JP2014138503A

JP2014138503A - Power source device and image forming apparatus

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Publication number: JP2014138503A
Application number: JP2013006420A
Authority: JP
Inventors: Keizo Kojima; 敬造小嶋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2014-07-28
Anticipated expiration: 2033-01-17
Also published as: JP6071570B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform overcurrent protection in consideration of an operation state of a cooling fan.SOLUTION: A power source device includes: a fly back transformer 115 that insulates a primary side from a secondary side; a switching FET 102 that controls turning on and off of a current flowing on the primary side of the fly back transformer 115; a cooling fan 409 that cools inside the device; and a power source IC 101 that controls turning on and off of the switching FET 102, and determines the occurrence of overcurrent when the current flowing on the primary side of the fly back transformer 115 is equal to or larger than a threshold. When the power source IC 101 determines the occurrence of overcurrent, turns off the switching FET 102, and includes an FET 108 that switches the threshold according to an operation state of the cooling fan 409.

Description

本発明は、電源装置及び画像形成装置に関し、特に、電源装置の過電流検知機能に関する。 The present invention relates to a power supply device and an image forming apparatus, and more particularly to an overcurrent detection function of the power supply device.

従来、電源装置には出力短絡等による過電流状態を検知し、電源装置や電源装置を搭載した機器全体を保護する回路を設けることが一般的である。過電流の保護回路（以下、過電流保護回路という）としては、トランスの一次側に構成する場合と、二次側に構成する場合がある。また、一般的な電源装置は、素子の発熱を抑制するために冷却ファンを備えている場合がある。冷却ファンを備えることによって、電源装置を備える機器の通常動作の中でも、出力負荷電流が比較的多い負荷条件において、電源装置内の電源トランスや、スイッチングＦＥＴ等の素子が、定格温度を超え、素子破壊に至ることを防止している。以上のように、従来の電源装置は、冷却ファンによって電源装置における素子破壊を防止し、更には過電流保護回路によって、電源装置や電源装置を搭載した機器全体を保護している。 Conventionally, a power supply device is generally provided with a circuit that detects an overcurrent state due to an output short circuit or the like and protects the power supply device or the entire device equipped with the power supply device. An overcurrent protection circuit (hereinafter referred to as an overcurrent protection circuit) may be configured on the primary side of the transformer or on the secondary side. In addition, a general power supply apparatus may include a cooling fan in order to suppress heat generation of the element. By providing a cooling fan, power transformers and switching FETs in the power supply device exceed the rated temperature under load conditions where the output load current is relatively high, even during normal operation of equipment equipped with the power supply device. Preventing destruction. As described above, the conventional power supply apparatus prevents the element destruction in the power supply apparatus by the cooling fan, and further protects the power supply apparatus and the entire device equipped with the power supply apparatus by the overcurrent protection circuit.

ここで、トランスの一次側に過電流保護回路を構成する場合は、二次側に過電流保護回路を構成する場合よりも、検出すべき保護電流値のばらつきが大きい場合があるため、過電流保護回路は、二次側に構成するほうが精度良い検出が行える。その一方で、電源トランスなどの絶縁素子を備えている電源装置は、ＩＥＣ６０９５０等で定められた過負荷試験を実施し、巻線の温度許容値を満足する必要がある。この試験では、電源装置の出力端部に負荷をかけて実施するため、上述したような、電源装置の二次側の出力端の後段に構成する過電流保護回路は保護機能として認められない。また、電源装置を備える機器において、スタンバイ状態などの冷却ファンの停止を伴う動作モードが存在する場合は、冷却ファンを停止して実施する必要がある。従って、冷却ファンを停止した状態で、ＩＥＣ６０９５０により定められた過負荷試験を実施することを考慮すると、一次側の過電流保護回路によって電源トランスなどの絶縁素子を保護することが望ましい。 Here, when the overcurrent protection circuit is configured on the primary side of the transformer, the variation in the protection current value to be detected may be larger than when the overcurrent protection circuit is configured on the secondary side. If the protection circuit is configured on the secondary side, detection can be performed with high accuracy. On the other hand, a power supply device including an insulating element such as a power transformer needs to perform an overload test defined by IEC 60950 or the like and satisfy the allowable temperature value of the winding. In this test, since the load is applied to the output end of the power supply device, the overcurrent protection circuit configured after the output end on the secondary side of the power supply device as described above is not recognized as a protection function. In addition, in an apparatus including a power supply device, when there is an operation mode that involves stopping the cooling fan such as a standby state, it is necessary to stop the cooling fan for implementation. Therefore, in consideration of performing an overload test determined by IEC 60950 with the cooling fan stopped, it is desirable to protect an insulating element such as a power transformer with a primary-side overcurrent protection circuit.

例えば、図８（ａ）に示すような電源装置では、発熱部品又は電源装置の近傍にサーミスタ６１８を配置している。そして、サーミスタ６１８で検出した温度によって、一次側の電源回路６０１に備えられた制御部６０２の過電流検知閾値を、閾値設定用アンプ６１６によって切り換えている（例えば、特許文献１参照）。図８（ａ）に示す電源装置では、周囲温度に応じて閾値を切り換えることにより、出力電流がこの閾値を超えた場合には、運転を停止するように制御して、ＩＥＣの規格を満たすようにしている。ここで、図８（ａ）に示す電源装置は、過電流保護用誤差アンプ６０６、電圧制御用誤差アンプ６１１を備えている。更に、図８（ａ）に示す電源装置は、抵抗６０３、６０７、６０８、６１２、６１３、６１５、６１７、フォトカプラ６０４、ダイオード６０５、６１０、それぞれ異なる基準電圧６０９、６１４、６１９を備えている。また、Ｖ１、Ｖ２、Ｖｃ、Ｖｏｕｔは電圧である。 For example, in the power supply device as shown in FIG. 8A, the thermistor 618 is disposed in the vicinity of the heat generating component or the power supply device. Based on the temperature detected by the thermistor 618, the overcurrent detection threshold of the control unit 602 provided in the primary power supply circuit 601 is switched by the threshold setting amplifier 616 (see, for example, Patent Document 1). In the power supply device shown in FIG. 8A, by switching the threshold according to the ambient temperature, when the output current exceeds this threshold, control is performed to stop the operation so that the IEC standard is satisfied. I have to. Here, the power supply device shown in FIG. 8A includes an overcurrent protection error amplifier 606 and a voltage control error amplifier 611. 8A includes resistors 603, 607, 608, 612, 613, 615, 617, a photocoupler 604, diodes 605, 610, and different reference voltages 609, 614, 619, respectively. . V1, V2, Vc, and Vout are voltages.

また、図８（ｂ）に示すような電源装置では、抵抗７０１に流れる負荷電流（負荷抵抗３０１に流れる負荷電流でもある）を、ＬｏａｄＳｅｎｓｅ７０２及びＬｏａｄＳｅｎｓｅ７０３で検出している（例えば、特許文献２参照）。そして、図８（ｂ）に示すような電源装置では、検出した負荷電流に応じて、不図示の冷却ファンの回転数を切り換えている。尚、後述する実施例の電源装置と同じ構成には同じ符号を付し、説明は後述する実施例において行う。また、図８（ｂ）に示すような電源装置では、一次側の過電流保護回路は、電源ＩＣ１０１の過電流検出端子（ＩＳ端子）で構成されている。過電流保護回路である電源ＩＣ１０１のＩＳ端子は、冷却ファンが動作している状態で、電源装置や電源装置を搭載した機器全体を保護するように設定されている。このため、冷却ファンが停止した状態で、ＩＥＣ６０９５０で定められた過負荷試験を実施した場合であっても、負荷電流が多くなると、次のように動作する。即ち、ＬｏａｄＳｅｎｓｅ７０２及びＬｏａｄＳｅｎｓｅ７０３で検出した値に基づいて、不図示の冷却ファンが通常動作モード時の回転数となるようにコントロールされる。これにより、一次側の過電流保護回路によって安全に電源装置や電源装置を搭載した機器全体を保護することができる。 In the power supply device as shown in FIG. 8B, the load current flowing through the resistor 701 (also the load current flowing through the load resistor 301) is detected by LoadSense 702 and LoadSense 703 (see, for example, Patent Document 2). . In the power supply device as shown in FIG. 8B, the rotation speed of the cooling fan (not shown) is switched according to the detected load current. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as the power supply device of the Example mentioned later, and description is given in the Example mentioned later. Further, in the power supply device as shown in FIG. 8B, the primary overcurrent protection circuit is configured by an overcurrent detection terminal (IS terminal) of the power supply IC 101. The IS terminal of the power supply IC 101, which is an overcurrent protection circuit, is set to protect the power supply device and the entire device equipped with the power supply device while the cooling fan is operating. For this reason, even when the overload test defined in IEC 60950 is performed in a state where the cooling fan is stopped, the operation is as follows when the load current increases. That is, based on the values detected by LoadSense 702 and LoadSense 703, the cooling fan (not shown) is controlled so as to have the rotation speed in the normal operation mode. As a result, the power supply device and the entire device equipped with the power supply device can be safely protected by the overcurrent protection circuit on the primary side.

特開２００１−２０９４４０号公報JP 2001-209440 A 特開２００１−０２５２８８号公報JP 2001-025288 A

しかしながら、従来の冷却ファンを備える電源装置は、トランスの一次側の過電流保護、二次側の過電流保護にかかわらず、冷却ファンが動作する状態で過電流保護回路を動作させ、電源装置や電源装置を搭載する機器全体を保護している。ＩＥＣ６０９５０で定められた過負荷試験を実施した際に、電源トランスなどの絶縁素子を保護するには、一次側の過電流保護回路を動作させることが好ましいが、冷却ファンが停止している状態では、一次側の過電流保護が動作しない場合がある。 However, a conventional power supply device including a cooling fan operates an overcurrent protection circuit in a state where the cooling fan operates regardless of the primary overcurrent protection and the secondary overcurrent protection of the transformer. It protects the entire device equipped with the power supply. In order to protect an insulating element such as a power transformer when an overload test defined in IEC 60950 is performed, it is preferable to operate a primary-side overcurrent protection circuit, but in a state where the cooling fan is stopped. The primary side overcurrent protection may not work.

また、図８（ａ）に示す電源装置では、サーミスタ６１８で保護すべき絶縁素子の温度を直接監視すると、一次−二次間の絶縁耐圧を満足できなくなるため、サーミスタ６１８を絶縁素子の近傍に配置せざるを得ない。このとき、サーミスタの配置によっては、保護すべき絶縁素子の温度と、サーミスタ６１８で検出した温度との差が大きくなる。このため、サーミスタ６１８による検出温度と、保護すべき絶縁素子の実際の温度との相関をとる必要があるが、冷却ファンの動作状態によって相関関係がくずれてしまい、ＩＥＣの規格を満たさないおそれがある。また、図８（ｂ）の電源装置は、通常動作時の過電流保護回路が動作する負荷電流になるまで、装置が停止しない構成である。即ち、冷却ファンが停止した状態となり負荷電流が少ないスタンバイモード時やスリープモード時などにおいても、通常動作時と同じ過大な負荷電流が流れるまでは過電流保護機能は動作せず、電源装置は動作し続ける。このため、図８（ｂ）に示すような電源装置では、二次的な故障を招く可能性がある。 Further, in the power supply device shown in FIG. 8A, if the temperature of the insulating element to be protected by the thermistor 618 is directly monitored, the withstand voltage between the primary and secondary cannot be satisfied, so the thermistor 618 is placed near the insulating element. It must be placed. At this time, depending on the thermistor arrangement, the difference between the temperature of the insulating element to be protected and the temperature detected by the thermistor 618 increases. For this reason, it is necessary to correlate the temperature detected by the thermistor 618 with the actual temperature of the insulating element to be protected. However, the correlation may be lost depending on the operating state of the cooling fan, and the IEC standard may not be satisfied. is there. Further, the power supply device of FIG. 8B has a configuration in which the device does not stop until the load current at which the overcurrent protection circuit during normal operation operates is reached. In other words, even in standby mode and sleep mode where the cooling fan is stopped and the load current is low, the overcurrent protection function does not operate until the same excessive load current as in normal operation flows, and the power supply unit does not operate. Keep doing. For this reason, in a power supply device as shown in FIG.8 (b), a secondary failure may be caused.

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、冷却ファンの動作の状態を考慮して、過電流保護を行うことを目的とする。 The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to provide overcurrent protection in consideration of the operation state of a cooling fan.

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。 In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration.

（１）一次側と二次側を絶縁するトランスと、前記トランスの一次側に流れる電流のオンオフを制御するスイッチング素子と、前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御手段と、装置内部を冷却する冷却ファンと、前記トランスの一次側に流れる電流が閾値以上である場合に過電流であると判断する判断手段と、を備え、前記制御手段は、前記判断手段により過電流であると判断した場合に、前記スイッチング素子をオフする電源装置であって、前記閾値を切り換える切換手段を備え、前記切換手段は、前記冷却ファンの動作の状態に応じて、前記閾値を切り換えることを特徴とする電源装置。 (1) A transformer that insulates the primary side from the secondary side, a switching element that controls on / off of a current flowing through the primary side of the transformer, a control unit that controls on / off of the switching element, and cooling that cools the inside of the apparatus A fan, and a determination unit that determines that an overcurrent occurs when a current flowing on the primary side of the transformer is equal to or greater than a threshold value, and the control unit determines that the overcurrent is determined by the determination unit. A power supply apparatus for turning off the switching element, further comprising switching means for switching the threshold value, wherein the switching means switches the threshold value according to an operating state of the cooling fan.

（２）記録材に画像形成を行う画像形成手段と、前記（１）に記載の電源装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 (2) An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms an image on a recording material; and the power supply device according to (1).

本発明によれば、冷却ファンの動作の状態を考慮して、過電流保護を行うことができる。 According to the present invention, overcurrent protection can be performed in consideration of the operation state of the cooling fan.

実施例１の電源装置の回路構成を示す図The figure which shows the circuit structure of the power supply device of Example 1. FIG. 実施例１の電源装置の動作波形を示す図The figure which shows the operation | movement waveform of the power supply device of Example 1. 実施例１の電源装置の過電流保護の概念を説明する図The figure explaining the concept of the overcurrent protection of the power supply device of Example 1. 実施例１の電源装置の回路構成を示す図The figure which shows the circuit structure of the power supply device of Example 1. FIG. 実施例２の電源装置の回路構成を示す図The figure which shows the circuit structure of the power supply device of Example 2. 実施例２の電源装置の動作波形を示す図The figure which shows the operation | movement waveform of the power supply device of Example 2. 実施例３の画像形成装置の構成を示す図FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to a third embodiment. 従来例の電源装置の回路構成を示す図The figure which shows the circuit structure of the power supply device of a prior art example

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。尚、本実施例ではフライバック方式の回路構成を用いて説明するが、本発明の適応範囲を限定するものではない。具体的には、電流共振コンバータ、フォワードコンバータ、などの絶縁トランスを有する回路に適応することが可能である。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples. In this embodiment, a flyback circuit configuration will be described, but the scope of application of the present invention is not limited. Specifically, it can be applied to a circuit having an insulating transformer such as a current resonance converter and a forward converter.

［電源装置の構成］
図１は、実施例１の電源装置の回路図である。図１に示すように、本実施例では、一般的な電源方式であるフライバック電源回路に、本発明を実施した形態を例示する。 [Configuration of power supply unit]
1 is a circuit diagram of a power supply device according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, in this embodiment, a form in which the present invention is implemented is exemplified in a flyback power supply circuit which is a general power supply system.

本実施例の電源装置は、フライバック電源用トランス（以下、単にフライバックトランスという）１１５によって、一次、二次間を絶縁している。フライバックトランス１１５の一次巻線Ｎｐには、断続的に電力供給を遮断するスイッチング素子であるスイッチングＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１０２が接続されている。スイッチングＦＥＴ１０２は、フライバックトランス１１５の一次側に流れる電流のオンオフを制御している。また、フライバックトランス１１５の補助巻線Ｎｂには、補助巻線Ｎｂに誘起された電圧を整流平滑するダイオード１１３とコンデンサ１１４が接続されている。更に、フライバックトランス１１５の補助巻線Ｎｂには、コンデンサ１１２への突入電流を制限するための抵抗１１１が接続され、抵抗１１１とコンデンサ１１２はフィルタ回路を構成している。 In the power supply device of this embodiment, the primary and secondary are insulated by a flyback power transformer (hereinafter simply referred to as a flyback transformer) 115. A switching FET (field effect transistor) 102, which is a switching element that intermittently cuts off power supply, is connected to the primary winding Np of the flyback transformer 115. The switching FET 102 controls on / off of the current flowing through the primary side of the flyback transformer 115. A diode 113 and a capacitor 114 for rectifying and smoothing the voltage induced in the auxiliary winding Nb are connected to the auxiliary winding Nb of the flyback transformer 115. Further, a resistor 111 for limiting an inrush current to the capacitor 112 is connected to the auxiliary winding Nb of the flyback transformer 115, and the resistor 111 and the capacitor 112 constitute a filter circuit.

フライバックトランス１１５の一次巻線Ｎｐには、スイッチングＦＥＴ１０２を駆動、制御する制御手段である電源ＩＣ１０１が備えられている。尚、電源ＩＣ１０１は、内部に、制御回路１、制御回路２及びＲＳフリップフロップ回路を有している。また、フライバックトランス１１５の一次側には、スイッチングＦＥＴ１０２用のゲート抵抗１０３、後述する二次側フィードバック回路部からの信号を、電源ＩＣ１０１のＦＢ端子に入力するためのフォトカプラ１１６とコンデンサ１１７を備えている。更に、フライバックトランス１１５の一次側には、一次側電流を電圧に変換するための一次側電流検出抵抗１０４を備えている。そして、フライバックトランス１１５の一次側には、一次側電流検出抵抗１０４と電源ＩＣ１０１の電流検出端子ＩＳとを接続するラインに構成されたＲＣフィルタの抵抗１０５とコンデンサ１０６を備えている。 The primary winding Np of the flyback transformer 115 is provided with a power supply IC 101 that is a control means for driving and controlling the switching FET 102. The power supply IC 101 includes a control circuit 1, a control circuit 2, and an RS flip-flop circuit inside. Also, on the primary side of the flyback transformer 115, there are a photocoupler 116 and a capacitor 117 for inputting a gate resistor 103 for the switching FET 102 and a signal from a secondary side feedback circuit section described later to the FB terminal of the power supply IC 101. I have. Further, the primary side of the flyback transformer 115 is provided with a primary side current detection resistor 104 for converting the primary side current into a voltage. The primary side of the flyback transformer 115 includes an RC filter resistor 105 and a capacitor 106 configured in a line connecting the primary side current detection resistor 104 and the current detection terminal IS of the power supply IC 101.

また、フライバックトランス１１５の二次側には、フライバックトランス１１５の二次側出力を整流するためのダイオード２０１、二次側電力を蓄えるための電解コンデンサ２０２を備えている。更に、ダイオード２０１によって整流された電圧を更に整流平滑するためのコイル２０３と電解コンデンサ２０４、及び、後述するファン駆動回路を備えている。 A secondary side of the flyback transformer 115 is provided with a diode 201 for rectifying the secondary side output of the flyback transformer 115 and an electrolytic capacitor 202 for storing secondary power. Furthermore, a coil 203 and an electrolytic capacitor 204 for further rectifying and smoothing the voltage rectified by the diode 201, and a fan drive circuit described later are provided.

また、図１の電源装置には、本実施例の特徴的な構成である、一次側の電流値切換回路、二次側の検知手段であるファン駆動電圧検知回路及び一次−二次間の伝達手段としてのフォトカプラ２０６を備えている。ここで、一次側の電流値切換回路は、抵抗１０７、切換手段であるＦＥＴ１０８、抵抗１０９及び抵抗１１０を有している。 1 includes the primary side current value switching circuit, the secondary side detection means fan drive voltage detection circuit, and primary-secondary transmission, which are characteristic configurations of the present embodiment. A photocoupler 206 is provided as means. Here, the primary-side current value switching circuit includes a resistor 107, an FET 108 serving as switching means, a resistor 109, and a resistor 110.

電源装置の一次側において、Ｖｉｎ＿Ｈ、Ｖｉｎ＿Ｌには、商用交流電源が入力され、図示しない整流ダイオードブリッジを介し、全波整流された電圧が印加され、一次平滑電解コンデンサ１００に直流電圧としてチャージされる。 On the primary side of the power supply device, commercial AC power is input to Vin_H and Vin_L, a full-wave rectified voltage is applied via a rectifier diode bridge (not shown), and the primary smoothing electrolytic capacitor 100 is charged as a DC voltage. .

［電源装置の動作］
以下に、本実施例の概略的な動作を説明する。尚、殆どの動作は図８（ｂ）に示す従来例の回路図の動作と共通であるため、本実施例及び従来例の共通する部分には同じ符号を付し、共通する動作をまず説明して、その後、本実施例の特徴となる部分について説明する。 [Power supply operation]
The schematic operation of this embodiment will be described below. Since most of the operations are the same as those of the circuit diagram of the conventional example shown in FIG. 8B, the same reference numerals are given to the common parts of the present embodiment and the conventional example, and the common operations will be described first. Then, the part which becomes the characteristic of a present Example is demonstrated after that.

（フィードバック回路）
本実施例の電源装置のフライバックトランス１１５の二次側には、フィードバック回路部を備えている。フィードバック回路部は、図示していないが、出力電圧＋Ｖｏに比例した比較電圧と、基準電圧とを比較する。その後、フィードバック回路部は、比較した電圧の電位差を増幅し、フォトカプラ１１６の不図示のダイオードに流れる電流を制御している。即ち、フォトカプラ１１６のダイオードには、出力電圧側から、比較電圧と基準電圧の電位差に比例した電流が流れ、一次側のフォトカプラ１１６のトランジスタ部がオンする。そして、電源ＩＣ１０１のＦＢ端子電圧が、二次側のフォトカプラ１１６のダイオードに流れる電流に比例して変動することで、電源ＩＣ１０１は、出力電圧＋Ｖｏを制御している。 (Feedback circuit)
A feedback circuit unit is provided on the secondary side of the flyback transformer 115 of the power supply device of this embodiment. Although not shown, the feedback circuit unit compares a reference voltage proportional to the output voltage + Vo with a reference voltage. After that, the feedback circuit unit amplifies the potential difference of the compared voltages and controls the current flowing through a diode (not shown) of the photocoupler 116. That is, a current proportional to the potential difference between the comparison voltage and the reference voltage flows from the output voltage side to the diode of the photocoupler 116, and the transistor portion of the primary side photocoupler 116 is turned on. The power supply IC 101 controls the output voltage + Vo because the FB terminal voltage of the power supply IC 101 varies in proportion to the current flowing through the diode of the secondary photocoupler 116.

（一次側の回路動作）
次にフライバックトランス１１５を含む一次側の回路動作を、図２を参照しながら説明する。ここで、図２は、本実施例の電源装置の各部の動作波形を示す図である。具体的には、図２（ａ）は、冷却ファン４０９を駆動するファン駆動回路に入力される冷却ファン駆動信号（ＰＷＭ）の波形を示している。ここで、電源装置が搭載される装置には、冷却ファン４０９を制御する制御部が備えられており、この制御部が、ファン駆動回路に冷却ファン駆動信号（ＰＷＭ）を出力するものとする。例えば、電源装置が搭載される装置が画像形成装置である場合には、エンジン制御部（コントローラともいう）が有するＣＰＵやＡＳＩＣ等が冷却ファン４０９の駆動を制御しており、エンジン制御部が、ファン駆動回路に冷却ファン駆動信号を出力している。 (Circuit operation on the primary side)
Next, the circuit operation on the primary side including the flyback transformer 115 will be described with reference to FIG. Here, FIG. 2 is a diagram showing operation waveforms of each part of the power supply device of the present embodiment. Specifically, FIG. 2A shows a waveform of a cooling fan drive signal (PWM) input to a fan drive circuit that drives the cooling fan 409. Here, the device on which the power supply device is mounted includes a control unit that controls the cooling fan 409, and this control unit outputs a cooling fan drive signal (PWM) to the fan drive circuit. For example, when the apparatus on which the power supply device is mounted is an image forming apparatus, a CPU, an ASIC, or the like included in an engine control unit (also referred to as a controller) controls driving of the cooling fan 409, and the engine control unit A cooling fan drive signal is output to the fan drive circuit.

図２（ｂ）は、冷却ファン４０９の駆動電圧の波形を示しており、冷却ファン回転時と、冷却ファン停止時の駆動電圧を示している。図２（ｃ）は、電源ＩＣ１０１のｏｕｔ端子電圧の波形を示している。図２（ｄ）は、スイッチングＦＥＴ１０２のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓの波形を示している。図２（ｅ）は、スイッチングＦＥＴ１０２のドレイン電流Ｉｄの波形を示している。図２（ｆ）は、電源ＩＣ１０１のＩＳ端子電圧（図中、下の波形）及びＦＢ端子電圧（図中、上の波形）の波形を示しており、更に過電流保護閾値となる電圧を二点鎖線で示している。図２（ｇ）は、電源ＩＣ１０１のＢＯＴＴＯＭ端子電圧の波形を示している。 FIG. 2B shows the waveform of the driving voltage of the cooling fan 409, and shows the driving voltage when the cooling fan is rotating and when the cooling fan is stopped. FIG. 2C shows a waveform of the out terminal voltage of the power supply IC 101. FIG. 2D shows a waveform of the drain-source voltage Vds of the switching FET 102. FIG. 2E shows the waveform of the drain current Id of the switching FET 102. FIG. 2 (f) shows the waveforms of the IS terminal voltage (lower waveform in the figure) and the FB terminal voltage (upper waveform in the figure) of the power supply IC 101, and two voltages serving as the overcurrent protection threshold are shown. It is indicated by a dotted line. FIG. 2G shows the waveform of the BOTTOM terminal voltage of the power supply IC 101.

電源ＩＣ１０１のｏｕｔ端子がハイレベルになると、ハイレベルの信号が抵抗１０３を介してスイッチングＦＥＴ１０２の制御端子に入力され、スイッチングＦＥＴ１０２が駆動される。このときＶｉｎ＿ＨからＶｉｎ＿Ｌに向かって、フライバックトランス１１５の一次巻線Ｎｐ、スイッチングＦＥＴ１０２、一次側電流検出抵抗１０４のラインに、図２（ｅ）に示すスイッチングＦＥＴ１０２のドレイン電流Ｉｄが流れる。このとき、フライバックトランス１１５には、一次巻線Ｎｐに電流が流れることにより発生する磁束によってコアが磁化され、エネルギーの蓄積が行われる。 When the out terminal of the power supply IC 101 becomes high level, a high level signal is input to the control terminal of the switching FET 102 via the resistor 103, and the switching FET 102 is driven. At this time, from Vin_H to Vin_L, the drain current Id of the switching FET 102 shown in FIG. 2E flows through the lines of the primary winding Np of the flyback transformer 115, the switching FET 102, and the primary-side current detection resistor 104. At this time, in the flyback transformer 115, the core is magnetized by the magnetic flux generated by the current flowing through the primary winding Np, and energy is stored.

電源ＩＣ１０１の電流検出端子ＩＳ（以降、ＩＳ端子という）には、一次側電流検出抵抗１０４により変換された、スイッチングＦＥＴ１０２のドレイン電流Ｉｄに比例した電圧が入力される。そして、電源ＩＣ１０１は、ＩＳ端子電圧と、電源ＩＣ１０１のＦＢ端子電圧が等しくなったタイミングで、電源ＩＣ１０１のｏｕｔ端子電圧をローレベルにし、スイッチングＦＥＴ１０２をオフ状態にする。ここで、スイッチングＦＥＴ１０２がオフされると、フライバックトランス１１５の二次巻線Ｎｓには、一次側の逆起電力に応じた誘導起電力が発生し、コアに蓄積されたエネルギーが放出される。 A voltage proportional to the drain current Id of the switching FET 102 converted by the primary side current detection resistor 104 is input to a current detection terminal IS (hereinafter referred to as IS terminal) of the power supply IC 101. Then, at the timing when the IS terminal voltage becomes equal to the FB terminal voltage of the power supply IC 101, the power supply IC 101 sets the out terminal voltage of the power supply IC 101 to the low level and turns off the switching FET 102. Here, when the switching FET 102 is turned off, an induced electromotive force corresponding to the primary counter electromotive force is generated in the secondary winding Ns of the flyback transformer 115, and the energy accumulated in the core is released. .

電源ＩＣ１０１のＦＢ端子電圧は、電源ＩＣ１０１より放出されるＦＢ端子電流と、二次側フィードバック回路及びフォトカプラ１１６の動作に応じて変化する。電源装置の出力電圧＋Ｖｏが低下するとフォトカプラ１１６のトランジスタ部に流れる電流Ｉｃが低下し、ＦＢ端子電圧は上昇する。また、これとは逆に、電源装置の出力電圧＋Ｖｏが上昇すると、フォトカプラ１１６のトランジスタ部に流れる電流Ｉｃが増加し、ＦＢ端子電圧は低下する。よって、スイッチングＦＥＴ１０２がオフし、フライバックトランス１１５の二次巻線Ｎｓからコアに蓄積されたエネルギーが放出されると、出力電圧＋Ｖｏは上昇し、それに応じて電源ＩＣ１０１のＦＢ端子電圧が低下する。即ち、スイッチングＦＥＴ１０２がオン状態のとき、電源ＩＣ１０１のＦＢ端子電圧は上昇し、スイッチングＦＥＴ１０２がオフ状態のとき、電源ＩＣ１０１のＦＢ端子電圧は低下する。 The FB terminal voltage of the power supply IC 101 changes according to the FB terminal current discharged from the power supply IC 101 and the operations of the secondary side feedback circuit and the photocoupler 116. When the output voltage + Vo of the power supply device decreases, the current Ic flowing through the transistor portion of the photocoupler 116 decreases, and the FB terminal voltage increases. Conversely, when the output voltage + Vo of the power supply device increases, the current Ic flowing through the transistor portion of the photocoupler 116 increases and the FB terminal voltage decreases. Therefore, when the switching FET 102 is turned off and the energy accumulated in the core is released from the secondary winding Ns of the flyback transformer 115, the output voltage + Vo increases, and the FB terminal voltage of the power supply IC 101 decreases accordingly. . That is, when the switching FET 102 is on, the FB terminal voltage of the power supply IC 101 increases. When the switching FET 102 is off, the FB terminal voltage of the power supply IC 101 decreases.

フライバックトランス１１５の一次巻線Ｎｐと補助巻線Ｎｂの巻数比は、一次巻線Ｎｐと二次巻線Ｎｓの巻数比とは異なり、電源ＩＣ１０１に必要なＶＣＣ電圧が得られるように設定されている。その補助巻線Ｎｂにも、一次側の逆起電力に応じた誘導起電力が発生し、二次巻線Ｎｓに比例した電圧が現れる。電源ＩＣ１０１は、補助巻線Ｎｂに発生する電圧をＢＯＴＴＯＭ端子に入力することで、フライバックトランス１１５の二次巻線Ｎｓからのエネルギーの放出が終了したことを検知する。電源ＩＣ１０１は、ＢＯＴＴＯＭ端子の電圧を監視することにより、フライバックトランス１１５の二次巻線Ｎｓからのエネルギーの放出が終了したことを検知すると、電源ＩＣ１０１のｏｕｔ端子電圧を再びハイレベルとし、上述した一連の動作を繰り返す。上述した一連の動作の中で、電源ＩＣ１０１のｏｕｔ端子電圧がハイレベルとなる期間、即ちオンデューティは、電源ＩＣ１０１のＦＢ端子電圧と図示しない電源ＩＣ内部の基準電圧との差によって決定される。尚、オンデューティは、電源ＩＣ１０１のＦＢ端子電圧が高いほど大きくなる。尚、本実施例では、一次側の過電流保護回路は、電源ＩＣ１０１の過電流検出端子（ＩＳ端子）で構成されている。以上が、本実施例及び従来技術に共通する動作である。続いて、本実施例の特徴となる部分を説明する。 The turn ratio between the primary winding Np and the auxiliary winding Nb of the flyback transformer 115 is different from the turn ratio between the primary winding Np and the secondary winding Ns so that the VCC voltage required for the power supply IC 101 can be obtained. ing. Also in the auxiliary winding Nb, an induced electromotive force corresponding to the primary counter electromotive force is generated, and a voltage proportional to the secondary winding Ns appears. The power supply IC 101 detects the end of the release of energy from the secondary winding Ns of the flyback transformer 115 by inputting the voltage generated in the auxiliary winding Nb to the BOTTOM terminal. When the power supply IC 101 detects the end of the release of energy from the secondary winding Ns of the flyback transformer 115 by monitoring the voltage of the BOTTOM terminal, the power supply IC 101 sets the out terminal voltage of the power supply IC 101 to the high level again, and Repeat the series of operations. In the series of operations described above, the period during which the out terminal voltage of the power supply IC 101 is at a high level, that is, the on-duty is determined by the difference between the FB terminal voltage of the power supply IC101 and a reference voltage inside the power supply IC (not shown). The on-duty increases as the FB terminal voltage of the power supply IC 101 increases. In the present embodiment, the primary overcurrent protection circuit is constituted by an overcurrent detection terminal (IS terminal) of the power supply IC 101. The above is the operation common to the present embodiment and the prior art. Subsequently, a description will be given of parts that are characteristic of the present embodiment.

［冷却ファンの駆動電圧に応じた切換制御］
図１に示す本実施例において、従来技術と異なる点は、過電流保護手段である電源ＩＣ１０１のＩＳ端子に入力される電圧に変換される前の電流値が、冷却ファンの駆動電圧によって切り換わるように構成されている点である。本実施例では、後述するように、ＦＥＴ１０８のオンオフに応じて、電流値を電圧値に変換する抵抗の接続状態を切り換えている。ここで、図３は、本実施例の過電流保護動作を示した概念図である。尚、図３は、横軸が負荷電流（Ａ：アンペア）、縦軸が電源ＩＣ１０１のＩＳ端子電圧（Ｖ：ボルト）を示すグラフであり、横軸には、冷却ファン停止時の最大電流と保護電流、及び、冷却ファン回転時の最大電流と保護電流を示す目盛を図示している。更に、図３には、冷却ファン停止時のＩＳ端子電圧特性（破線）及び冷却ファン回転時のＩＳ端子電圧特性（実線）を示している。本実施例では、電源ＩＣ１０１のＩＳ端子電圧は、図３に示すように、冷却ファンが所定回転数以上で動作している場合（実線）と、所定回転数未満で動作している（停止状態含む）場合とで、異なった特性となる。即ち、電源ＩＣ１０１のＩＳ端子に入力される電圧が同じ電圧値（例えば、図３の過電流保護閾値）であっても、その電圧値に変換される前の電流値（即ち、その電圧値に対応する電流値）が、冷却ファン停止時と冷却ファン回転時とでは異なっている。 [Switching control according to cooling fan drive voltage]
In the present embodiment shown in FIG. 1, the difference from the prior art is that the current value before being converted to the voltage input to the IS terminal of the power supply IC 101, which is the overcurrent protection means, is switched by the driving voltage of the cooling fan. It is the point comprised as follows. In this embodiment, as will be described later, the connection state of a resistor that converts a current value into a voltage value is switched according to the on / off state of the FET 108. Here, FIG. 3 is a conceptual diagram showing the overcurrent protection operation of the present embodiment. FIG. 3 is a graph in which the horizontal axis represents the load current (A: ampere) and the vertical axis represents the IS terminal voltage (V: volt) of the power supply IC 101. The horizontal axis represents the maximum current when the cooling fan is stopped. The scale which shows the protection current, the maximum current at the time of cooling fan rotation, and the protection current is illustrated. Further, FIG. 3 shows IS terminal voltage characteristics (broken line) when the cooling fan is stopped and IS terminal voltage characteristics (solid line) when the cooling fan is rotating. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the IS terminal voltage of the power supply IC 101 operates when the cooling fan is operating at a predetermined rotational speed or higher (solid line) and when operating below the predetermined rotational speed (stopped state). Different characteristics). That is, even if the voltage input to the IS terminal of the power supply IC 101 is the same voltage value (for example, the overcurrent protection threshold value in FIG. 3), the current value before the conversion to the voltage value (that is, the voltage value) The corresponding current value is different when the cooling fan is stopped and when the cooling fan is rotating.

ここで、電源ＩＣ１０１のＩＳ端子電圧が、過電流保護閾値（図３中、２点鎖線で示す）以上となった場合には、スイッチング電源の動作を停止する。具体的には、判断手段である電源ＩＣ１０１は、ＩＳ端子電圧が過電流保護閾値以上であると判断した場合、ｏｕｔ端子からローレベルの信号を出力して、スイッチングＦＥＴ１０２の動作を停止させる。そのため、本実施例の電源装置は、冷却ファン停止時には、冷却ファン動作時よりも低い負荷電流値で、スイッチング動作を停止することになる。このように、本実施例では、冷却ファン停止時の過電流保護閾値の電圧に対応する負荷電流である冷却ファン停止時保護電流の値が、冷却ファン回転時の過電流保護閾値の電圧に対応する負荷電流である冷却ファン回転時保護電流の値より低い。 Here, when the IS terminal voltage of the power supply IC 101 becomes equal to or higher than the overcurrent protection threshold (indicated by a two-dot chain line in FIG. 3), the operation of the switching power supply is stopped. Specifically, when determining that the IS terminal voltage is equal to or higher than the overcurrent protection threshold, the power supply IC 101 serving as a determination unit outputs a low level signal from the out terminal and stops the operation of the switching FET 102. For this reason, the power supply apparatus according to the present embodiment stops the switching operation at a lower load current value when the cooling fan is stopped than when the cooling fan is operated. As described above, in this embodiment, the value of the protection current when the cooling fan is stopped corresponding to the load current corresponding to the voltage of the overcurrent protection threshold when the cooling fan is stopped corresponds to the voltage of the overcurrent protection threshold when the cooling fan is rotating. The load current is lower than the value of the protection current during cooling fan rotation.

本実施例のような電源装置を備える機器は、負荷電流が異なる複数の動作モードを設けていることが多い。複数の動作モードとしては、例えば、比較的負荷電流が大きく冷却ファンを必要とする通常動作モード、ユーザー操作により瞬時に通常動作モードに遷移可能なスタンバイモード、消費電力を抑制したスリープモード等があげられる。冷却ファン回転時の過電流保護閾値に対応する負荷電流値である冷却ファン回転時保護電流値と、冷却ファン停止時の過電流保護閾値に対応する負荷電流値である冷却ファン停止時保護電流値は、以下のように決定される。
冷却ファン回転時（通常動作モード）
冷却ファン回転時の最大負荷電流を満足し、かつ部品定格を満足する負荷電流値
冷却ファン停止時（スタンバイモード）
冷却ファン停止時の最大負荷電流を満足し、かつフライバックトランス１１５の温度許容値を満足する負荷電流値 In many cases, a device including a power supply device as in this embodiment is provided with a plurality of operation modes having different load currents. Examples of the multiple operation modes include a normal operation mode in which a relatively large load current is required and a cooling fan is required, a standby mode in which a user operation can instantaneously switch to the normal operation mode, and a sleep mode in which power consumption is suppressed. It is done. Cooling fan rotation protection current value, which is the load current value corresponding to the overcurrent protection threshold during cooling fan rotation, and cooling fan stop protection current value, which is the load current value corresponding to the overcurrent protection threshold when cooling fan is stopped Is determined as follows.
During cooling fan rotation (normal operation mode)
Load current value that satisfies the maximum load current when the cooling fan is rotating and that satisfies the component ratings When the cooling fan is stopped (standby mode)
Load current value that satisfies the maximum load current when the cooling fan is stopped and satisfies the temperature tolerance of the flyback transformer 115

ここで、冷却ファン回転時の最大負荷電流とは、冷却ファン４０９を回転させているときに、装置を構成する全てのユニットを稼働させている場合の負荷電流である。また、最大負荷電流を満足するとは、その最大負荷電流値では装置が動作を停止せずに稼働することができるということである。一方、冷却ファン停止時の最大負荷電流とは、冷却ファン４０９を停止させているとき、例えば、装置がスタンバイモードにあるとき、最低限稼働させなければならない全てのユニットを稼働させているときの負荷電流である。また、フライバックトランス１１５の温度許容値を満足する負荷電流値とは、フライバックトランス１１５が絶縁破壊を起こさないような温度範囲内に対応する負荷電流の値であり、過電流保護回路が動作する閾値を決定する際の上限値を決定するものといえる。尚、過電流保護回路が動作する負荷電流値の閾値の決め方については、以降も同様とする。 Here, the maximum load current when the cooling fan is rotating is a load current when all the units constituting the apparatus are operating when the cooling fan 409 is rotating. Satisfying the maximum load current means that the device can operate without stopping the operation at the maximum load current value. On the other hand, the maximum load current when the cooling fan is stopped means that when the cooling fan 409 is stopped, for example, when all units that must be operated at a minimum are operated when the apparatus is in the standby mode. Load current. The load current value satisfying the allowable temperature limit of the flyback transformer 115 is a load current value corresponding to a temperature range in which the flyback transformer 115 does not cause dielectric breakdown, and the overcurrent protection circuit operates. It can be said that the upper limit value for determining the threshold value to be determined is determined. The same applies to the determination of the threshold value of the load current value at which the overcurrent protection circuit operates.

これにより、冷却ファン停止時において、ＩＥＣの規格で定められたような過負荷状態が発生した場合であっても、冷却ファン４０９の動作にかかわらず、一次側過電流検知回路によって、安全に電源装置を停止することができる。以下に、冷却ファン停止時、冷却ファン回転時の順で、詳細に説明する。 As a result, even when an overload condition as defined by the IEC standards occurs when the cooling fan is stopped, the primary side overcurrent detection circuit can safely supply power regardless of the operation of the cooling fan 409. The device can be stopped. Hereinafter, the cooling fan will be described in detail in the order of stopping the cooling fan and rotating the cooling fan.

［冷却ファン停止時の過電流保護動作］
図１に示すファン駆動回路は、トランジスタ４０３、４０４、ダイオード４０５、４０６、インダクタ４０７、トランジスタ４０４のベース抵抗４０１、抵抗４０２、コンデンサ４０８を備えている。ここで、インダクタ４０７とコンデンサ４０８は、平滑回路を構成している。そして、ファン駆動回路は、出力電圧＋Ｖｏから、装置内部を冷却する冷却ファン４０９の駆動電圧（以下、冷却ファン駆動電圧という）を生成している。ここで、生成された冷却ファン駆動電圧は、トランジスタ４０３に不図示の制御部から入力されるＰＷＭ信号のオンデューティによって制御されている。即ち、ファン駆動回路は、非絶縁降圧チョークコンバータの原理により動作する。冷却ファン停止時においては、図１に示すファン駆動回路のトランジスタ４０３に不図示の制御部から入力されるＰＷＭ信号はローレベルであり、トランジスタ４０３、４０４はオフとなる。従って、冷却ファン４０９の駆動電圧は０Ｖとなり、冷却ファン４０９は回転せず停止している。本実施例のファン駆動電圧検知回路は、コンパレータ２０９により、冷却ファン駆動電圧と、基準電圧２１０とを比較して、所定値以上の冷却ファン駆動電圧が冷却ファン４０９に印加されているか否かを判断している。即ち、ファン駆動電圧検知回路は、冷却ファン４０９の駆動電圧が０Ｖである場合には、所定値未満の冷却ファン駆動電圧が冷却ファン４０９に印加されていると判断しているともいえる。 [Overcurrent protection operation when cooling fan is stopped]
The fan drive circuit shown in FIG. 1 includes transistors 403 and 404, diodes 405 and 406, an inductor 407, a base resistor 401 of the transistor 404, a resistor 402, and a capacitor 408. Here, the inductor 407 and the capacitor 408 constitute a smoothing circuit. The fan driving circuit generates a driving voltage (hereinafter referred to as a cooling fan driving voltage) of the cooling fan 409 that cools the inside of the apparatus from the output voltage + Vo. Here, the generated cooling fan drive voltage is controlled by the on-duty of the PWM signal input to the transistor 403 from a control unit (not shown). That is, the fan drive circuit operates according to the principle of a non-isolated step-down choke converter. When the cooling fan is stopped, the PWM signal input from the control unit (not shown) to the transistor 403 of the fan drive circuit shown in FIG. 1 is at a low level, and the transistors 403 and 404 are turned off. Therefore, the driving voltage of the cooling fan 409 is 0 V, and the cooling fan 409 is stopped without rotating. In the fan drive voltage detection circuit of this embodiment, the comparator 209 compares the cooling fan drive voltage with the reference voltage 210 to determine whether or not a cooling fan drive voltage of a predetermined value or more is applied to the cooling fan 409. Deciding. That is, it can be said that the fan drive voltage detection circuit determines that a cooling fan drive voltage less than a predetermined value is applied to the cooling fan 409 when the driving voltage of the cooling fan 409 is 0V.

冷却ファン停止時においては、コンパレータ２０９の反転入力端子（−端子）も０Ｖで、基準電圧２１０以下のため、コンパレータ２０９の出力はオープン状態となる。従ってフォトカプラ２０６はオフ状態となる。フォトカプラ２０６がオフ状態のとき、一次側に構成している電流値切換回路のＦＥＴ１０８のゲートには電圧が印加されず、ＦＥＴ１０８もオフとなる。このため、電源ＩＣ１０１のＩＳ端子には、一次側電流検出抵抗１０４により変換された、スイッチングＦＥＴ１０２のドレイン電流Ｉｄに比例した電圧が入力される。そして、ＩＳ端子電圧と、電源ＩＣ１０１のＦＢ端子電圧が等しくなったタイミングで、電源ＩＣ１０１のｏｕｔ端子電圧をローレベルとし、スイッチングＦＥＴ１０２をオフする。このときの各部の動作波形の概略を、図２（ｂ）の冷却ファン駆動電圧がローレベルとなっている期間（冷却ファン停止期間）に示している。尚、図３で説明したように、冷却ファン４０９が停止している期間中に、負荷電流が増大し、ＩＳ端子電圧が過電流保護閾値以上となった場合には、電源ＩＣ１０１によりスイッチング電源の動作が停止される。この場合、電源ＩＣ１０１の過電流保護機能は、冷却ファン回転時よりも低い負荷電流値で動作する。 When the cooling fan is stopped, the inverting input terminal (− terminal) of the comparator 209 is also 0 V and is equal to or lower than the reference voltage 210, so the output of the comparator 209 is in an open state. Accordingly, the photocoupler 206 is turned off. When the photocoupler 206 is in the off state, no voltage is applied to the gate of the FET 108 of the current value switching circuit configured on the primary side, and the FET 108 is also turned off. Therefore, a voltage proportional to the drain current Id of the switching FET 102 converted by the primary side current detection resistor 104 is input to the IS terminal of the power supply IC 101. Then, at the timing when the IS terminal voltage and the FB terminal voltage of the power supply IC 101 become equal, the out terminal voltage of the power supply IC 101 is set to the low level, and the switching FET 102 is turned off. The outline of the operation waveform of each part at this time is shown in the period (cooling fan stop period) in FIG. 2B where the cooling fan drive voltage is at a low level. As described with reference to FIG. 3, when the load current increases during the period when the cooling fan 409 is stopped and the IS terminal voltage becomes equal to or higher than the overcurrent protection threshold, the power supply IC 101 controls the switching power supply. The operation is stopped. In this case, the overcurrent protection function of the power supply IC 101 operates at a lower load current value than when the cooling fan is rotating.

［冷却ファン動作時の過電流保護動作］
冷却ファン動作時においては、図１に示すファン駆動回路のトランジスタ４０３に、不図示の制御部から入力されるＰＷＭ信号は、ハイレベル又はオンデューティが所定以上のパルス信号である。このとき、トランジスタ４０３、４０４はオン又はパルス駆動となる。従って、冷却ファン駆動電圧は、出力電圧（＋Ｖｏ）×オンデューティとなる。冷却ファン動作時においては、コンパレータ２０９の反転入力端子に入力される電圧は、冷却ファン駆動電圧を抵抗２０７、２０８で分圧した値となる。コンパレータ２０９の反転入力端子に入力される電圧値が基準電圧２１０以上であれば、コンパレータ２０９の出力はローレベルとなり、抵抗２０５を介してフォトカプラ２０６のＬＥＤに電流が流れ、フォトカプラ２０６のフォトトランジスタがオンする。即ち、フォトカプラ２０６がオン状態となる。尚、コンパレータ２０９の反転入力端子に入力される電圧が、基準電圧２１０未満である場合には、上述した冷却ファン停止時の動作と同じとなるため、説明を省略する。 [Overcurrent protection operation during cooling fan operation]
During the cooling fan operation, the PWM signal input from the control unit (not shown) to the transistor 403 of the fan drive circuit shown in FIG. 1 is a pulse signal having a high level or an on-duty of a predetermined value or more. At this time, the transistors 403 and 404 are turned on or pulsed. Therefore, the cooling fan drive voltage is output voltage (+ Vo) × on-duty. During the cooling fan operation, the voltage input to the inverting input terminal of the comparator 209 is a value obtained by dividing the cooling fan drive voltage by the resistors 207 and 208. If the voltage value input to the inverting input terminal of the comparator 209 is equal to or higher than the reference voltage 210, the output of the comparator 209 is at a low level, a current flows to the LED of the photocoupler 206 via the resistor 205, and the photocoupler 206 photo The transistor is turned on. That is, the photocoupler 206 is turned on. In addition, when the voltage input to the inverting input terminal of the comparator 209 is less than the reference voltage 210, the operation is the same as that when the cooling fan is stopped, and thus the description thereof is omitted.

以下、通常動作モード即ちフォトカプラ２０６のオン状態における一次側動作を説明する。フォトカプラ２０６がオン状態の場合、一次側に構成している電流値切換回路のＦＥＴ１０８もオンとなる。電源ＩＣ１０１のＩＳ端子には、一次側電流検出抵抗１０４により変換された、スイッチングＦＥＴ１０２のドレイン電流Ｉｄに比例した電圧を、抵抗１０５、１０７で分圧した電圧が入力される。そして、電源ＩＣ１０１のＩＳ端子電圧と、電源ＩＣ１０１のＦＢ端子電圧が等しくなったタイミングで、電源ＩＣ１０１のｏｕｔ端子電圧をローレベルとし、スイッチングＦＥＴ１０２をオフする。このときの動作波形の概略を、図２（ｂ）の冷却ファン駆動電圧がハイレベルとなっている期間（冷却ファン回転期間）に示している。尚、図３で説明したように、冷却ファン４０９が回転している期間中でも、冷却ファン停止時と同様に、負荷電流が増大し、ＩＳ端子電圧が過電流保護閾値以上となった場合には、電源ＩＣ１０１によりスイッチング電源の動作が停止される。この場合、電源ＩＣ１０１の過電流保護機能は、冷却ファン停止時よりも高い負荷電流値で動作する。 Hereinafter, the primary side operation in the normal operation mode, that is, in the ON state of the photocoupler 206 will be described. When the photocoupler 206 is in an on state, the FET 108 of the current value switching circuit configured on the primary side is also turned on. A voltage obtained by dividing the voltage proportional to the drain current Id of the switching FET 102 converted by the primary side current detection resistor 104 by the resistors 105 and 107 is input to the IS terminal of the power supply IC 101. Then, at the timing when the IS terminal voltage of the power supply IC 101 becomes equal to the FB terminal voltage of the power supply IC 101, the out terminal voltage of the power supply IC 101 is set to low level, and the switching FET 102 is turned off. The outline of the operation waveform at this time is shown in the period (cooling fan rotation period) in which the cooling fan drive voltage is high in FIG. As described with reference to FIG. 3, even when the cooling fan 409 is rotating, when the load current increases and the IS terminal voltage becomes equal to or higher than the overcurrent protection threshold, similarly to when the cooling fan is stopped. The operation of the switching power supply is stopped by the power supply IC101. In this case, the overcurrent protection function of the power supply IC 101 operates at a higher load current value than when the cooling fan is stopped.

ここで、図２は、冷却ファン回転期間と冷却ファン停止期間とで、冷却ファン回転時の負荷電流が、冷却ファン停止時の負荷電流よりも大きい（回転時＞＞停止時）場合の動作を示している。そのため、図２（ｅ）に示すように、冷却ファン停止期間のスイッチングＦＥＴ１０２のドレイン電流Ｉｄは、冷却ファン回転時のドレイン電流Ｉｄと比べて、オン期間が短く、オフ期間が長い。また、図２（ｅ）に示すように、冷却ファン停止期間のスイッチングＦＥＴ１０２のドレイン電流Ｉｄは、冷却ファン回転時のドレイン電流Ｉｄと比べて、ピーク電流も低くなっている。 Here, FIG. 2 shows the operation when the load current when the cooling fan is rotating is larger than the load current when the cooling fan is stopped (during rotation >> stopped) during the cooling fan rotation period and the cooling fan stop period. Show. Therefore, as shown in FIG. 2E, the drain current Id of the switching FET 102 during the cooling fan stop period has a shorter ON period and a longer OFF period than the drain current Id during the cooling fan rotation. As shown in FIG. 2E, the drain current Id of the switching FET 102 during the cooling fan stop period has a lower peak current than the drain current Id during cooling fan rotation.

図２の冷却ファン停止時と冷却ファン回転時を比較すると、冷却ファン停止時は、冷却ファン回転時に比べ、負荷電流が小さいにもかかわらず（図２（ｅ）参照）、電源ＩＣ１０１のＩＳ端子電圧が高い（図２（ｆ）参照）ことがわかる。即ち、冷却ファン停止期間は、冷却ファン回転期間よりも小さい負荷電流で、電源ＩＣ１０１のＩＳ端子電圧が過電流保護閾値以上となり、スイッチング動作が停止される。この過電流保護と冷却ファン動作の関係を図３に示している。図３に示すように、冷却ファン回転時、即ち通常動作モード時は、電源装置及びその電源装置を搭載した機器全体で、必要な最大電流値が高い。そのため、冷却ファン回転時最大電流よりも高い負荷電流で過電流保護が動作するように、電源ＩＣ１０１のＩＳ端子電圧を設定している。また、通常動作モード時では、ＩＥＣ６０９５０等で定められた過負荷状態が発生した場合でも、冷却ファン４０９によりフライバックトランス１１５等の絶縁素子を冷却している。このため、通常動作モード時には、一次側に構成している過電流保護が動作し、安全に電源装置を停止させることができる。 When the cooling fan is stopped and the cooling fan is rotated as shown in FIG. 2, the IS terminal of the power supply IC 101 has a smaller load current when the cooling fan is stopped than when the cooling fan is rotated (see FIG. 2E). It can be seen that the voltage is high (see FIG. 2 (f)). In other words, the cooling fan stop period is a load current smaller than the cooling fan rotation period, the IS terminal voltage of the power supply IC 101 becomes equal to or higher than the overcurrent protection threshold, and the switching operation is stopped. The relationship between this overcurrent protection and cooling fan operation is shown in FIG. As shown in FIG. 3, when the cooling fan is rotating, that is, in the normal operation mode, the required maximum current value is high in the power supply device and the entire device equipped with the power supply device. For this reason, the IS terminal voltage of the power supply IC 101 is set so that the overcurrent protection operates at a load current higher than the maximum current when the cooling fan rotates. Further, in the normal operation mode, the insulating element such as the flyback transformer 115 is cooled by the cooling fan 409 even when an overload condition determined by IEC60950 or the like occurs. For this reason, in the normal operation mode, the overcurrent protection configured on the primary side operates, and the power supply apparatus can be safely stopped.

一方、冷却ファン停止時、即ちスタンバイ動作モード時は、電源装置及びその電源装置を搭載した機器全体で、必要な最大電流値が比較的小さい。そのため、冷却ファン停止時最大電流を満足する負荷電流で過電流保護が動作するように、電源ＩＣ１０１のＩＳ端子電圧を設定している。また、スタンバイ動作モード時では、ＩＥＣ６０９５０等で定められた過負荷状態が発生した場合、冷却ファン４０９が停止しているため、フライバックトランス１１５等の絶縁素子を冷却することができない。しかしながら、本実施例では、冷却ファン停止時における過電流保護動作は、冷却ファン停止時最大電流を満足し、かつフライバックトランス１１５等の絶縁素子が温度許容値以下となる負荷電流値に設定している。そのため、一次側に構成している過電流保護が温度許容値以下で動作し、安全に電源装置を停止させることができる。 On the other hand, when the cooling fan is stopped, that is, in the standby operation mode, the required maximum current value is relatively small in the power supply device and the entire device equipped with the power supply device. Therefore, the IS terminal voltage of the power supply IC 101 is set so that the overcurrent protection operates with a load current that satisfies the maximum current when the cooling fan is stopped. Further, in the standby operation mode, when an overload state defined by IEC 60950 or the like occurs, the cooling fan 409 is stopped, so that the insulating elements such as the flyback transformer 115 cannot be cooled. However, in this embodiment, the overcurrent protection operation when the cooling fan is stopped is set to a load current value that satisfies the maximum current when the cooling fan is stopped and the insulating element such as the flyback transformer 115 is equal to or lower than the temperature allowable value. ing. Therefore, the overcurrent protection configured on the primary side operates below the allowable temperature value, and the power supply device can be safely stopped.

これにより本実施例の電源装置は、過負荷状態が発生した場合には、冷却ファンの回転、停止に関わらず、安全にスイッチング動作を停止することができる。更に、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す従来技術では、冷却ファン停止を伴う、負荷電流が小さいスタンバイ動作モードにおいても、過電流保護が電源装置及び電源装置を搭載した機器全体で、必要な最大電流値以上に設定されている。そのため、過電流保護回路が動作しない場合がある。これに対し、本実施例では、冷却ファンの停止に合わせて、即ち、冷却ファン駆動電圧に応じて、電流値切換回路によって過電流保護電流の閾値を切り換えている。そのため、本実施例では、冷却ファン４０９が停止している場合でも、低い負荷電流でスイッチング動作を停止させることができ、二次的な故障を招く可能性が低く、従来よりも安全性を向上させることができる。 Thereby, the power supply apparatus of a present Example can stop switching operation | movement safely, regardless of rotation and a stop of a cooling fan, when an overload state generate | occur | produces. Further, in the prior art shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), overcurrent protection is provided for the power supply device and the entire device equipped with the power supply device even in a standby operation mode with a small load current accompanied by a cooling fan stop. It is set above the required maximum current value. Therefore, the overcurrent protection circuit may not operate. On the other hand, in this embodiment, the threshold value of the overcurrent protection current is switched by the current value switching circuit according to the stop of the cooling fan, that is, according to the cooling fan drive voltage. Therefore, in this embodiment, even when the cooling fan 409 is stopped, the switching operation can be stopped with a low load current, and the possibility of causing a secondary failure is low, and the safety is improved compared to the conventional case. Can be made.

［他の実施例］
尚、本実施例では冷却ファン４０９の回転、停止によって、電源ＩＣ１０１のＩＳ端子電圧を切り換えているが、本発明の適応範囲を限定するものではなく、例えば、次のような過電流保護閾値を切り換える制御を行ってもよい。 [Other embodiments]
In this embodiment, the IS terminal voltage of the power supply IC 101 is switched by rotating and stopping the cooling fan 409. However, the scope of application of the present invention is not limited. For example, the following overcurrent protection threshold is set: Control for switching may be performed.

具体的には、図４に示す電源装置の模式的回路構成図のように、電源ＩＣ１０１は、閾値切換部１０１ａを備える構成とする。そして、冷却ファン４０９の回転・停止状態は、ファン駆動電圧検知回路によって検出した結果に基づいて、フォトカプラ２０６を介して電源ＩＣ１０１の閾値切換部１０１ａに入力される。電源ＩＣ１０１は、フォトカプラ２０６を介して入力される冷却ファン４０９の回転・停止情報に基づいて、閾値切換部１０１ａにより過電流保護の閾値を切り換える。尚、図１と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。 Specifically, as illustrated in the schematic circuit configuration diagram of the power supply device illustrated in FIG. 4, the power supply IC 101 includes a threshold value switching unit 101 a. The rotation / stop state of the cooling fan 409 is input to the threshold value switching unit 101a of the power supply IC 101 via the photocoupler 206 based on the result detected by the fan drive voltage detection circuit. Based on the rotation / stop information of the cooling fan 409 input through the photocoupler 206, the power supply IC 101 switches the overcurrent protection threshold by the threshold switching unit 101a. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as FIG. 1, and description is abbreviate | omitted.

ここで、冷却ファン回転時には、電源ＩＣ１０１の閾値切換部１０１ａにおいて、電源ＩＣ１０１のＩＳ端子電圧と、冷却ファン回転時の過電流保護閾値である第一閾値を比較し、ＩＳ端子電圧が、第一閾値以上か否かを判断する。一方、冷却ファン停止時には、電源ＩＣ１０１の閾値切換部１０１ａにおいて、電源ＩＣ１０１のＩＳ端子電圧と、冷却ファン停止時の過電流保護閾値である第二閾値を比較し、ＩＳ端子電圧が、第二閾値以上か否かを判断する。このとき、第一閾値が第二閾値よりも大きい（第一閾値＞＞第二閾値）という関係を満たせば、上述した図１に示す構成と同様に、従来よりも安全性を向上させる過電流保護が可能となる。 Here, when the cooling fan rotates, the threshold value switching unit 101a of the power supply IC 101 compares the IS terminal voltage of the power supply IC 101 with the first threshold value that is the overcurrent protection threshold value when the cooling fan rotates, and the IS terminal voltage is It is determined whether or not the threshold value is exceeded. On the other hand, when the cooling fan is stopped, the threshold value switching unit 101a of the power supply IC 101 compares the IS terminal voltage of the power supply IC 101 with the second threshold value that is the overcurrent protection threshold value when the cooling fan is stopped. It is determined whether or not this is the case. At this time, if the relationship that the first threshold value is larger than the second threshold value (first threshold value >> second threshold value) is satisfied, the overcurrent that improves the safety as compared with the conventional structure is provided as in the configuration shown in FIG. Protection is possible.

以上、本実施例によれば、冷却ファンの動作の状態を考慮して、過電流保護を行うことができる。そして、ＩＥＣで定められたような過負荷状態においても、冷却ファンの動作にかかわらず、一次側の過電流保護回路によって安全に電源装置を停止することができ、部品や装置のサイズを小型化することができる。 As described above, according to the present embodiment, overcurrent protection can be performed in consideration of the operation state of the cooling fan. Even in an overload condition as defined by the IEC, the power supply can be safely stopped by the overcurrent protection circuit on the primary side regardless of the operation of the cooling fan, and the size of parts and devices can be reduced. can do.

［電源装置の構成］
実施例２の電源装置の回路構成図を図５に示す。また、図６は、本実施例の電源装置の各部の動作波形であり、図６（ａ）、図６（ｃ）〜図６（ｇ）は、図２（ａ）、図２（ｃ）〜図２（ｇ）に対応したグラフであるため、説明は省略する。図６（ｂ）は、冷却ファン４０９から出力されるロック信号の波形を示している。 [Configuration of power supply unit]
FIG. 5 shows a circuit configuration diagram of the power supply device according to the second embodiment. FIG. 6 is an operation waveform of each part of the power supply device of the present embodiment. FIGS. 6 (a) and 6 (c) to 6 (g) are FIGS. 2 (a) and 2 (c). Since it is a graph corresponding to FIG. FIG. 6B shows the waveform of the lock signal output from the cooling fan 409.

図５に示す本実施例の電源装置の回路図は、図１に示す実施例１の電源装置に基づいて構成されており、実施例１との違いは、冷却ファン４０９の回転、停止を検知するファン駆動電圧検知回路に、冷却ファン４０９のロック信号を用いている点である。冷却ファンの中には、冷却ファンの停止、回転の状態を示す信号を出力するものがあり、本実施例では、停止、回転の状態を示す信号をロック信号という。ファン駆動電圧検知回路にロック信号が入力される入力端から、コンパレータ２０９の反転入力端子までの構成は、次のようになっている。即ち、抵抗２０７、コンデンサ２１１からなるローパスフィルタ、抵抗２０７、２０８からなる分圧回路、コンデンサ２１１に蓄えられた電荷の冷却ファン４０９への流れ込みを防止するダイオード２１２から構成されている。尚、実施例１と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。 The circuit diagram of the power supply device of the present embodiment shown in FIG. 5 is configured based on the power supply device of the first embodiment shown in FIG. 1, and the difference from the first embodiment is that the rotation and stop of the cooling fan 409 are detected. This is because the lock signal of the cooling fan 409 is used in the fan drive voltage detection circuit. Some cooling fans output a signal indicating the stop / rotation state of the cooling fan. In this embodiment, the signal indicating the stop / rotation state is called a lock signal. The configuration from the input terminal where the lock signal is input to the fan drive voltage detection circuit to the inverting input terminal of the comparator 209 is as follows. That is, the circuit includes a low-pass filter composed of a resistor 207 and a capacitor 211, a voltage dividing circuit composed of resistors 207 and 208, and a diode 212 that prevents the charge stored in the capacitor 211 from flowing into the cooling fan 409. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as Example 1, and description is abbreviate | omitted.

［冷却ファン停止時の過電流保護動作］
冷却ファン停止時は、冷却ファン４０９から出力されるロック信号がローレベルとなる。そのため、実施例１と同様に、コンパレータ２０９の出力はオープンとなり、フォトカプラ２０６もオフ状態となる。この状態での一次側動作は、実施例１と同様であるため、説明を省略する。 [Overcurrent protection operation when cooling fan is stopped]
When the cooling fan is stopped, the lock signal output from the cooling fan 409 is at a low level. Therefore, as in the first embodiment, the output of the comparator 209 is open, and the photocoupler 206 is also turned off. Since the primary side operation in this state is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

尚、本実施例では、このような構成にすることで、冷却ファン４０９が故障している場合であっても、適切に過電流保護を行うことができるため、実施例１に比べてより安全性を向上させることができる。例えば、装置が通常動作モードで稼働しているときに、冷却ファン４０９が停止してしまった場合、本実施例では、冷却ファン４０９がローレベルのロック信号を、ファン駆動電圧検知回路に出力する。そして、一次側の電流値切換回路により、過電流保護閾値に対応する負荷電流値は、冷却ファン回転時よりも低い負荷電流値に切り換わる。このため、電源ＩＣ１０１の過電流保護機能は、冷却ファン回転時よりも低い負荷電流値で動作する。このように、本実施例では、冷却ファン４０９が回転しているべき通常動作モード時に、回転を停止してしまった場合でも、スタンバイモード時の冷却ファン停止時と同じ低い負荷電流で、過電流保護機能が動作する。 In the present embodiment, by adopting such a configuration, even if the cooling fan 409 is out of order, it is possible to perform overcurrent protection appropriately, so that it is safer than the first embodiment. Can be improved. For example, when the cooling fan 409 stops while the apparatus is operating in the normal operation mode, in this embodiment, the cooling fan 409 outputs a low level lock signal to the fan drive voltage detection circuit. . Then, the load current value corresponding to the overcurrent protection threshold is switched to a lower load current value than when the cooling fan is rotated by the primary side current value switching circuit. For this reason, the overcurrent protection function of the power supply IC 101 operates at a lower load current value than when the cooling fan is rotating. As described above, in this embodiment, even when the rotation is stopped during the normal operation mode in which the cooling fan 409 should be rotating, the overcurrent is maintained with the same low load current as when the cooling fan is stopped in the standby mode. Protection function operates.

［冷却ファン回転時の過電流保護動作］
冷却ファン回転時は、冷却ファン４０９から出力されるロック信号がハイレベルとなる。そのため、実施例１と同様に、コンパレータ２０９はローレベルを出力し、フォトカプラ２０６もオン状態となる。この状態での一次側動作は、実施例１と同様であるため、説明を省略する。 [Overcurrent protection operation during cooling fan rotation]
When the cooling fan is rotating, the lock signal output from the cooling fan 409 is at a high level. Therefore, as in the first embodiment, the comparator 209 outputs a low level, and the photocoupler 206 is also turned on. Since the primary side operation in this state is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

このように、本実施例においても、実施例１と同様に、冷却ファン停止期間は、冷却ファン回転期間よりも小さい負荷電流で、電源ＩＣ１０１のＩＳ端子電圧が過電流保護閾値以上となりスイッチング動作を停止する。また、冷却ファン停止時における過電流保護動作は、冷却ファン停止時最大電流を満足し、かつフライバックトランス１１５等の絶縁素子が温度許容値以下となる負荷電流値に設定している。そのため、冷却ファン停止となる状態において、ＩＥＣ６０９５０等で定められた過負荷状態が発生した場合であっても、一次側に構成している過電流保護回路が温度許容値以下で動作し、安全に電源装置を停止させることができる。更に、本実施例では、冷却ファン４０９が出力するロック信号を用いているため、冷却ファン４０９が故障等で停止してしまった場合でも、低い負荷電流で過電流保護回路を動作させることができる。そのため、更に、安全性を向上させることができる。上述したように、本実施例の電源装置は、過負荷状態が発生した場合には、冷却ファン４０９の回転、停止に関わらず、安全にスイッチング動作を停止することができる。 As described above, also in the present embodiment, as in the first embodiment, the cooling fan stop period is a load current smaller than the cooling fan rotation period, and the IS terminal voltage of the power supply IC 101 is equal to or higher than the overcurrent protection threshold value so that the switching operation is performed. Stop. Further, the overcurrent protection operation when the cooling fan is stopped is set to a load current value that satisfies the maximum current when the cooling fan is stopped and the insulating element such as the flyback transformer 115 is equal to or lower than the temperature allowable value. Therefore, even when an overload condition defined by IEC60950 or the like occurs in a state where the cooling fan is stopped, the overcurrent protection circuit configured on the primary side operates at a temperature lower than the allowable temperature value, and is safe. The power supply can be stopped. Furthermore, since the lock signal output from the cooling fan 409 is used in this embodiment, the overcurrent protection circuit can be operated with a low load current even when the cooling fan 409 stops due to a failure or the like. . Therefore, safety can be further improved. As described above, the power supply apparatus according to the present embodiment can safely stop the switching operation regardless of the rotation or stop of the cooling fan 409 when an overload condition occurs.

尚、本実施例では、冷却ファン４０９が回転しているときにハイレベルのロック信号を出力し、停止しているときにローレベルのロック信号を出力する構成としている。しかし、ロック信号は、この構成に限定されるものではなく、冷却ファン４０９の回転と停止を区別できる信号であればよい。また、冷却ファン４０９が出力するロック信号に応じて、過電流保護閾値に対応する負荷電流の値を切り換える構成は、実施例１の図４で説明した構成にも適用でき、本実施例と同様の効果を得ることができる。 In this embodiment, a high level lock signal is output when the cooling fan 409 is rotating, and a low level lock signal is output when the cooling fan 409 is stopped. However, the lock signal is not limited to this configuration, and any signal that can distinguish between rotation and stop of the cooling fan 409 may be used. The configuration for switching the load current value corresponding to the overcurrent protection threshold according to the lock signal output from the cooling fan 409 can also be applied to the configuration described in FIG. 4 of the first embodiment and is the same as the present embodiment. The effect of can be obtained.

以上、本実施例によれば、冷却ファンの動作の状態を考慮して、過電流保護を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, overcurrent protection can be performed in consideration of the operation state of the cooling fan.

実施例１、２で説明した電源装置は、例えば画像形成装置の低圧電源、即ちコントローラ（制御部）やモータ等の駆動部へ電力を供給する電源として適用可能である。以下に、実施例１、２の電源装置が適用される画像形成装置の構成を説明する。 The power supply apparatus described in the first and second embodiments can be applied as, for example, a low-voltage power supply for an image forming apparatus, that is, a power supply that supplies power to a drive unit such as a controller (control unit) or a motor. The configuration of the image forming apparatus to which the power supply apparatus according to the first and second embodiments is applied is described below.

［画像形成装置の構成］
画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタを例にあげて説明する。図７に電子写真方式のプリンタの一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す。レーザビームプリンタ１３００は、静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム１３１１、感光ドラム１３１１を一様に帯電する帯電部１３１７（帯電手段）を備えている。また、レーザビームプリンタ１３００は、感光ドラム１３１１に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部１３１２（現像手段）を備えている。そして、感光ドラム１３１１に現像されたトナー像をカセット１３１６から供給された記録材としてのシート（不図示）に転写部１３１８（転写手段）によって転写して、シートに転写したトナー像を定着器１３１４で定着してトレイ１３１５に排出する。この感光ドラム１３１１、帯電部１３１７、現像部１３１２、転写部１３１８が画像形成部である。また、レーザビームプリンタ１３００は、実施例１、２で説明した電源装置１４００を備えている。尚、実施例１、２の電源装置１４００を適用可能な画像形成装置は、図７に例示したものに限定されず、例えば複数の画像形成部を備える画像形成装置であってもよい。更に、感光ドラム１３１１上のトナー像を中間転写ベルトに転写する一次転写部と、中間転写ベルト上のトナー像をシートに転写する二次転写部を備える画像形成装置であってもよい。 [Configuration of Image Forming Apparatus]
A laser beam printer will be described as an example of the image forming apparatus. FIG. 7 shows a schematic configuration of a laser beam printer which is an example of an electrophotographic printer. The laser beam printer 1300 includes a photosensitive drum 1311 as an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and a charging unit 1317 (charging unit) that uniformly charges the photosensitive drum 1311. The laser beam printer 1300 includes a developing unit 1312 (developing unit) that develops the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1311 with toner. The toner image developed on the photosensitive drum 1311 is transferred to a sheet (not shown) as a recording material supplied from the cassette 1316 by a transfer unit 1318 (transfer means), and the toner image transferred to the sheet is transferred to the fixing unit 1314. Is fixed and discharged to the tray 1315. The photosensitive drum 1311, the charging unit 1317, the developing unit 1312, and the transfer unit 1318 are image forming units. The laser beam printer 1300 includes the power supply device 1400 described in the first and second embodiments. The image forming apparatus to which the power supply device 1400 of the first and second embodiments can be applied is not limited to the one illustrated in FIG. 7, and may be an image forming apparatus including a plurality of image forming units, for example. Further, the image forming apparatus may include a primary transfer unit that transfers the toner image on the photosensitive drum 1311 to the intermediate transfer belt and a secondary transfer unit that transfers the toner image on the intermediate transfer belt to the sheet.

レーザビームプリンタ１３００は、画像形成部による画像形成動作や、シートの搬送動作を制御する不図示のコントローラを備えており、実施例１、２に記載の電源装置１４００は、例えばコントローラに電力を供給する。また、実施例１、２に記載の電源装置１４００は、感光ドラム１３１１を回転するため又はシートを搬送する各種ローラ等を駆動するためのモータ等の駆動部に電力を供給する。即ち、実施例１、２の負荷抵抗３０１は、コントローラや駆動部に相当する。本実施例の画像形成装置は、通常の画像形成動作を行う通常動作モードと、省電力を実現する待機状態であるスタンバイモードやスリープモードで稼働することが可能である。 The laser beam printer 1300 includes a controller (not shown) that controls an image forming operation by the image forming unit and a sheet conveying operation. The power supply device 1400 described in the first and second embodiments supplies power to the controller, for example. To do. Further, the power supply apparatus 1400 described in the first and second embodiments supplies power to a driving unit such as a motor for rotating the photosensitive drum 1311 or driving various rollers for conveying the sheet. That is, the load resistor 301 in the first and second embodiments corresponds to a controller or a drive unit. The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment can operate in a normal operation mode in which a normal image forming operation is performed and a standby mode or a sleep mode that is a standby state for realizing power saving.

本実施例のレーザビームプリンタ１３００が通常動作モードで稼働している場合、冷却ファン４０９は回転している。この通常動作モードとは、シートに画像を形成中の動作状態である。画像形成を行う場合は、感光ドラム１３１１、帯電部１３１７、現像部１３１２、転写部１３１８、定着器１３１４が駆動された状態であり、これらの駆動によって発熱し装置内部の温度が上昇する。装置内部の温度上昇を低下させるために冷却ファン４０９が回転駆動する。なお、スタンバイモードやスリープモードでは、冷却ファン４０９は停止した状態である。このように、本実施例の画像形成装置は、冷却ファン４０９の回転速度が異なる複数の動作モードに切り換え可能である。そして、実施例１、２で説明したように、電源装置１４００の過電流保護回路の閾値に対応する負荷電流の値は、冷却ファン回転時の最大負荷電流を満足し、且つ部品定格を満足する負荷電流値に設定されている。一方、本実施例のレーザビームプリンタ１３００が例えばスタンバイモードやスリープモードで稼働している場合、冷却ファン４０９は停止している。そして、実施例１、２で説明したように、電源装置１４００の過電流保護回路の閾値に対応する負荷電流の値は、冷却ファン停止時の最大負荷電流を満足し、且つフライバックトランス１１５の温度許容値を満足する負荷電流値に設定されている。これにより、本実施例のレーザビームプリンタ１３００では、過負荷状態が発生した場合であっても、冷却ファン４０９の回転、停止に関わらず、安全に電源装置１４００のスイッチング動作を停止することができる。 When the laser beam printer 1300 of this embodiment is operating in the normal operation mode, the cooling fan 409 is rotating. The normal operation mode is an operation state in which an image is being formed on the sheet. When image formation is performed, the photosensitive drum 1311, the charging unit 1317, the developing unit 1312, the transfer unit 1318, and the fixing unit 1314 are driven, and heat is generated by these drivings to increase the temperature inside the apparatus. The cooling fan 409 is driven to rotate in order to reduce the temperature rise inside the apparatus. In the standby mode and sleep mode, the cooling fan 409 is in a stopped state. As described above, the image forming apparatus of this embodiment can be switched to a plurality of operation modes in which the rotation speed of the cooling fan 409 is different. As described in the first and second embodiments, the load current value corresponding to the threshold value of the overcurrent protection circuit of the power supply device 1400 satisfies the maximum load current when the cooling fan rotates and satisfies the component rating. The load current value is set. On the other hand, when the laser beam printer 1300 of this embodiment is operating in, for example, a standby mode or a sleep mode, the cooling fan 409 is stopped. As described in the first and second embodiments, the load current value corresponding to the threshold value of the overcurrent protection circuit of the power supply device 1400 satisfies the maximum load current when the cooling fan is stopped, and the flyback transformer 115 The load current value that satisfies the temperature tolerance is set. Thereby, in the laser beam printer 1300 of the present embodiment, the switching operation of the power supply device 1400 can be safely stopped regardless of the rotation and stop of the cooling fan 409 even when an overload condition occurs. .

なお、本実施例の画像形成装置においては、不図示のコントローラからのモード切り換え指示に応じて冷却ファンの回転と停止が制御されるため、このモード切り換え信号に応じて、実施例１、２で説明した閾値の切り換えを実行することも可能である。 In the image forming apparatus of this embodiment, the rotation and stop of the cooling fan are controlled in accordance with a mode switching instruction from a controller (not shown). It is also possible to perform the described threshold switching.

以上、本実施例の画像形成装置によれば、冷却ファンの動作の状態を考慮して、過電流保護を行うことができる。 As described above, according to the image forming apparatus of this embodiment, overcurrent protection can be performed in consideration of the operation state of the cooling fan.

１０１電源ＩＣ
１０２スイッチングＦＥＴ
１０８ＦＥＴ
１１５フライバックトランス
２０９コンパレータ
４０９冷却ファン 101 Power IC
102 Switching FET
108 FET
115 Flyback transformer 209 Comparator 409 Cooling fan

Claims

A transformer that insulates the primary side from the secondary side;
A switching element for controlling on / off of the current flowing through the primary side of the transformer;
Control means for controlling on / off of the switching element;
A cooling fan for cooling the inside of the device,
A judging means for judging that an overcurrent occurs when a current flowing on a primary side of the transformer is equal to or greater than a threshold;
With
The control means is a power supply device that turns off the switching element when the determination means determines that an overcurrent is present,
Switching means for switching the threshold value,
The power switching apparatus according to claim 1, wherein the switching means switches the threshold value in accordance with an operating state of the cooling fan.

A detecting means for detecting a driving voltage of the cooling fan;
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the switching unit switches the threshold value according to a driving voltage of the cooling fan detected by the detection unit.

The switching unit switches the threshold value to a first threshold value when the driving voltage of the cooling fan detected by the detecting unit is equal to or higher than a predetermined value, and the driving voltage of the cooling fan detected by the detecting unit is the predetermined value. The power supply device according to claim 2, wherein when the value is less than the value, the threshold value is switched to a second threshold value that is smaller than the first threshold value.

The cooling fan outputs a signal corresponding to the state of operation,
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the switching unit switches the threshold value in accordance with a signal output from the cooling fan.

The switching means switches the threshold to the first threshold when the signal output from the cooling fan is at a high level, and sets the threshold to the first threshold when the signal output from the cooling fan is at a low level. The power supply device according to claim 4, wherein the power supply device is switched to a second threshold value smaller than the threshold value.

Image forming means for forming an image on a recording material;
The power supply device according to any one of claims 1 to 5,
An image forming apparatus comprising:

The image forming apparatus according to claim 6, wherein the image forming apparatus is switchable to a plurality of operation modes having different rotation speeds of the cooling fan.

The image forming apparatus according to claim 7, wherein the image forming apparatus switches the threshold value in accordance with the operation mode switching signal.