JP2014131419A - スイッチング電源、電源供給システム及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スイッチング電源20であって、トランス23と、トランス23の一次コイルに接続されたFET25と、前記トランス23の二次側に設けられる整流平滑回路と、
前記FET25をオンオフさせるスイッチング制御を実行する制御IC50を備える。前記制御IC50は、制御入力ポートENを通じて第1レベルの制御信号SrBが入力された場合に、前記制御IC50を停止させる停止処理を実行する停止回路67と、前記制御入力ポートENを通じて第1レベルとレベルの異なる第2レベルの制御信号SrBが入力された場合に、前記スイッチング制御を再開させる再起動回路65と、前記スイッチング電源の起動時に、前記スイッチング電源20の出力電圧が目標電圧まで上昇するまでの間、前記停止回路67による前記停止処理の実行を制限する制限回路Uとを有する。
【選択図】図3
Description
しかしながら、モード設定を記憶しておくことが必要であることからメモリを余分に消費することになり、またモード復旧を行うための処理が専用に必要になることから、制御装置の処理負担が大きくなる。
また、スイッチング電源の出力電圧が目標電圧になるまでの間は、制限回路が停止回路の動作を制限するので、電源投入直後に停止回路が働いてスイッチング制御を停止させることがなく、スイッチング電源を確実に起動できる。
前記スイッチ制御部は、制御入力ポートを備え、前記制御信号として、前記制御入力ポートの電圧に応じたレベル信号が、前記停止回路と前記再起動回路に入力される構成である。この構成では、制御入力ポートの電圧を切り換えることで、制御信号のレベルを切り換えられる。
前記スイッチング電源は、前記制御装置から出力される切換信号に応答して制御入力ポートの電圧を切り換える切換回路を備え、前記切換回路は、一方側が前記制御入力ポートに接続され、他方側が前記第2レベルの電位に接続された受光素子と、前記切換信号に応答して発光することで、前記受光素子を導通させる発光素子と、を備え、前記スイッチング電源は、前記発光素子を消灯させた場合に、前記制御入力ポートの電圧が前記第1レベルとなることで、前記制御信号が前記第1レベルに移行して前記出力停止モードとなり、前記発光素子を点灯させた場合に、前記受光素子が導通して前記制御入力ポートの電圧が前記第2レベルとなることで、前記制御信号が前記第2レベルに移行して前記出力モードとなり、前記制御装置は、前記スイッチング電源から電力供給を受けて起動した直後は、前記切換信号として、前記発光素子を点灯させる信号を出力する。
本発明の実施形態1を図1ないし図5によって説明する。
1.プリンタの説明
図1はプリンタ(本発明の「画像形成装置」の一例)1の電気的構成を示すブロック図である。プリンタ1は、印刷部2と、通信部3aと、画像メモリ3bと、電源システムSとを備えている。電源システムSは、電源装置10と制御装置80とから構成されている。電源装置10はプリンタ1の電源となるものであり、印刷部2、通信部3a、画像メモリ3b及び制御装置80に対して電力を供給する。
まず、図2を参照して電源システムSにおける電源装置10の構成について説明する。電源装置10は、スイッチング電源20と、DC−DCコンバータ35と、DC−DCコンバータ45と、を備える。スイッチング電源20は、整流平滑回路21と、トランス23と、FET(電界効果トランジスタ)25と、整流平滑回路27と、電圧検出回路29と、FET25をスイッチング制御する制御IC50と、を備える。尚、FETが本発明の「半導体スイッチング素子」の一例であり、制御ICが、本発明の「スイッチ制御部」の一例である。
3−1.AC電源投入時の動作
電源スイッチSW1が投入(時刻t1)されると、スイッチング電源20の入力ラインLinに対して、AC電源15の交流電圧を整流平滑化した入力電圧Vinが印加される。これにより、AC電源15側から高電圧入力ポートVHを通じて電力供給されるので、制御IC50の起動回路51と第2電源回路69が起動する(時刻t2)。第2電源回路69は、起動後、再起動回路65、停止回路67、停止許可回路71に電力を供給する。電力の供給により、再起動回路65や停止回路67は動作状態となるが、電力供給開始直後、停止許可回路71から停止回路67に対して制限信号S1が出力されるため、停止回路67は停止処理の実行を制限された状態となる。また、第2電源回路69の起動後、制御入力ポートENの電圧はハイレベルとなる(時刻t2)。
そして、出力モード中にモード切換スイッチSW2が操作された場合や、プリンタ1の待機状態が所定時間続いた場合は、出力停止モードへ移行するため、制御装置80のモード制御ブロックB2は、トランジスタ85にロウレベルの切換信号SrAを出力する(時刻t8)。
以上説明したように、本電源システムSでは、レベル信号(制御信号SrB)によって、スイッチング電源20のモードを制御する。そのため、パルス信号による制御方式に比べてノイズに対する誤動作が少ない。また、スイッチング電源20の出力電圧(中継ラインL1のライン電圧Vdd)が目標電圧になるまでの間(この例ではt1〜t4の期間)は、制限回路である停止許可回路71が停止回路67の動作を制限するので、AC電源投入直後に停止回路67が働いて第1電源回路53を遮断することがなく、スイッチング電源20を確実に起動できる。
次に、本発明の実施形態2を図6、図7によって説明する。図6は実施形態2における制御ICのブロック図であり、図7はスイッチング電源の出力波形を示す図である。
次に、本発明の実施形態3を図8、図9によって説明する。図8は実施形態3における制御ICのブロック図であり、図9はスイッチング電源の出力波形を示す図である。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
10...電源装置
20...スイッチング電源
21...整流平滑回路
23...トランス
25...FET(本発明の「半導体スイッチング素子」の一例)
27...整流平滑回路
31...電圧発生回路
50...制御IC(本発明の「スイッチ制御部」の一例)
51...起動回路
53...第1電源回路
56...VCC検出回路(本発明の「信号出力部」の一例)
57...ドライバ回路
65...再起動回路
67...停止回路
69...第2電源回路
80...制御装置
B1...メインブロック
B2...モード制御ブロック
C4...コンデンサ(本発明の「蓄電部」の一例)
S...電源システム
SrA...切換信号
SrB...制御信号
Claims (11)
- スイッチング電源であって、
トランスと、
前記トランスの一次コイルに接続された半導体スイッチング素子と、
前記トランスの二次側に設けられる整流平滑回路と、
前記半導体スイッチング素子をオンオフさせるスイッチング制御を実行するスイッチ制御部と、を備え、
前記スイッチ制御部は、
第1レベルの制御信号が入力された場合に、前記スイッチング制御を停止させる停止処理を実行する停止回路と、
前記第1レベルとはレベルの異なる第2レベルの制御信号が入力された場合に、前記スイッチング制御を再開させる再起動回路と、
前記スイッチング電源の起動時に、前記スイッチング電源の出力電圧が目標電圧まで上昇するまでの間、前記停止回路による前記停止処理の実行を制限する制限回路と、を有するスイッチング電源。 - 前記スイッチ制御部は、制御入力ポートを備え、
前記制御信号として、前記制御入力ポートの電圧に応じたレベル信号が、前記停止回路と前記再起動回路に入力される構成である請求項1に記載のスイッチング電源。 - 前記制限回路は、前記制御入力ポートの電圧の切り換わりを検出して、前記停止処理の実行の制限を解除する請求項2に記載のスイッチング電源。
- 前記制限回路は、
前記停止回路にする前記制御信号の入力の可否を切り換えるゲート回路と、
前記ゲート回路を制御するゲート制御回路とを備え、
前記ゲート制御回路は、前記ゲート回路を、前記スイッチング電源の出力電圧が目標電圧まで上昇するまでの間は、前記停止回路に対する前記制御信号の入力を制限する状態に制御し、
前記スイッチング電源の出力電圧が目標電圧に達した以降は、前記停止回路に対して前記電圧の入力可能な状態に制御する請求項1又は請求項2に記載のスイッチング電源。 - 前記スイッチ制御部の電源電圧を発生する電圧発生回路であって、前記スイッチング電源の出力電圧が目標電圧まで上昇した後に、出力電圧が基準値に達する電圧発生回路と、
前記電圧発生回路の出力電圧を前記基準値と比較して出力電圧が基準値に達した時に、前記ゲート制御回路に対してタイミング信号を出力する信号出力部を備え、
前記ゲート制御回路は、
起動後、前記信号出力部からタイミング信号が入力されるまでの間は、前記ゲート回路に対して前記制御信号の入力を制限する指令を出力し、
前記信号出力部からタイミング信号が入力された時点で、前記ゲート回路に対して前記制御信号の入力を許可する指令を出力する請求項4に記載のスイッチング電源。 - 前記スイッチング電源の出力電圧が目標電圧まで上昇するのに必要な必要時間をカウントするタイマを備え、
前記ゲート制御回路は、前記ゲート回路を、前記タイマが前記必要時間をカウントしている間は、前記停止回路に対する前記制御信号の入力を制限する状態に制御し、
前記タイマが前記必要時間をカウントし終わった以降は、前記停止回路に対して前記制御信号が入力可能な状態に制御する請求項4に記載のスイッチング電源。 - 前記スイッチ制御部は、
前記半導体スイッチング素子をオンオフさせるスイッチング制御を実行するドライバ回路と、
前記ドライバ回路の電源として機能する第1電源回路と、
主電源側から電力を受けて動作し前記第1電源回路を起動させる起動回路と、
前記主電源側から電力供給を受け、前記制限回路に電力を供給する第2電源回路と、を有し、
前記停止回路は、前記制御信号として第1レベルの信号が入力された場合に前記第1電源回路を停止させることにより、前記停止処理を実行し、
前記再起動回路は、前記制御信号として第2レベルの信号が入力された場合に、前記起動回路を動作させて前記第1電源回路を再起動させることにより、前記ドライバ回路に前記スイッチング制御を再開させる請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のスイッチング電源。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載のスイッチング電源と、
前記スイッチング電源から電力供給を受けて動作する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記スイッチング電源の前記スイッチ制御部に切換信号を送って前記制御信号のレベルを切り換えることにより、前記スイッチング制御部が前記スイッチング制御を実行して出力状態となる出力モードと、前記スイッチング制御部が前記スイッチング制御を停止して出力停止状態となる出力停止モードとに、前記スイッチング電源のモードを切り換える電源システム。 - 前記スイッチング電源は、前記制御装置から出力される切換信号に応答して制御入力ポートの電圧を切り換える切換回路を備え、
前記切換回路は、一方側が前記制御入力ポートに接続され、他方側が前記第2レベルの電位に接続された受光素子と、
前記切換信号に応答して発光することで、前記受光素子を導通させる発光素子と、を備え、
前記スイッチング電源は、前記発光素子を消灯させた場合に、前記制御入力ポートの電圧が前記第1レベルとなることで、前記制御信号が前記第1レベルに移行して前記出力停止モードとなり、
前記発光素子を点灯させた場合に、前記受光素子が導通して前記制御入力ポートの電圧が前記第2レベルとなることで、前記制御信号が前記第2レベルに移行して前記出力モードとなり、
前記制御装置は、前記スイッチング電源から電力供給を受けて起動した直後は、前記切換信号として、前記発光素子を点灯させる信号を出力する請求項8に記載の電源システム。 - 前記制御装置は、前記スイッチング電源の出力により充電され、前記出力停止モード時に前記制御装置の電源となる蓄電部を有する請求項8又は請求項9に記載の電源システム。
- 印刷処理を実行する印刷部と、
請求項8ないし請求項10のいずれか一項に記載の電源システムと、を備える画像形成装置であって、
前記出力モードでは、前記電源システムの前記スイッチング電源から前記印刷部に対して電力が供給され、
前記出力停止モードでは、前記電源システムの前記スイッチング電源から前記印刷部に対する電力の供給が停止する画像形成装置。
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