefore, when the current fuse FU101 is cut off, it is not necessary to quickly discharge the X capacitors C1 and C101.
本実施例の電源回路1000は、電流ヒューズFU102が溶断した状態における、第三放電経路として、抵抗R101及び、ダイオードD102を有することを特徴としている。電流ヒューズFU102が遮断した状態においても、Xコンデンサ放電抵抗R2、抵抗R101、ダイオードD102を介して、XコンデンサC1を放電することができる。
The
本実施例の電源回路1000は、以下の1.〜6.の特徴を有する。
1.トランジスタQ1を遮断状態にした第一の状態と、トランジスタQ1を通電状態にした第二の状態とを有する。
2.トランジスタQ1を、Yコンデンサの放電抵抗R3、R4に流れる電流を遮断する手段として用いる。
3.電源ケーブル抜け検知部がXコンデンサを放電する手段として、トランジスタQ1をON状態とし、Yコンデンサの放電抵抗R3を用いてXコンデンサを放電する。
4.抵抗R2を、ゼロクロス検知部202のゼロクロス検知抵抗及び、Xコンデンサの放電抵抗として兼用する。
5.XコンデンサC1の後段に電流ヒューズFU102を有する。
6.電流ヒューズFU102の前段に、第三放電経路としてR101、ダイオードD102を有する。
The
1. It has a first state in which the transistor Q1 is turned off and a second state in which the transistor Q1 is turned on.
2. The transistor Q1 is used as means for interrupting the current flowing through the discharge resistances R3 and R4 of the Y capacitor.
3. As means for discharging the X capacitor by the power cable disconnection detection unit, the transistor Q1 is turned on, and the X capacitor is discharged using the discharge resistor R3 of the Y capacitor.
4). The resistor R2 is also used as the zero-cross detection resistor of the zero-
5. A current fuse FU102 is provided after the X capacitor C1.
6). R101 and a diode D102 are provided as a third discharge path in the previous stage of the current fuse FU102.
これらの特徴により、ゼロクロス検知部を有する電源回路の消費電力を低減可能であり、かつ、簡易な構成で電源ケーブルが引き抜かれた際にXコンデンサを放電できる。 With these features, it is possible to reduce the power consumption of the power supply circuit having the zero-cross detection unit, and it is possible to discharge the X capacitor when the power supply cable is pulled out with a simple configuration.
(実施例6)
次に、図11により実施例6の電源回路1100を説明する。実施例1と同様の構成については説明を省略する。なお、Yコンデンサ放電抵抗として、R3のみを有する構成について説明する。
(Example 6)
Next, a
図11の電源回路1100は、Yコンデンサ放電抵抗として、R3のみを有している。外部電源部40の接地の状態が、図11に示すように、NEUTRALラインがGNDに接地されており、Yコンデンサとして、C4のみを有する場合の例を示している。外部電源部40の接地の状態や、Yコンデンサの接続状態が限定されるが、電源回路200で説明した2つのYコンデンサ放電抵抗(R3、R4)のうち、どちらか一方でも、交流電源201のゼロクロスを検知することができる。電源回路1100では電源回路200よりも少ない回路構成で、ゼロクロスを検知できる状態と、消費電力を低減できる状態を切り替えることができる。
The
本実施例の電源回路1100は、以下の1.〜4.の特徴を有する。
1.トランジスタQ1を遮断状態にした第一の状態と、トランジスタQ1を通電状態にした第二の状態とを有する。
2.トランジスタQ1を、Yコンデンサの放電抵抗R3に流れる電流を遮断する手段として用いる。
3.電源ケーブル抜け検知部がXコンデンサを放電する手段として、トランジスタQ1をON状態とし、Yコンデンサの放電抵抗R3を用いてXコンデンサを放電する。
4.抵抗R2を、ゼロクロス検知部202のゼロクロス検知抵抗及び、Xコンデンサの放電抵抗として兼用する。
これらの特徴により、ゼロクロス検知部を有する電源回路の消費電力を低減可能であり、かつ、簡易な構成で電源ケーブルが引き抜かれた際にXコンデンサを放電できる。
The
1. It has a first state in which the transistor Q1 is turned off and a second state in which the transistor Q1 is turned on.
2. The transistor Q1 is used as means for interrupting the current flowing through the discharge resistor R3 of the Y capacitor.
3. As means for discharging the X capacitor by the power cable disconnection detection unit, the transistor Q1 is turned on, and the X capacitor is discharged using the discharge resistor R3 of the Y capacitor.
4). The resistor R2 is also used as the zero-cross detection resistor of the zero-
With these features, it is possible to reduce the power consumption of the power supply circuit having the zero-cross detection unit, and it is possible to discharge the X capacitor when the power supply cable is pulled out with a simple configuration.
100 像加熱装置
200 電源回路
202 ゼロクロス検知部
C1 Xコンデンサ
C3、C4 Yコンデンサ
R2 ゼロクロス検知抵抗(Xコンデンサ放電抵抗と兼用)
R3、R4 Yコンデンサ放電抵抗
R11 電源ケーブル抜け検知部の充電用抵抗
C11 電源ケーブル抜け検知部の充電用コンデンサ
R12、R13、Q11 充電用コンデンサC11の放電部
Q1 第一スイッチ(高耐圧トランジスタ)
BD1 ブリッジダイオード
DESCRIPTION OF
R3, R4 Y capacitor discharge resistance R11 Charging resistor of power cable disconnection detection unit C11 Charging capacitor of power cable disconnection detection unit R12, R13, Q11 Discharge unit of charging capacitor C11 Q1 First switch (high voltage transistor)
BD1 Bridge diode
Claims (8)
前記交流電圧を整流した後のラインとグランドとの間に接続された第一容量素子と、
前記第一容量素子に充電された電荷を放電する第一放電抵抗と、
前記第一放電抵抗に流れる電流を遮断する第一スイッチと、
前記交流電圧が供給される2つのライン間に接続された第二容量素子と、
前記交流電圧の入力が断たれたことを検知する入力電圧検知部と、を有し、
前記第一スイッチを遮断状態にした第一の状態と、前記第一スイッチを通電状態にした第二の状態とを有し、
前記入力電圧検知部により、前記交流電圧が断たれたことを検知した場合に、前記第一スイッチを通電状態にすることにより、前記第二容量素子の電荷を放電することを特徴とする電源。 A zero-cross detector that detects the zero-cross of the input AC voltage;
A first capacitive element connected between the line after rectifying the alternating voltage and the ground;
A first discharge resistor for discharging the charge charged in the first capacitive element;
A first switch for cutting off a current flowing through the first discharge resistor;
A second capacitive element connected between two lines to which the AC voltage is supplied;
An input voltage detector for detecting that the input of the AC voltage has been cut off,
A first state in which the first switch is turned off; and a second state in which the first switch is turned on;
When the input voltage detection unit detects that the AC voltage is cut off, the power supply is configured to discharge the electric charge of the second capacitor element by turning on the first switch.
第一放電経路として、前記第一放電抵抗を用いており、第二放電経路として、第二放電抵抗を用いており、前記ゼロクロス検知部は、前記第二放電抵抗に流れる電流を用いて、ゼロクロスの検知を行っており、前記第一放電抵抗は、前記第二放電抵抗よりも抵抗値が低いことを特徴とする請求項1に記載の電源。 A first discharge path when the charge charged in the second capacitor element is positive, and a second discharge path when the charge charged in the second capacitor element is negative,
The first discharge resistance is used as the first discharge path, the second discharge resistance is used as the second discharge path, and the zero cross detection unit uses the current flowing through the second discharge resistance to The power supply according to claim 1, wherein the first discharge resistor has a resistance value lower than that of the second discharge resistor.
第一放電経路として、前記第一放電抵抗を用いており、第二放電経路として、第二放電抵抗を用いており、前記ゼロクロス検知部は、前記第二放電抵抗に流れる電流を用いて、ゼロクロスの検知を行っており、前記第一放電抵抗は、前記第二放電抵抗よりも抵抗値が低いことを特徴とする請求項1に記載の電源。 A first discharge path when the charge charged in the second capacitor element is negative, and a second discharge path when the charge charged in the second capacitor element is positive,
The first discharge resistance is used as the first discharge path, the second discharge resistance is used as the second discharge path, and the zero cross detection unit uses the current flowing through the second discharge resistance to The power supply according to claim 1, wherein the first discharge resistor has a resistance value lower than that of the second discharge resistor.
前記交流電圧の半周期毎に、前記充電用抵抗による充電用コンデンサの充電と、前記放電部による充電用コンデンサの放電を繰り返しており、
前記入力電圧検知部は、前記充電用コンデンサの電圧が上昇し、閾値以上になった場合に、前記第一スイッチを通電状態にすることを特徴とする請求項1又は2に記載の電源。 The input voltage detection unit has a charging resistor, a charging capacitor, a discharging unit for discharging the charging capacitor,
For each half cycle of the AC voltage, charging the charging capacitor with the charging resistor and discharging the charging capacitor with the discharging unit are repeated,
3. The power supply according to claim 1, wherein the input voltage detection unit sets the first switch in an energized state when a voltage of the charging capacitor increases and becomes equal to or higher than a threshold value.
前記交流電圧を検知する電圧検知部を有し、
前記電圧検知部は、前記第一放電抵抗に流れる電流を用いて、前記交流電圧を検知し、検知した電圧が閾値より低い場合に、前記第二コンバータの動作を停止させることを特徴とする請求項1に記載の電源。 A first converter and a second converter connected in parallel after rectifying the AC voltage;
Having a voltage detector for detecting the AC voltage;
The voltage detector detects the AC voltage using a current flowing through the first discharge resistor, and stops the operation of the second converter when the detected voltage is lower than a threshold value. Item 1. The power supply according to Item 1.
前記第三放電経路は、前記電流ヒューズが遮断した場合に、前記第二容量素子の電荷を放電することを特徴とする請求項1記載の電源。 Having a current fuse after the second capacitive element, having a third discharge path between the current fuse and the second capacitive element;
The power supply according to claim 1, wherein the third discharge path discharges the charge of the second capacitor element when the current fuse is cut off.
前記像加熱装置への電力供給を制御する電力制御手段を有し、
前記電力制御手段は、前記ゼロクロス検知部により検知したゼロクロスに応じて前記像加熱装置への電力供給を制御することを特徴とする請求項1乃至7いずれかの項に記載の電源を有する画像形成装置。 An image heating device that heats the recording medium on which the image is formed while being conveyed;
Power control means for controlling power supply to the image heating device;
8. The image formation having a power source according to claim 1, wherein the power control unit controls power supply to the image heating device in accordance with a zero cross detected by the zero cross detection unit. 9. apparatus.
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