JP2015097446A - Power-supply device and image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源装置及び画像形成装置に関し、特にスイッチング電源、及びスイッチング電源を用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a power supply device and an image forming apparatus, and more particularly to a switching power supply and an image forming apparatus using the switching power supply.
従来、商用交流電圧を入力として安定化された直流電圧を得る電源装置において、商用交流電源の電圧が所定の電圧よりも高い電圧であった場合に、回路を保護するための過電圧保護回路がある。このほかにも過電圧保護回路は、100Vと200Vのコンセントが共用である国や地域において、誤操作により高い電圧が供給された場合にも過電圧から回路を保護するようになっている。過電圧保護回路としては、例えば、特許文献1のような回路が提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a power supply device that obtains a stabilized DC voltage using a commercial AC voltage as an input, there is an overvoltage protection circuit for protecting the circuit when the voltage of the commercial AC power supply is higher than a predetermined voltage. . In addition, the overvoltage protection circuit protects the circuit from overvoltage even when a high voltage is supplied by mistake in a country or region where 100V and 200V outlets are shared. As an overvoltage protection circuit, for example, a circuit as in Patent Document 1 has been proposed.
平滑コンデンサであるアルミ電解コンデンサに、定格電圧を十分に超える電圧が印加されると、漏れ電流が急激に増加し、発熱やガス発生に伴う内圧上昇による圧力弁の開弁が生じる。また、電圧印加から内圧上昇による開弁動作までの時間は、印加する電圧値や印加する時間によって異なる。例えば、印加する電圧値が定格を僅かに超える場合と、大きく超える場合とでは、僅かに超える場合の方が内圧上昇による開弁動作までの時間は長くなる。 When a voltage sufficiently exceeding the rated voltage is applied to the aluminum electrolytic capacitor, which is a smoothing capacitor, the leakage current increases rapidly, and the pressure valve opens due to heat generation and an increase in internal pressure due to gas generation. In addition, the time from voltage application to valve opening operation due to increase in internal pressure varies depending on the voltage value to be applied and the time to apply. For example, when the applied voltage value slightly exceeds the rating and when it greatly exceeds, the time until the valve opening operation due to the increase in internal pressure becomes longer.
交流入力電圧や交流入力電圧に相当する電圧を検出し、装置への電圧供給を遮断する過電圧保護手段は、平滑コンデンサの充電状態にかかわらず交流入力電圧を検出する方式である。このような方式では、僅かな時間でも定格電圧以上の交流入力電圧や、交流入力電圧に相当する電圧以上の電圧が検出された場合に、装置への電圧供給を遮断し、装置の動作を停止していた。また、電源オン時のように、平滑コンデンサに充電されている電荷がゼロの状態で電圧が供給されたときに、平滑コンデンサに突入電流が流れた場合、過電圧保護手段が動作して電圧供給が遮断される場合もあった。 The overvoltage protection means that detects an AC input voltage or a voltage corresponding to the AC input voltage and cuts off the voltage supply to the apparatus is a system that detects the AC input voltage regardless of the state of charge of the smoothing capacitor. In such a system, when an AC input voltage that is higher than the rated voltage or a voltage that is equal to or higher than the AC input voltage is detected for a short time, the voltage supply to the device is cut off and the operation of the device is stopped. Was. Also, when a voltage is supplied with the charge charged to the smoothing capacitor being zero, such as when the power is turned on, if an inrush current flows through the smoothing capacitor, the overvoltage protection means operates and the voltage supply is In some cases, it was blocked.
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、平滑コンデンサの開弁を抑制しつつ、平滑コンデンサへの突入電流によって電圧供給が遮断されないようにすることを目的とする。 The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to prevent voltage supply from being interrupted by an inrush current to the smoothing capacitor while suppressing valve opening of the smoothing capacitor.
前述の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)入力された交流電圧を整流する整流手段と、前記整流手段により整流された電圧を平滑する平滑コンデンサと、一次巻線、二次巻線及び補助巻線を有し、一次側と二次側を絶縁するトランスと、前記一次巻線に流れる電流をオン又はオフするスイッチング動作を行うスイッチング素子と、前記スイッチング素子の前記スイッチング動作を制御する制御手段と、を備える電源装置であって、前記平滑コンデンサの端子間のリプル電圧を検出する検出手段と、前記検出手段により検出したリプル電圧に応じた値が第一所定値以上となった場合に、前記スイッチング素子をオン状態に維持する保護手段と、前記保護手段により前記スイッチング素子がオン状態に維持されたことに応じて、前記整流手段に入力される交流電圧を遮断する遮断手段と、前記補助巻線から供給される電圧に応じて前記保護手段を動作又は停止させる切替手段と、を備えることを特徴とする電源装置。 (1) Rectifying means for rectifying the input AC voltage, a smoothing capacitor for smoothing the voltage rectified by the rectifying means, a primary winding, a secondary winding and an auxiliary winding, and a primary side and a secondary winding A power supply apparatus comprising: a transformer that insulates a secondary side; a switching element that performs a switching operation for turning on or off a current flowing through the primary winding; and a control unit that controls the switching operation of the switching element, Detection means for detecting a ripple voltage between the terminals of the smoothing capacitor, and protection for maintaining the switching element in an ON state when a value corresponding to the ripple voltage detected by the detection means is equal to or greater than a first predetermined value. And a blocking means for cutting off the AC voltage input to the rectifying means in response to the switching element being maintained in the ON state by the protection means. When the power supply apparatus characterized by comprising a switching means for operating or stopping the protective means according to a voltage supplied from the auxiliary winding.
(2)入力された交流電圧を整流する整流手段と、前記整流手段により整流された電圧を平滑する平滑コンデンサと、一次巻線と、二次巻線とを有し、一次側と二次側を絶縁するトランスと、前記一次巻線に流れる電流をオン又はオフするスイッチング動作を行うスイッチング素子と、前記スイッチング素子の前記スイッチング動作を制御する制御手段と、を備える電源装置であって、前記平滑コンデンサの端子間のリプル電圧を検出する検出手段と、前記検出手段により検出したリプル電圧に応じた値が第一所定値以上となった場合に、前記スイッチング素子をオン状態に維持する保護手段と、前記保護手段により前記スイッチング素子がオン状態に維持されたことに応じて、前記整流手段に入力される交流電圧を遮断する遮断手段と、前記平滑コンデンサに印加される電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出された電圧に応じて前記保護手段を動作又は停止させる切替手段と、を備えることを特徴とする電源装置。 (2) Rectifying means for rectifying the input AC voltage, a smoothing capacitor for smoothing the voltage rectified by the rectifying means, a primary winding, and a secondary winding, and a primary side and a secondary side A power supply device comprising: a transformer that insulates; a switching element that performs a switching operation for turning on or off a current flowing through the primary winding; and a control unit that controls the switching operation of the switching element. Detecting means for detecting a ripple voltage between terminals of the capacitor; and protecting means for maintaining the switching element in an ON state when a value corresponding to the ripple voltage detected by the detecting means is equal to or greater than a first predetermined value; A blocking means for cutting off the AC voltage input to the rectifying means in response to the switching element being maintained in the ON state by the protection means; Power supply for a voltage detector for detecting a voltage applied to the smoothing capacitor, and a switching means for operating or stopping the protection means in accordance with the detected voltage by said voltage detection means, comprising: a.
(3)画像形成を行う画像形成手段と、前記(1)又は(2)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。 (3) An image forming apparatus comprising: an image forming unit that performs image formation; and the power supply device according to (1) or (2).
本発明によれば、平滑コンデンサの開弁を抑制しつつ、平滑コンデンサへの突入電流によって電圧供給が遮断されないようにすることができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the voltage supply from being interrupted by the inrush current to the smoothing capacitor while suppressing the valve opening of the smoothing capacitor.
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施例1は、平滑コンデンサの圧力弁の開弁前に流れる漏れ電流により平滑コンデンサの両端に生じるリプル電圧を検出し、遮断手段を用いて平滑コンデンサへの電圧供給を遮断する回路構成である。これにより、本実施例では、平滑コンデンサの圧力弁の開弁を抑制する。また、本実施例では、電源オン時のように、平滑コンデンサに充電された電荷がゼロの状態で電圧が入力されたときに生じる突入電流による電圧変化と、定格電圧以上の電圧印加により平滑コンデンサの両端に生じるリプル電圧とを区別する。そして、電源オン時などの平滑コンデンサへの突入電流により電圧供給が遮断されることを抑制する構成である。 The first embodiment has a circuit configuration in which a ripple voltage generated at both ends of a smoothing capacitor is detected by a leakage current flowing before the pressure valve of the smoothing capacitor is opened, and voltage supply to the smoothing capacitor is cut off using a blocking unit. Thereby, in a present Example, the valve opening of the pressure valve of a smoothing capacitor is suppressed. Further, in this embodiment, the smoothing capacitor is changed by a voltage change caused by an inrush current that occurs when a voltage is input with the electric charge charged to the smoothing capacitor being zero, such as when the power is turned on, and a voltage exceeding the rated voltage is applied. And the ripple voltage generated at both ends of the. And it is the structure which suppresses that a voltage supply is interrupted | blocked by the rush current to the smoothing capacitor at the time of power-on.
[画像形成装置の構成]
図1は、画像形成装置として電子写真方式のレーザービームプリンタ(以下、単にプリンタという)の一例を示す概略図である。ここで、プリンタ10における画像形成動作について説明する。用紙Pは、給紙トレイ11から給紙ローラ12により一枚ずつ給紙され、搬送ローラ13によって所定のタイミングでプロセスカートリッジ14へ搬送される。また、プロセスカートリッジ14は、感光ドラム15と帯電ローラ16と現像ローラ17を有している。感光ドラム15には、帯電ローラ16が圧接して配置されており、この帯電ローラ16により、感光ドラム15の表面が一様に帯電される。その後、露光手段であるスキャナユニット19により、画像情報に基づいた露光が行われ、感光ドラム15の表面上に静電潜像が形成される。スキャナユニット19による露光の位置よりも感光ドラム15の回転方向(図中矢印方向(時計回り方向))下流側には、現像ローラ17が備えられている。感光ドラム15上に形成された静電潜像が現像ローラ17に対向する位置にくると、静電潜像に現像ローラ17からトナーが供給され、感光ドラム15上にトナー像(可視像)が形成される。
[Configuration of Image Forming Apparatus]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an electrophotographic laser beam printer (hereinafter simply referred to as a printer) as an image forming apparatus. Here, an image forming operation in the
一方で、用紙Pは、感光ドラム15に形成されたトナー像の移動速度に同期したタイミングで搬送される。そして、感光ドラム15に到達した用紙Pは、感光ドラム15と転写ローラ20の圧接部からなる転写ニップ部で、感光ドラム15上のトナー像を転写される。トナー像が転写された用紙Pは、定着器21に搬送される。定着器21は、互いに対向して圧接された2つのローラからなり、熱と圧力により、用紙P上のトナー像を定着させる。その後、用紙Pは排紙ローラ22、23によってプリンタ10の機外へと排出され、一連のプリント動作を終了する。なお、クリーニング装置18は、感光ドラム15を清掃する手段である。上述した一連のプリント動作では、スキャナユニット19等、上述した各装置を駆動させる必要があり、プリンタ10には電源装置が必要である。なお、電源装置が搭載される画像形成装置は、図1に示す画像形成装置に限定されるものではなく、例えばタンデム方式やロータリー方式等のカラーの画像形成装置等であってもよい。
On the other hand, the paper P is conveyed at a timing synchronized with the moving speed of the toner image formed on the
[電源装置の構成]
図2は、本実施例の電源装置を説明するための回路構成図である。電源装置は、保護手段である過電圧保護回路130を有している。図2中、一点鎖線部で示される過電圧保護回路130は、いずれも破線部で示される、検出手段である検出部131、フィルタ部132、平滑部133及び電圧調整部134を有している。検出部131は、コンデンサ及び抵抗を有しており、リプル電圧を検出する。フィルタ部132は、抵抗、コンデンサ及びダイオードを有している。平滑部133は、抵抗とコンデンサを有している。電圧調整部134は、抵抗を有している。更に、過電圧保護回路130は、Nチャネル型の電界効果トランジスタ(以下、単にFETとする)135、Pチャネル型のFET138、抵抗136、137、ダイオード139を有している。また、DCHは平滑コンデンサ108のプラス極のノードを、DCLは平滑コンデンサ108のマイナス極のノードをそれぞれ示しており、過電圧保護回路130に接続されている。
[Configuration of power supply unit]
FIG. 2 is a circuit configuration diagram for explaining the power supply device of this embodiment. The power supply apparatus has an
更に、過電圧保護回路130は、切替手段である突入抑制回路164を有している。突入抑制回路164は、後述するように、トランス111の補助巻線111cから供給される電圧SubPowerに応じて過電圧保護回路130を動作又は停止させる機能を有している。突入抑制回路164は、Nチャネル型のFET158、Pチャネル型のFET159及び抵抗160、161、162、163を有している。突入抑制回路164は、平滑コンデンサ108に充電された電荷がゼロの状態で、ACインレット101から電圧が供給されたときに流れる突入電流によって、第一のFETであるFET135が動作するのを抑制するために設けられている。
Further, the
ACインレット101から入力された交流電圧による電流は、整流手段である整流素子107により全波整流され、平滑コンデンサ108に充電される。更に、起動抵抗109により供給される電流によって、制御手段である電源IC120が起動し、スイッチング素子であるNチャネル型のFET110をオン又はオフさせる(以降、スイッチング動作という)。電源装置は、FET110のスイッチング動作により、トランス111にスイッチング電流を流すことで動作を開始する。ここで、トランス111は、一次側と二次側を絶縁するもので、一次巻線111a、二次巻線111b及び補助巻線111cを有している。トランス111が動作すると、トランス111の補助巻線111cとダイオード118、電解コンデンサ119により生成された直流電圧SubPowerが、電源IC120の電源電圧として供給されるようになる。これにより、電源IC120は、安定動作を続けることが可能となる。なお、直流電圧SubPowerは、過電圧保護回路130のFET138のソース端子と、突入抑制回路164の抵抗161の一端に印加されている。
The current due to the AC voltage input from the
更に、トランス111により変圧された二次側の電圧は、二次側整流ダイオード122と電解コンデンサ123により平滑され、安定した直流電圧が出力される。二次側から出力される直流電圧の電圧制御は、次のように行われる。二次側の直流電圧は、抵抗126、抵抗127により分圧され、シャントレギュレータ129に入力される。そして、シャントレギュレータ129とフォトカプラ121によりフィードバック信号が生成され、フィードバック信号が電源IC120に入力されることによりフィードバック制御が行われる。そして、電源IC120がFET110のスイッチング動作のデューティ及び周波数を変化させることで、電源装置は安定した直流電圧をVoutとして出力している。なお、電源装置は、遮断手段であるヒューズ102、Yコンデンサ(ラインバイパスコンデンサ)103、104、Xコンデンサ(アクロス・ザ・ラインコンデンサ)105を備える。また、電源装置は、コモンモードコイル106、共振コンデンサ113、コンデンサ114、抵抗115、116、117、抵抗124、125、コンデンサ128を備える。なお、図2中の記号A〜Fについては後述する。
Further, the secondary voltage transformed by the
[過電圧保護回路の動作]
図3(a)は、平滑コンデンサ108の端子間(両端)のリプル電圧による電流変化を検出する過電圧保護回路130の動作の一例を示したものである。図3(a)(A)は平滑コンデンサ108の下流に流れる電流、図3(a)(B)は検出部131の抵抗の両端の電圧、図3(a)(C)はフィルタ部132のダイオードの両端の電圧を示す。また、図3(a)(D)はFET135のゲート・ソース間の電圧、図3(a)(E)はFET135のドレイン・ソース間の電圧、図3(a)(F)はダイオード139のアノードの電位を示す。横軸はいずれも時間である。また、図3(a)には、平滑コンデンサ108に通常の電圧が印加されている期間(通常電圧印加と記載)と、過電圧が印加されている期間(過電圧印加と記載)を示す。なお、図2の過電圧保護回路130に示したA〜Fの記号は、図3(a)(A)〜図3(a)(F)に対応している。
[Operation of overvoltage protection circuit]
FIG. 3A shows an example of the operation of the
平滑コンデンサ108に過電圧が印加されている場合、図3(a)(A)に示すように、平滑コンデンサ108の下流に流れる電流は、時間とともに大きくなる。過電圧保護回路130は、検出部131により平滑コンデンサ108の両端のリプル電圧による電流変化を検出する。検出部131は、コンデンサを介して流れる電流を抵抗で電圧変換するため、図3(a)(B)に示すように、電圧の平均値がゼロとなる波形が検出される。検出部131で検出された信号は、フィルタ部132により図3(a)(C)のような商用電源の周波数(以下、商用周波数という)のリプル電圧として検出される。
When an overvoltage is applied to the smoothing
また、上述したように、直流電圧SubPowerは過電圧保護回路130の突入抑制回路164の抵抗161の一端に接続されている。抵抗161の他端には抵抗160の一端が接続されており、抵抗161と抵抗160の接続点はFET158のゲート端子に接続されている。このため、直流電圧SubPowerが生成されると、直流電圧SubPowerを抵抗161と抵抗160により分圧した値がFET158のゲート・ソース間に印加される。そして、直流電圧SubPowerを抵抗160、161で分圧した電圧が、第二のFETであるFET158が動作(オン)する電圧(以下、動作閾値ともいう)以上(第二所定値以上)となると、FET158がオン状態となる。また、FET158は、直流電圧SubPowerが動作閾値未満(第二所定値未満)ではオンしない。なお、直流電圧SubPowerが生成されるまでには、電解コンデンサ119により時定数が設けられている。即ち、電解コンデンサ119が充電されると、直流電圧SubPowerは一定の電圧値となる。図3(a)に示す状態では、電源装置がオンされてから所定時間が経過し、直流電圧SubPowerは一定の電圧値になっているものとし、突入抑制回路164においてFET158はオン状態になっているものとする。
Further, as described above, the DC voltage SubPower is connected to one end of the resistor 161 of the
FET158がオン状態になると、抵抗162と抵抗163を介してFET158に電流が流れ、FET159のゲート・ソース間に電位差が生じる。FET159のゲート・ソース間電圧がFET159の動作閾値を超えると、FET159がオン状態となり、平滑部133に電圧が供給され、平滑部133により直流電圧に平滑される。平滑部133により平滑された直流電圧は電圧調整部134に入力され、電圧調整部134が有する2つの抵抗により分圧される。ここで、電圧調整部134により分圧された電圧は、平滑コンデンサ108のリプル電圧の検出結果でもあるため、以降、リプル電圧検出結果ともいう。電圧調整部134により出力されたリプル電圧検出結果は、FET135のゲート端子に印加される。そして、リプル電圧検出結果(図3(a)(D)の実線)が、図3(a)(D)に破線で示すFET135の動作閾値以上(第一所定値以上)となると、FET135がオン状態となる。また、FET135は、リプル電圧検出結果が動作閾値未満(第一所定値未満)ではオンしない。
When the FET 158 is turned on, a current flows through the FET 158 via the
(通常電圧が印加されている場合)
通常の入力電圧では、トランス111の二次側に過大な負荷電流が流れることはないため、平滑コンデンサ108の両端のリプル電圧が異常に大きくなることはない(図3(a)(A))。従って、検出部131(図3(a)(B))、フィルタ部132(図3(a)(C))、平滑部133、電圧調整部134と検出されたリプル電圧検出結果である図3(a)(D)に示す電圧は、FET135の動作閾値まで達しない。このため、FET135はオフ状態となる(図3(a)(E))。FET135がオフ状態となると、FET138のゲート・ソース間電圧は同電位となり、FET138はオフ状態となる。FET138がオフ状態となることにより、直流電圧SubPowerがFET138、ダイオード139を介してFET110へ印加されることはない(図3(a)(F))。このため、FET110は、電源IC120により制御され、安定したスイッチング動作を行う。
(When normal voltage is applied)
With a normal input voltage, an excessive load current does not flow on the secondary side of the
(過電圧が印加されている場合)
次に、平滑コンデンサ108の定格電圧を十分に超える電圧が印加されたときについて説明する。平滑コンデンサ108の順方向に、定格電圧を十分に超える電圧を印加すると、平滑コンデンサ108内で漏れ電流が急激に増加し、発熱やガス発生に伴う内圧上昇が生じる。このとき、図3(a)(A)に示すように、急激に漏れ電流が流れ、短時間で内圧が上昇する。この急激な漏れ電流により平滑コンデンサ108の両端に生じるリプル電圧による電流変化(図3(a)(A))は、図3(a)(B)に示すように、過電圧保護回路130の検出部131により電圧に変換されて検出される。検出部131により検出された信号は、フィルタ部132により商用周波数のリプル電圧として検出され(図3(a)(C))、平滑部133により直流電圧に平滑される。大きな漏れ電流により生じるリプル電圧は大きく、電圧調整部134に生じるリプル電圧検出結果は、図3(a)(D)に示すように徐々に大きくなる。そして、リプル電圧検出結果がFET135の動作閾値以上となったときに、FET135はオン状態となる(図3(a)(E))。これにより、図3(a)(E)に示すように、FET135のドレイン・ソース間電圧は飽和状態となり、抵抗136、137に直流電圧SubPowerから電流が流れる。
(When overvoltage is applied)
Next, a case where a voltage sufficiently exceeding the rated voltage of the smoothing
そして、直流電圧SubPowerから抵抗137に電流が流れることにより抵抗137に電位差が生じ、FET138のゲート・ソース間電圧が動作閾値を超えると、FET138がオン状態となる。FET138がオン状態となることによって、図3(a)(F)に示すように、FET138、ダイオード139を介して、直流電圧SubPowerがFET110の制御端子であるゲート端子に印加される。これにより、FET110は、電源IC120からのスイッチング動作の制御にかかわらず、オン状態を維持することとなる。このように、本実施例では、平滑コンデンサ108の定格電圧を超える過電圧が入力されても、FET135のゲート・ソース間電圧が動作閾値を超えるまでの間は、電源IC120によるFET110のスイッチング動作が継続される。
When a current flows from the DC voltage SubPower to the
直流電圧SubPowerは、FET110を十分にオンできる電圧であり、FET110に直流電圧SubPowerが印加されると、FET110のゲート・ソース間電圧が上昇してFET110はオン状態を維持するようになる。その結果、図3(a)(F)に示すように、ダイオード139が導通している間に、ヒューズ102がヒューズの溶断時間に達するとヒューズ溶断に至り、ヒューズ102は完全にオープンとなって、平滑コンデンサ108の圧力弁の開弁を抑制することができる。なお、本実施例では、ヒューズ102の溶断時間が、平滑コンデンサ108の開弁時間よりも短い時間(溶断時間<開弁時間)となるように、FET135が動作するタイミングが決定されているものとする。
The DC voltage SubPower is a voltage that can sufficiently turn on the
(平滑コンデンサに充電されている電荷がゼロのとき)
一方、電源オフからオンされたときのように、図3(b)に、平滑コンデンサ108に充電されている電荷がゼロの状態で、ACインレット101から電圧が供給されたときの、過渡的な状態の各部の動作を示す。ここで、図3(b)(A)は図3(a)(A)に、図3(b)(D)は図3(a)(D)に、図3(b)(F)は、図3(a)(F)に対応している。また、図3(b)(SubPower)は直流電圧SubPowerの電圧波形を示す図である。図3(b)(A)に示すように、平滑コンデンサ108に充電されている電荷がゼロの状態で、ACインレット101から電圧が供給される(交流入力電圧がオフの状態からオンの状態に遷移する)と、平滑コンデンサ108に突入電流が流れる。ここで、過電圧保護回路130が突入抑制回路164を有していない場合、図3(b)(D)に二点鎖線で示すFET135のゲート・ソース間電圧は、平滑コンデンサ108に流れた突入電流によって、破線で示すFET135の動作閾値以上となってしまう。そして、過電圧保護回路130が働き、ヒューズ102の溶断に至る。ここで、図3(b)(F)に、突入抑制回路164がない場合の直流電圧SubPowerの波形を二点鎖線で示す。なお、図3(b)(F)の黒丸印は、FET110の動作電圧を示し、一点鎖線で描かれた部分は、突入抑制回路164がない場合にヒューズ102が溶断するまでの時間(溶断時間)を示している。
(When the charge on the smoothing capacitor is zero)
On the other hand, FIG. 3B shows a transient state when a voltage is supplied from the
ACインレット101から電圧が供給されてから直流電圧SubPowerが所定の電圧になるまでには、補助巻線111cに接続された電解コンデンサ119を充電するための時間が必要である。従って、本実施例で示したような突入抑制回路164がある場合、図3(b)(SubPower)に実線で示すように、直流電圧SubPowerが所定の電圧になるまでの間、FET158のゲート・ソース間電圧はFET158の動作閾値以上とはならない。言い換えれば、直流電圧SubPowerが所定の電圧になったときに、抵抗160、161により分圧された電圧がFET158の動作電圧以上となるように構成している。このため、直流電圧SubPowerが所定の電圧になるまでにはFET158はオン状態とはならず、FET159もオン状態になることはない。よって、図3(b)(D)に実線で示すように、図2中のD点におけるリプル電圧検出結果の電圧はFET135の動作閾値を超えず、過電圧保護回路130は動作しない。このため、図3(b)(F)に示すように、FET110に直流電圧SubPowerが印加されることはなく、平滑コンデンサ108への突入電流によるヒューズ102の溶断を抑制することができる。なお、突入抑制回路164によって過電圧保護回路130が動作しない期間(直流電圧SubPowerが所定の電圧になるまでの期間)を、突入抑制期間とする。
It takes time to charge the
このように、本実施例の電源装置は、平滑コンデンサ108の圧力弁の開弁直前に流れる漏れ電流による平滑コンデンサ108の両端に生じるリプル電圧を過電圧保護回路130で検出する構成である。過電圧保護回路130によって過電圧を検出した場合には、FET110をオン状態に維持して、ヒューズ102を溶断しオープン状態にすることで、平滑コンデンサ108の圧力弁の開弁を抑制できる。そして、本実施例では、電源オン時など、平滑コンデンサ108に充電されている電荷がゼロの状態のときに、突入電流を検知して過電圧保護回路130が動作してしまい、ヒューズ102が溶断されてしまうことを防止する構成である。即ち、ACインレット101から電圧が供給されたときの平滑コンデンサ108への突入電流による電圧変化と、定格電圧以上の電圧印加に対する平滑コンデンサ108の開弁直前における平滑コンデンサ108の両端に生じるリプル電圧とを区別している。これにより本実施例では、電源オン時の平滑コンデンサ108への突入電流による電圧供給の遮断を抑制することができる。
As described above, the power supply apparatus according to the present embodiment has a configuration in which the
以上、本実施例によれば、平滑コンデンサの開弁を抑制しつつ、平滑コンデンサへの突入電流によって電圧供給が遮断されないようにすることができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to prevent the voltage supply from being interrupted by the inrush current to the smoothing capacitor while suppressing the valve opening of the smoothing capacitor.
実施例2では、平滑コンデンサの両端のリプル電圧と、平滑コンデンサの両端に入力される電圧を検出し、両方の電圧が動作閾値以上となった場合に、遮断手段を用いて平滑コンデンサへの電圧供給を遮断する構成について説明する。本実施例は、このような構成により、平滑コンデンサへの圧力弁の開弁を抑制する。この構成により、実施例1の効果に加え、平滑コンデンサの開弁前に流れる漏れ電流によるリプル電圧と、通常動作入力電圧範囲内で大きい負荷電流が流れたときに生じるリプル電圧とを、判別することができる。更に、本実施例は、平滑コンデンサの両端に相当する電圧を入力電圧検出回路で検出し、入力電圧検出回路が動作しているときのみ、所定の直流電圧を生成する回路を備える構成である。そして、生成された所定の直流電圧を遮断手段の電源とすることで、制御ICが補助巻線からではなく、別電源から電力供給されている構成でも平滑コンデンサの開弁直前のリプル電圧を検出する構成である。 In Example 2, the ripple voltage at both ends of the smoothing capacitor and the voltage input to both ends of the smoothing capacitor are detected, and when both voltages are equal to or higher than the operating threshold, the voltage to the smoothing capacitor is used by using a cutoff means. A configuration for cutting off the supply will be described. The present embodiment suppresses the opening of the pressure valve to the smoothing capacitor by such a configuration. With this configuration, in addition to the effects of the first embodiment, the ripple voltage due to the leakage current flowing before the smoothing capacitor is opened and the ripple voltage generated when a large load current flows within the normal operation input voltage range are discriminated. be able to. Furthermore, the present embodiment is configured to include a circuit that detects a voltage corresponding to both ends of the smoothing capacitor with an input voltage detection circuit and generates a predetermined DC voltage only when the input voltage detection circuit is operating. And by using the generated DC voltage as the power supply for the cutoff means, the ripple voltage immediately before the smoothing capacitor is opened can be detected even when the control IC is powered from a separate power supply instead of from the auxiliary winding. It is the structure to do.
[電源装置の構成]
図4(a)は、本実施例の電源装置を説明するための回路構成図である。なお、実施例1で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。本実施例のトランス111は、一次巻線111aと二次巻線111bを有し、補助巻線は有していない。図4(a)中破線部で示す電圧検出手段である入力電圧検出回路140は、時定数フィルタと、時定数フィルタに接続したNチャネル型のFET143と、抵抗148、149と、を備える。更に、入力電圧検出回路140は、FET144と、PNP型のバイポーラトランジスタ(以下、単にトランジスタという)145と、抵抗150、151と、を備える。ここで、時定数フィルタは、DCHに接続されたツェナーダイオード141と、ツェナーダイオード141に接続された抵抗146と、コンデンサ142と、から構成される。抵抗148、149は、FET143のオン動作により、平滑コンデンサ108の両端の電圧を検出する。FET144は、抵抗149の両端に生じる電圧検出結果によって、オンオフ動作を行う。トランジスタ145は、FET144の状態に応じて動作が切り替わる。図4(a)に示す電源IC120は、起動抵抗109により起動されたあと、別電源152からの電圧供給により安定して動作する。また、本実施例の入力電圧検出回路140は、NPN型のバイポーラトランジスタ(以下、トランジスタとする)153、抵抗154、155、156、ツェナーダイオード157を備えている。
[Configuration of power supply unit]
FIG. 4A is a circuit configuration diagram for explaining the power supply device of this embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as the structure demonstrated in Example 1, and description is abbreviate | omitted. The
ここで、図4(b)に、平滑コンデンサ108の両端に印加される電圧とリプル電圧の関係について示す。図4(b)の縦軸はリプル電圧[V]、横軸は平滑コンデンサ108の両端に印加される電圧[V]を示している。一般に、トランス111の二次側の出力電圧を一定にした場合、平滑コンデンサ108の両端に印加される電圧を大きくすると、トランス111の一次側に流れるスイッチング電流は小さくなる。このため、平滑コンデンサ108の両端に生じるリプル電圧は小さくなる。従って、図4(b)に示すように、平滑コンデンサ108の両端に印加される電圧とリプル電圧は右下がりの特性で表わされる。
Here, FIG. 4B shows the relationship between the voltage applied to both ends of the smoothing
また、トランス111の二次側のVoutで消費される出力電圧を大きくすると、トランス111の一次側にも大きなスイッチング電流が流れる。このため、電源装置によっては、通常動作電圧範囲内でのリプル電圧が大きくなる場合もある。例として、トランス111の二次側のVoutで消費される負荷電流が大きい場合を図4(b)に示す。図4(b)で、Vripは、平滑コンデンサ108の開弁前に流れる漏れ電流によるリプル電圧であり、Vmaxは、通常動作電圧範囲内で大きい負荷電流が流れた場合に生じる最大リプル電圧である。本実施例の過電圧保護回路130は、検出部131、フィルタ部132、平滑部133、電圧調整部134、突入抑制回路164から構成されている。リプル電圧Vripよりも最大リプル電圧Vmaxが大きい場合、過電圧保護回路130は、最大リプル電圧Vmaxを検出し動作するおそれがある。このため、本実施例では、漏れ電流によるリプル電圧と通常動作電圧範囲内でのリプル電圧とを区別する手段として、過電圧保護回路130と入力電圧検出回路140とを備える構成である。
Further, when the output voltage consumed by Vout on the secondary side of the
[電源装置の動作]
本実施例の電源装置の動作を説明する。なお、回路の条件は以下のとおりである。平滑コンデンサ108の耐圧電圧は、直流電圧V2[V]であり、V3[V]以上で漏れ電流が流れ始める。ツェナーダイオード141のツェナー電圧はVz1[V]、ツェナーダイオード157のツェナー電圧はVz2[V]であり、Vz1とVz2の和が電圧V2(=Vz1+Vz2)になるよう構成されている。ツェナー電圧Vz2は、FET143を十分にオンできる電圧である。FET144は、平滑コンデンサ108の両端に電圧V2[V]以上(第三所定値以上)の電圧が印加されたときに動作するように、抵抗148、149により設計されている。また、FET135は平滑コンデンサ108の両端のリプル電圧がFET135の動作閾値であるVo[V](第一所定値)以上のときに動作するよう設計されている。即ち、平滑コンデンサ108の両端のリプル電圧がVo[V]以上となったときに、過電圧保護回路130が動作する。
[Power supply operation]
The operation of the power supply device of this embodiment will be described. The circuit conditions are as follows. The withstand voltage of the smoothing
(1)V1以上V2未満の電圧が印加された場合(V1≦V<V2)
通常動作は実施例1と同じため省略する。また、図5(a)は、平滑コンデンサ108にV1以上V2未満の電圧が印加された場合の、過電圧保護回路130及び入力電圧検出回路140の動作の一例を示したものである。図5(a)(A)、図5(a)(D)、図5(a)(F)は、それぞれ図3(a)(A)、図3(a)(D)、図3(a)(F)と同様であり説明を省略する。図5(a)(Vth)は、入力電圧検出回路140が過電圧保護回路130に出力する検出電圧Vthの波形である。図5(b)〜図5(d)についても同様である。図5(a)には、平滑コンデンサ108に通常電圧が印加されている状態で、トランス111の二次側のVoutで消費される負荷電流が小さい場合と大きい場合の各波形を示している。
(1) When a voltage of V1 or more and less than V2 is applied (V1 ≦ V <V2)
Since the normal operation is the same as that of the first embodiment, it is omitted. FIG. 5A shows an example of operations of the
平滑コンデンサ108の両端に印加される電圧はV2未満であり、ツェナーダイオード141とツェナーダイオード157のツェナー電圧の和であるV2(=Vz1+Vz2)を超えない。このため、ツェナーダイオード141を介して抵抗146に電流は流れないため、FET143のゲート・ソース間電圧はFET143の動作閾値より低い電圧となる。よって、FET143はオフ状態となり、FET144のゲート・ソース間電圧はFET144の動作電圧より低い電圧となるため、FET144もオフ状態となる。トランジスタ145のベース・エミッタ間電圧もトランジスタ145の動作閾値を超えないため、トランジスタ145もオフ状態となる。従って、図5(a)(Vth)に示すように、トランジスタ145を介して電圧Vthが過電圧保護回路130に供給されることはない。
The voltage applied across the smoothing
また、電圧Vthが過電圧保護回路130に供給されないため、FET158のゲート・ソース間電圧は、FET158の動作閾値より低い電圧となり、FET158はオフ状態となる。従って、抵抗162、163を介してFET158のドレイン・ソース間に電流は流れず、FET159のゲート・ソース間電圧はFET159の動作閾値を超えない。このため、FET159もオフ状態となる。従って、図5(a)(D)に示すように、FET135のゲート・ソース間電圧もFET135の動作閾値を超えることはなく、FET135はオフ状態となる。結果として、FET138はオフ状態となり、図5(a)(F)に示すように電圧VthがFET138を介してFET110に供給されることはなく、FET110は、電源IC120の制御により安定したスイッチング動作を行う。このように、平滑コンデンサ108の両端に印加される電圧がV1以上V2未満である場合、入力電圧検出回路140は検出電圧Vthを出力せず、過電圧保護回路130は動作しない。
Further, since the voltage Vth is not supplied to the
(2)V2以上V3未満の電圧が印加された場合(V2≦V<V3)
次に、平滑コンデンサ108の両端に生じる電圧がV2以上V3未満の場合について説明する。図5(b)には、平滑コンデンサ108に通常電圧(V1≦V<V2)が印加され、その後、過電圧(V2≦V<V3)が印加され、再び通常電圧が印加されている様子を示している。この場合、平滑コンデンサ108の耐圧V2を僅かに超える電圧が、平滑コンデンサ108の両端に印加された状態になる。平滑コンデンサ108の両端にV2以上V3未満の電圧が短い時間印加されると、ツェナーダイオード141に電流が流れ、ツェナーダイオード141の両端電圧をツェナー電圧Vz1に等しい一定の値にしようとする。このときに流れる電流が抵抗146を介してツェナーダイオード157に流れ、ツェナーダイオード157の両端電圧をツェナー電圧Vz2に等しい一定の値にしようとする。従って、抵抗156及びコンデンサ142の両端電圧は、ツェナーダイオード157のツェナー電圧Vz2となる。そして、FET143の動作閾値よりも高い電圧がFET143のゲート・ソース間に印加されるため、FET143はオン状態となり、抵抗148と抵抗149の分圧によりFET144のゲート・ソース電圧が決まる。なお、抵抗156の両端電圧がVz2となるためにはコンデンサ142を十分に充電するための時間が必要である。このため、DCHに電圧が印加されてから所定の時間経過後に抵抗156の両端電圧がVz2となり、FET143がオン状態となる。
(2) When a voltage of V2 or more and less than V3 is applied (V2 ≦ V <V3)
Next, the case where the voltage generated at both ends of the smoothing
更に抵抗148、149の分圧により発生する電圧がFET144の動作閾値を超えるため、FET144はオン状態になる。また、トランジスタ153のベース端子はツェナーダイオード157のツェナー電圧Vz2となる。このため、トランジスタ153がオン状態となり、抵抗155の両端には、ツェナー電圧Vz2からトランジスタ153のベース・エミッタ間飽和電圧を差し引いた電圧Vdcが印加される。よって、抵抗150、151にトランジスタ153から電流が流れ、抵抗150の両端に電位差が発生する。抵抗150の両端に発生した電位差により、トランジスタ145のベース・エミッタ間電圧が動作閾値を超える。このため、トランジスタ145がオン状態となり、図5(b)(Vth)に示したように、所定の時間経過後、電圧Vdc(所定の電圧)がトランジスタ145を介して電圧Vthとして過電圧保護回路130に供給される。
Further, since the voltage generated by the voltage division of the
また、電圧Vthが過電圧保護回路130に供給されると、電圧Vthを抵抗161と抵抗160により分圧した値がFET158のゲート・ソース間に印加される。そして、FET158のゲート・ソース間に印加された電圧がFET158の動作閾値を超えると、FET158がオン状態となる。FET158がオン状態になると、抵抗162と抵抗163を介して、FET158に電流が流れ、FET159のゲート・ソース間に電位差が生じる。FET159のゲート・ソース間電圧がFET159の動作閾値を超えると、FET159がオン状態となり、平滑部133に電圧が供給され、直流電圧に平滑される。
When the voltage Vth is supplied to the
一方、図4(b)に示したとおり、平滑コンデンサ108の両端にV2以上V3未満の電圧が印加されているときに生じるリプル電圧は最小リプル電圧Vminよりも小さい。即ち、FET135が動作するリプル電圧Voよりも小さい。このため、検出部131及びフィルタ部132、平滑部133、電圧調整部134で検出されるリプル電圧検出結果は、図5(b)(D)に示すようにFET135の動作閾値よりも小さい。このため、FET135はオフ状態のままである。従って、抵抗136、137に電流は流れず、FET138のゲート・ソース間電圧は同電位となり、FET138はオフ状態のままである。結果として、図5(b)(F)に示したように電圧VthがFET138を介してFET110に印加されることはなく、FET110は、電源IC120の制御により安定したスイッチング動作を行う。このように、平滑コンデンサ108の両端に印加される電圧がV2以上V3未満である場合、入力電圧検出回路140は検出電圧Vthを出力するが、過電圧保護回路130は動作しない。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the ripple voltage generated when a voltage not lower than V2 and lower than V3 is applied across the smoothing
(3)V3以上の電圧が印加された場合(V3≦V)
次に、平滑コンデンサ108の両端に生じる電圧がV3以上の場合について説明する。図5(c)は、V3以上の電圧が印加された場合の過電圧保護回路130及び入力電圧検出回路140の動作の一例を示したものである。平滑コンデンサ108の耐圧V2を十分に超える電圧V3が平滑コンデンサ108の両端に印加されると、ツェナーダイオード141に電流が流れ、ツェナーダイオード141の両端電圧をツェナー電圧Vz1に等しい一定の値にしようとする。このときに流れる電流が抵抗146を介してツェナーダイオード157に流れ、ツェナーダイオード157の両端電圧をツェナー電圧Vz2に等しい一定の値にしようとする。従って、抵抗156及びコンデンサ142の両端電圧は、ツェナーダイオード157のツェナー電圧Vz2となる。FET143の動作閾値よりも高い電圧がFET143のゲート・ソース間に印加されるため、FET143はオン状態となり、抵抗148と149の分圧によりFET144のゲート・ソース電圧が決まる。
(3) When a voltage of V3 or higher is applied (V3 ≦ V)
Next, a case where the voltage generated across the smoothing
更に、抵抗148、149の分圧により発生する電圧がFET144の動作閾値を超えるため、FET144はオン状態になる。また、トランジスタ153のベース端子はツェナーダイオード157のツェナー電圧Vz2となる。このため、トランジスタ153がオン状態となり、抵抗155の両端には、ツェナー電圧Vz2からトランジスタ153のベース・エミッタ間飽和電圧を差し引いた電圧Vdcが印加される。よって、抵抗150、151にトランジスタ153から電流が流れ、抵抗150の両端に電位差が発生する。抵抗150の両端に発生した電位差により、トランジスタ145のベース・エミッタ間電圧が動作閾値を超えるため、トランジスタ145がオン状態となる。そして、図5(c)(Vth)に示すように、所定の時間経過後、電圧Vdcがトランジスタ145を介して、電圧Vthとして過電圧保護回路130に供給される。
Further, since the voltage generated by the divided voltage of the
また、電圧Vthが過電圧保護回路130に供給されると、電圧Vthを抵抗161と抵抗160により分圧した値がFET158のゲート・ソース間に印加される。そして、FET158のゲート・ソース間に印加された電圧がFET158の動作閾値を超えると、FET158がオン状態となる。FET158がオン状態になると、抵抗162、163を介してFET158に電流が流れ、FET159のゲート・ソース間に電位差が生じる。FET159のゲート・ソース間電圧がFET159の動作閾値を超えると、FET159がオン状態となり、平滑部133に電圧が供給され、直流電圧に平滑される。
When the voltage Vth is supplied to the
また、平滑コンデンサ108の両端に平滑コンデンサ108の耐圧V2を超える電圧(V3以上の電圧)が印加されているため、図5(c)(A)に示すように漏れ電流が急激に増加し、発熱やガス発生に伴う内圧の上昇が生じる。この急激な漏れ電流による平滑コンデンサ108の両端のリプル電圧(例えば、図4(b)のリプル電圧Vrip)による電流変化を検出部131により検出する。検出部131により検出された信号は、フィルタ部132により商用周波数のリプル電圧として検出され、平滑部133で直流電圧に平滑される。図5(c)(D)に示すように、漏れ電流により生じたリプル電圧はVo(図4(b)参照)以上であるため、電圧調整部134に生じるリプル電圧検出結果も大きくなり、FET135の動作閾値以上となったときFET135はオン状態となる。これにより、FET138のゲート・ソース間電圧が動作閾値を超えてFET138がオン状態となる。従って、図5(c)(F)に示すように、FET138、ダイオード139を介して電圧VthがFET110に印加される。
Further, since a voltage exceeding the withstand voltage V2 of the smoothing capacitor 108 (voltage of V3 or more) is applied to both ends of the smoothing
電圧VthはFET110を十分にオンできる電圧であり、FET110に電圧Vthが印加されると、FET110のゲート・ソース間電圧が上昇する。その結果、ヒューズの溶断時間に達するとヒューズ102がヒューズ溶断に至り、ヒューズ102は完全にオープンとなり、平滑コンデンサ108の圧力弁の開弁を抑制することができる。このように、平滑コンデンサ108の両端に印加される電圧がV3以上である場合、入力電圧検出回路140は検出電圧Vthを出力し、過電圧保護回路130も動作する。
The voltage Vth is a voltage that can sufficiently turn on the
(平滑コンデンサに充電されている電荷がゼロのとき)
一方、図5(d)は、電源オン時のように、平滑コンデンサ108に充電されている電荷がゼロの状態で、ACインレット101からV2以上(定格電圧以上)の電圧が平滑コンデンサ108に供給されたときの過渡的な状態の動作を示したものである。図5(d)(A)に示すように、平滑コンデンサ108に充電されている電荷がゼロの状態で、ACインレット101から電圧が供給されると、平滑コンデンサ108に突入電流が流れる。ここで、過電圧保護回路130が突入抑制回路164を有さない場合、図5(d)(D)に二点鎖線で示すように、リプル電圧検出結果は、破線で示すFET135の動作閾値以上となる。そして、過電圧保護回路130が動作し、ヒューズ102の溶断に至る。ここで、図5(d)(F)に、突入抑制回路164がない場合の電圧Vthの波形を二点鎖線で示す。なお、図5(d)(F)の黒丸印は、FET110の動作電圧を示し、一点鎖線で描かれた部分はヒューズ102の溶断時間を示している。
(When the charge on the smoothing capacitor is zero)
On the other hand, FIG. 5D shows that the voltage charged to the smoothing
ACインレット101から電圧が供給されてから、電圧Vdcが所定の電圧になるまでには、コンデンサ142を充電するための時間が必要である。即ち、図5(d)(Vth)に実線で示すように、電圧Vthが所定の電圧(Vdc)になるまでには所定の時間(突入抑制期間という)が必要である。そして、突入抑制期間では、FET158のゲート・ソース間電圧はFET158の動作閾値以上とならないため、FET159がオン状態になることはない。従って、図5(d)(D)に実線で示す電位は、FET135の動作閾値を超えず、過電圧保護回路130は動作しない。このため、図5(d)(F)に実線で示すように、FET110に電圧Vthが印加されることはなく、突入電流によるヒューズ102の溶断を抑制することができる。このように、平滑コンデンサ108に突入電流が流れた場合、入力電圧検出回路140は検出電圧Vthを出力するが、過電圧保護回路130は動作しない。
It takes time to charge the capacitor 142 until the voltage Vdc reaches a predetermined voltage after the voltage is supplied from the
以上説明したように、本実施例の電源装置は、過電圧保護回路130と入力電圧検出回路140を備えている。本実施例の過電圧保護回路130は、平滑コンデンサ108の圧力弁の開弁直前に流れる漏れ電流による平滑コンデンサ108の両端に生じるリプル電圧を検出する。また、本実施例の入力電圧検出回路140は、平滑コンデンサ108の両端に相当する電圧を検出する。そして、過電圧保護回路130と入力電圧検出回路140の両方が動作した場合に(図5(c))、FET110のオン状態を維持し、ヒューズ102をオープンにする。具体的には、過電圧保護回路130のFET135が動作閾値以上となり、且つ入力電圧検出回路140が電圧Vthを出力した場合に、FET110をオン状態に維持する。
As described above, the power supply device of this embodiment includes the
また、実施例1では、過電圧保護回路130は、電源IC120がFET110のスイッチング動作を制御することによってトランス111の補助巻線111cで生成される直流電圧SubPowerを電源としている。一方、本実施例では、トランス111が補助巻線を有しておらず、電源IC120は別電源152から電圧を供給されている。そして、本実施例の過電圧保護回路130は、別電源152ではなく、入力電圧検出回路140を電源とし、入力電圧検出回路140で生成される電圧Vthを供給されている。このため、本実施例の構成では、トランス111が補助巻線を有していない場合であっても、また別電源152の状態にかかわらず、過電圧保護回路130及び入力電圧検出回路140によって平滑コンデンサ108の圧力弁の開弁を抑制できる。
In the first embodiment, the
更に、本実施例では、通常動作入力電圧範囲内で大きい負荷電流が流れたときに生じるリプル電圧と、平滑コンデンサ108の開弁直前のリプル電圧とを判別することができる。このため、平滑コンデンサ108の通常動作入力電圧範囲内で大きい負荷電流が流れた場合と、過電圧による平滑コンデンサ108の開弁直前でリプル電圧に大きな差がない場合に有効である。ここで、平滑コンデンサ108の通常動作入力電圧範囲内で大きい負荷電流が流れる場合には、例えば、通常動作入力電圧範囲が広い場合やトランス111の二次側負荷電流が大きい場合がある。
Further, in the present embodiment, it is possible to determine a ripple voltage generated when a large load current flows within a normal operation input voltage range and a ripple voltage immediately before the smoothing
また、本実施例では、入力電圧検出回路140を整流素子107より平滑コンデンサ108側(下流側)に設けたが、入力電圧検出回路140は平滑コンデンサ108の両端に相当する電圧を検出できればよい。従って、例えば整流素子107よりACインレット101側(上流側)に全波整流回路や半波整流回路等を設けて平滑コンデンサ108に相当する電圧を検出する回路で構成することも可能である。
In this embodiment, the input
また、実施例1の補助巻線111cを有するトランス111を備える電源装置の構成に、本実施例の入力電圧検出回路140を備える構成を適用してもよい。即ち、本実施例の電源IC120が補助巻線111cから電圧を供給される構成としてもよい。
Further, the configuration including the input
更に、上述した実施例1、2は、平滑コンデンサ108の両端に生じるリプル電圧を検出し、検出したリプル電圧に基づき開弁直前を判断する構成である。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば平滑コンデンサ108の両端に生じるリプル電圧の積分値を用いて開弁直前を判断してもよい。即ち、開弁直前を判断する閾値については、平滑コンデンサ108の両端に生じるリプル電圧に応じた値であれば、その他の値であってもよい。
Further, the first and second embodiments described above are configured to detect the ripple voltage generated at both ends of the smoothing
以上、本実施例によれば、平滑コンデンサの開弁を抑制しつつ、平滑コンデンサへの突入電流によって電圧供給が遮断されないようにすることができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to prevent the voltage supply from being interrupted by the inrush current to the smoothing capacitor while suppressing the valve opening of the smoothing capacitor.
102 ヒューズ
108 平滑コンデンサ
110 FET
130 過電圧保護回路
164 突入抑制回路
102
130
Claims (13)
前記整流手段により整流された電圧を平滑する平滑コンデンサと、
一次巻線、二次巻線及び補助巻線を有し、一次側と二次側を絶縁するトランスと、
前記一次巻線に流れる電流をオン又はオフするスイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の前記スイッチング動作を制御する制御手段と、
を備える電源装置であって、
前記平滑コンデンサの端子間のリプル電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出したリプル電圧に応じた値が第一所定値以上となった場合に、前記スイッチング素子をオン状態に維持する保護手段と、
前記保護手段により前記スイッチング素子がオン状態に維持されたことに応じて、前記整流手段に入力される交流電圧を遮断する遮断手段と、
前記補助巻線から供給される電圧に応じて前記保護手段を動作又は停止させる切替手段と、
を備えることを特徴とする電源装置。 Rectifying means for rectifying the input AC voltage;
A smoothing capacitor for smoothing the voltage rectified by the rectifying means;
A transformer having a primary winding, a secondary winding and an auxiliary winding, and insulating the primary side and the secondary side;
A switching element that performs a switching operation to turn on or off a current flowing through the primary winding;
Control means for controlling the switching operation of the switching element;
A power supply device comprising:
Detecting means for detecting a ripple voltage between terminals of the smoothing capacitor;
Protection means for maintaining the switching element in an ON state when a value corresponding to the ripple voltage detected by the detection means is equal to or greater than a first predetermined value;
A blocking means for cutting off the AC voltage input to the rectifying means in response to the switching element being maintained in the ON state by the protection means;
Switching means for operating or stopping the protection means according to the voltage supplied from the auxiliary winding;
A power supply apparatus comprising:
前記第一のFETが動作することにより、前記補助巻線から供給される電圧が前記スイッチング素子の制御端子に出力されることを特徴とする請求項3に記載の電源装置。 The protection means includes a first FET that operates at the first predetermined value or more,
4. The power supply device according to claim 3, wherein when the first FET operates, a voltage supplied from the auxiliary winding is output to a control terminal of the switching element. 5.
前記第二所定値は、前記第二のFETの動作閾値であることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の電源装置。 The switching means has a second FET,
5. The power supply device according to claim 2, wherein the second predetermined value is an operation threshold value of the second FET. 6.
前記整流手段により整流された電圧を平滑する平滑コンデンサと、
一次巻線と、二次巻線とを有し、一次側と二次側を絶縁するトランスと、
前記一次巻線に流れる電流をオン又はオフするスイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の前記スイッチング動作を制御する制御手段と、
を備える電源装置であって、
前記平滑コンデンサの端子間のリプル電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出したリプル電圧に応じた値が第一所定値以上となった場合に、前記スイッチング素子をオン状態に維持する保護手段と、
前記保護手段により前記スイッチング素子がオン状態に維持されたことに応じて、前記整流手段に入力される交流電圧を遮断する遮断手段と、
前記平滑コンデンサに印加される電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により検出された電圧に応じて前記保護手段を動作又は停止させる切替手段と、
を備えることを特徴とする電源装置。 Rectifying means for rectifying the input AC voltage;
A smoothing capacitor for smoothing the voltage rectified by the rectifying means;
A transformer having a primary winding and a secondary winding and insulating the primary side and the secondary side;
A switching element that performs a switching operation to turn on or off a current flowing through the primary winding;
Control means for controlling the switching operation of the switching element;
A power supply device comprising:
Detecting means for detecting a ripple voltage between terminals of the smoothing capacitor;
Protection means for maintaining the switching element in an ON state when a value corresponding to the ripple voltage detected by the detection means is equal to or greater than a first predetermined value;
A blocking means for cutting off the AC voltage input to the rectifying means in response to the switching element being maintained in the ON state by the protection means;
Voltage detecting means for detecting a voltage applied to the smoothing capacitor;
Switching means for operating or stopping the protection means according to the voltage detected by the voltage detection means;
A power supply apparatus comprising:
前記第一のFETが動作することにより、前記所定の電圧が前記スイッチング素子の制御端子に出力されることを特徴とする請求項8に記載の電源装置。 The protection means includes a first FET that operates at the first predetermined value or more,
The power supply device according to claim 8, wherein the predetermined voltage is output to a control terminal of the switching element by the operation of the first FET.
前記第二のFETは、前記第二所定値以上で動作することを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の電源装置。 The switching means has a second FET,
The power supply device according to any one of claims 7 to 9, wherein the second FET operates at the second predetermined value or more.
請求項1乃至12のいずれか1項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。 Image forming means for forming an image;
A power supply device according to any one of claims 1 to 12,
An image forming apparatus comprising:
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KR20190122554A (en) * | 2018-04-20 | 2019-10-30 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | Laser apparatus and power supply apparatus thereof |
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KR102531290B1 (en) * | 2018-04-20 | 2023-05-10 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | Laser apparatus and power supply apparatus thereof |
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