JP2016024445A - Power supply device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源装置および電源装置を備え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 including the power supply device.
従来の画像形成装置は、停電が発生した場合、各部位へ供給する電圧を確保するため、無停電電源装置などの外部電源との接続や内部電源のコンデンサの容量を上げるようにしている(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional image forming apparatus, when a power failure occurs, in order to secure a voltage to be supplied to each part, the connection with an external power source such as an uninterruptible power supply device or the capacity of a capacitor of an internal power source is increased (for example, , See Patent Document 1).
しかしながら、従来の技術においては、短時間停電が発生した場合、各部位へ供給する供給電圧を確保するため、コンデンサの容量を上げることにより部品が大型化してしまい、装置の小型化を図ることができないという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、装置を大型化することなく、短時間停電時の供給電圧を確保することを目的とする。
However, in the conventional technology, when a power failure occurs for a short time, in order to secure a supply voltage to be supplied to each part, increasing the capacity of the capacitor increases the size of the component, thereby reducing the size of the device. There is a problem that you can not.
An object of the present invention is to solve such a problem, and it is an object of the present invention to secure a supply voltage at the time of a short-time power failure without increasing the size of the apparatus.
そのため、本発明は、入力される電圧を変換して所定の電圧を出力する変換部と、前記変換部に入力される電圧を検知する電圧検知手段と、前記電圧検知手段が検知する電圧に応じて、前記変換部から前記所定の電圧を出力させる電源制御部と、前記変換部に入力される電圧に基づき前記電圧検知手段が電圧を検知するための閾値を切替える切替手段と、を備え、前記電圧検知手段が前記閾値により前記変換部に入力される電圧を満足していない状態を検知すると、前記電源制御部は前記変換部から出力する前記所定の電圧を0V方向に変化せることを特徴とする。 Therefore, the present invention provides a conversion unit that converts an input voltage and outputs a predetermined voltage, a voltage detection unit that detects a voltage input to the conversion unit, and a voltage detected by the voltage detection unit. A power control unit that outputs the predetermined voltage from the conversion unit, and a switching unit that switches a threshold for the voltage detection unit to detect a voltage based on the voltage input to the conversion unit, When the voltage detection unit detects a state in which the voltage input to the conversion unit is not satisfied by the threshold value, the power supply control unit changes the predetermined voltage output from the conversion unit in a 0V direction. To do.
このようにした本発明は、装置を大型化することなく、短時間停電時の供給電圧を確保することができるという効果が得られる。 The present invention thus configured has an effect that the supply voltage at the time of a power failure can be ensured without increasing the size of the apparatus.
以下、図面を参照して本発明による電源装置および画像形成装置の実施例を説明する。 Embodiments of a power supply apparatus and an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図2は第1の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側断面図である。
図2において、画像形成装置100は、電源装置を備え、媒体に画像を形成するプリンタ装置等であり、給紙部1と、画像形成部2と、定着部3と、用紙排出部4とから構成されている。
給紙部1は、媒体としての用紙を収容する用紙カセット5と、用紙カセット5に収容された用紙を給紙するためのピックアップローラ6、7、8と、給紙された用紙を画像形成部2へ搬送するレジストローラ9、10とにより構成されている。
FIG. 2 is a schematic sectional side view showing the configuration of the image forming apparatus in the first embodiment.
In FIG. 2, an
The
画像形成部2は、カラー印刷を行う画像形成装置100の場合、現像剤の色毎に設けられており、例えば用紙搬送方向における上流側からブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の順に4つ配置され、それぞれ静電潜像担持体としての感光ドラム11と、感光ドラム11に接触し、感光ドラム11の表面に均一に高電圧を帯電させる帯電ローラ12と、感光ドラム11に接触するトナー担持体としての現像ローラ13と、現像ローラ13に接触し、現像剤としてのトナーを現像ローラ13へ供給するトナー供給ローラ14とから構成されている。
In the case of the
また、露光部としてのLED(Light Emitting Diode)ヘッド15が感光ドラム11の上方に配置され、分離可能なトナーカートリッジ16が各色に対応して配置されている。LEDヘッド15により選択的に光が照射された感光ドラム11の表面にトナー像が形成される。
さらに、用紙の搬送および感光ドラム11に形成されたトナー像を用紙に転写させる転写体としての転写ベルト17と、転写ベルト17を介して感光ドラム11と当接する転写ローラ18とが配置されている。
Further, an LED (Light Emitting Diode)
Further, a
定着部3は、用紙に転写されたトナーを定着させる定着ローラ19と、定着ローラ19の内部にはハロゲンランプに代表されるヒータ20と、定着ローラ19の表面温度を検出するサーミスタに代表される温度検出センサ21とが配置され、構成されている。
用紙搬出部4は、トナーの定着が完了した用紙を排出する排出口ローラ22が配置されている。
The
The paper carry-out unit 4 is provided with a
図1は第1の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
図1において、画像形成装置100は、電源装置としての電源500と、制御ブロック700と、各種センサ800と、アクチュエータ801とから構成されている。
電源500は、スイッチ501と、ヒータオンオフ回路502と、一次整流/平滑回路503と、DC−DC変換部504と、ACゼロクロス検出回路505と、ブラウンアウト切替回路506とから構成され、商用電源1000より出力されるAC電圧によって動作する。
FIG. 1 is a block diagram showing a control configuration of the image forming apparatus in the first embodiment.
In FIG. 1, the
The
スイッチ501は、電源500の入力部に配置され、商用電源1000の出力をオン(通電)またはオフ(非通電)する手動スイッチである。なお、近年、省エネルギー化により制御部によりオンオフするスイッチも存在する。
ヒータオンオフ回路502は、制御ブロック700から出力されるヒータオンオフ信号により、定着部3内部のヒータをオンオフさせる回路である。
一次整流/平滑回路503は、商用電源1000より供給されるAC電圧を整流し、平滑する回路である。
The
The heater on / off
The primary rectification /
変換部としてのDC−DC変換部504は、入力される電圧を変換して所定の電圧を出力するものであり、一次整流/平滑回路503から出力されたDC電圧を変換して制御ブロック700へDC電圧(供給電圧)を供給する。例えば、DC−DC変換部504はアクチュエータ系へDC24V、ロジック系へDC5Vを供給する。なお、電源500から出力されるDC電圧の種類は、制御ブロック700の構成で決定されることが一般的であり、ロジック系へDC3.3Vを供給するようにしても良い。
電圧検知手段としてのACゼロクロス検出回路505は、DC−DC変換部504に入力される電圧を検知するものであり、AC電圧のゼロ地点を検出して後述する制御部701へACゼロクロス信号を出力する回路である。
The DC-
An AC zero
切替手段としてのブラウンアウト切替回路506は、ACゼロクロス検出回路505の出力に応じて後述する電源制御部4004の制御を停止させる電圧閾値(ブラウンアウト閾値)を切替え、DC−DC変換部504へ出力する信号を切り替える回路である。本実施例では、ブラウンアウト切替回路506は、ACゼロクロス検出回路505が検知する電圧に応じて電圧閾値を切替えるようにしている。また、ブラウンアウト切替回路506は、ACゼロクロス検出回路505が入力電圧のオフを検知してから所定時間の経過後に、電圧閾値を切替えるようにしている。
The brown-out
制御ブロック700は、制御部701と、ROM(Read Only Memory)702と、RAM(Random Access Memory)703と、温度検出部706と、センサオンオフ回路707と、高圧電源708と、ヘッド制御部709と、アクチュエータ駆動部710とから構成されている。
制御部701は、制御プログラムや設定データ等を保存している不揮発性の記憶部としてのROM702に書き込まれた制御プログラムに基づいて画像形成装置100全体の動作を制御するCPU(Central Processing Unit)等の制御手段である。この制御部701は、計時手段としてのカウンタ(タイマ)等を内蔵している。
The
The
RAM703は、データの保管や読出しを行う揮発性のメモリ等の記憶部である。
温度検出部706は、定着部3内部の温度検出センサの出力を抵抗分圧し、制御部701へ温度検出信号を出力する。
センサオンオフ回路707は、トランジスタで構成され、電源投入時の画像形成装置100のウォームアップやホストコンピュータ(以下、「ホスト」という。)802等の指示により動作する印刷等を行うとき以外には制御部701よりセンサオフ信号が出力され、後述する各種センサに供給する電源をオフ(切断)するようにしている。
The
The
The sensor on / off
高圧電源708は、図2に示す画像形成部2の感光ドラム15や各種ローラへ高圧電圧印加する電源である。
ヘッド制御部709は、図2に示すLEDヘッド15のオンオフを制御するものである。
アクチュエータ駆動部710は、制御部701より出力されるロジック信号を元に、後述するアクチュエータ801へ駆動信号を出力する専用ドライバである。
The high
The
The
各種センサ800は、給紙部1、画像形成部2、定着部3、および用紙排出部4に配設された用紙位置検出用の用紙走行路センサ、画像濃度や色ずれ補正用のセンサ等のセンサである。
アクチュエータ801は、アクチュエータ駆動部710により駆動する給紙部1、画像形成部2、定着部3、および用紙排出部4に配設されたモータ、クラッチ、ソレノイドや空冷用のファン等である。
The
The
図3は第1の実施例における電源の構成を示すブロック図である。
図3において、電源500は、スイッチ501と、保護素子2000と、フィルタ2001と、ヒータオンオフ回路502と、突入防止回路2002と、一次整流/平滑回路503と、DC−DC変換部504と、ACゼロクロス検出回路505と、ブラウンアウト切替回路506と、二次整流/平滑回路2003と、保護回路2004と、二次フィルタ2005と、電圧フィードバック部2006と、DC−DCコンバータ2007とから構成されている。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the power supply in the first embodiment.
In FIG. 3, a
スイッチ501は、電源500の入力部に配置され、商用電源1000の出力をオンまたはオフする手動スイッチである。
保護素子2000は、過電流保護用のヒューズや雷サージ保護用のバリスタ等で構成されたものである。
フィルタ2001は、コモンまたはノーマルチョークコイルとコンデンサで構成されたものである。コンデンサはLINE、NEUTRAL間に配置するXコンと、LINEまたはNEUTRALとFG(フレームグラウンド)との間に配置するYコンとから構成されたものである。
The
The
The
ヒータオンオフ回路502は、トライアックとフォトトライアックで構成されたものである。このヒータオンオフ回路502はトライアックの暴走などのアブノーマル対策としてリレー等を備えることもある。また、ヒータオンオフ回路502は、制御部701から出力されるヒートオンオフ信号により、フォトトライアックをオンオフし、トライアックをオンオフすることにより、定着部3内部のヒータへ通電する。なお、ヒータオンオフ回路502はヒータの数により複数備えることもある。
The heater on / off
突入防止回路2002は、一次整流/平滑回路503の電解コンデンサ3002の充電時の突入電流を防止する回路である。安価な構成としてはサーミスタであるが、高温時に突入電流を防止できないため、その他に抵抗とスイッチ素子であるトライアックやリレーを組み合わせた回路を使用する。
一次整流/平滑回路503は、整流ダイオード3001と電解コンデンサ3002とにより構成されている。整流ダイオード3001は4つのダイオードで構成され、一般的に4素子入りのブリッジダイオードと呼ばれる素子を使用することが多い。電解コンデンサ3002はアルミ電解コンデンサを使用することが一般的である。
The
The primary rectifying /
DC−DC変換部504は、トランス4001と、メインFET(Field Effect Transistor)4002と、スナバ回路4003と、電源制御部4004と、補助巻線整流平滑回路4005とにより構成される。
トランス4001は、一次、二次側を絶縁させ、また商用電源1000より入力される電圧を変圧する機能を有する。
スイッチング素子としてのメインFET4002は、トランス4001の一次側巻線に供給する電力をオンオフする。
The DC-
The
The
スナバ回路4003は、メインFET4002のオフ時のサージ電圧を抑制する回路であり、ダイオード、抵抗、コンデンサ等で構成される。
電源制御部4004は、メインFET4002のゲート電圧を制御し、DC−DC変換部504から出力される電圧を所定の電圧にするものであり、主に二次側のDC出力電圧のフィードバック結果を元に、メインFET4002のゲート電圧のオンデューティーを決定する。
The
The power
補助巻線整流平滑回路4005は、主に電源制御部4004の電源電圧となる補助巻線出力電圧を整流/平滑するものであり、整流ダイオードと電解コンデンサで構成される。
二次整流/平滑回路2003は、トランス4001の二次側巻線出力電圧を整流/平滑する。図3では、DC24Vを巻線単一出力としており、整流ダイオードと電解コンデンサを配置する。なお、DC24VとDC5Vを2巻線出力とする場合、DC24VとDC5Vの各々に整流ダイオードと電解コンデンサを配置する。
The auxiliary winding rectifying /
The secondary rectification /
保護回路2004は、過電圧検出回路や過電流検出回路を備えている。過電圧検出回路は、ツェナーダイオードとフォトカプラで構成され、過電圧検出時は一次側の電源制御部4004により、ラッチあるいは間欠でスイッチング停止させる。また、過電圧検出時は補助巻線電圧も上昇するため、一次側の電源制御部4004で検出することもできる。過電流検出回路は、電流検出あるいはDC出力電圧垂下検出、ヒューズ等と回路構成は様々である。過電圧検出と同様、電源制御部4004で検出することも可能である。
The
二次フィルタ2005は、LCフィルタであるが必ずしも必要になるものではない。
ACゼロクロス検出回路505は、一次整流/平滑回路503の前段に配置され、整流ダイオード5001と、フォトカプラ5002とにより構成され、図1に示す制御部701へゼロクロス点でHiレベルのACゼロクロス信号を出力する回路である。なお、ACゼロクロス検出回路505の構成は一例であり、上述した構成に限定されるものではない。
The
The AC zero-
ブラウンアウト切替回路506は、ACゼロクロス検出回路505の整流ダイオード5001の出力と接続され、トランジスタ6001、抵抗6002、コンデンサ6003、分圧抵抗6004、抵抗6005で構成される。トランジスタ6001は、NPNトランジスタであり、ベース電流を決定する抵抗6002に接続される。コンデンサ6003は、抵抗6002とトランジスタ6001のエミッタに接続される。抵抗6002とコンデンサ6003は、トランジスタ6001のオフ時に、そのオフを遅延させる働きを有する。分圧抵抗6004は、トランジスタ6001のコレクタに接続され、分圧抵抗6004の出力は、電源制御部4004に接続される。抵抗6005は、トランジスタ6001のコレクタとエミッタとの間に接続される。
The brown-
電圧フィードバック部2006は、DC−DC変換部504から出力されるDC24Vを検出し、その検出結果を電源制御部4004へ出力する。
DC−DCコンバータ2007は、DC−DC変換部504から出力されるDC24VをDC5Vに降圧して出力する。
The
The DC-
上述した構成の作用について説明する。
第1の実施例の電源の動作を図8〜図10を用いて説明する。
図8は第1の実施例における通常動作時の電源の動作を表すタイムチャート、図9は第1の実施例における短時間停電時の電源の動作を表すタイムチャート、図10は第1の実施例におけるスイッチオフ時の電源の動作を表すタイムチャートである。なお、図8〜図10の縦軸は電圧、横軸は時間の経過を表している。
図8〜図10は、それぞれ一次スイッチ出力電圧、一次整流/平滑電圧、一次電流、ゲート電圧、DC24V出力電圧、DC5V出力電圧の6種類の波形を表している。
The operation of the above configuration will be described.
The operation of the power supply according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a time chart showing the operation of the power supply during normal operation in the first embodiment, FIG. 9 is a time chart showing the operation of the power supply during a short power failure in the first embodiment, and FIG. 10 is the first implementation. It is a time chart showing operation | movement of the power supply at the time of switch-off in an example. 8 to 10, the vertical axis represents voltage, and the horizontal axis represents the passage of time.
8 to 10 respectively show six types of waveforms: primary switch output voltage, primary rectification / smoothing voltage, primary current, gate voltage, DC24V output voltage, and DC5V output voltage.
一次スイッチ出力電圧は、図1に示すスイッチ501の後段のスイッチ出力電圧であり、商用電源1000から出力されるAC電圧を表している。このAC電圧は、通常、ユーザの手動操作によるスイッチ501のオフや制御部のオフにより、出力オフ状態となるが、スイッチ501がオンの状態であっても停電等により出力オフ状態となる。
一次整流/平滑電圧は、図1に示す一次整流/平滑回路503の後段の整流/平滑後の出力電圧を表し、数式1で表すDC電圧が出力される。なお、rmsは二乗平均平方根である。
The primary switch output voltage is a switch output voltage subsequent to the
The primary rectification / smoothing voltage represents an output voltage after rectification / smoothing at the subsequent stage of the primary rectification /
一次電流(rms)は、図1に示す電源500の入力部の一次電流の実効値を表している。装置の動作モードにより、電流値の大小を示している。
ゲート電圧は、図1および図3に示すDC−DC変換部504の電源制御部4004より出力されるメインFET4002のゲート電圧を表している。
DC24V出力電圧は、図1に示すDC−DC変換部504より出力されるDC24Vの出力電圧を表している。
The primary current (rms) represents the effective value of the primary current of the input unit of the
The gate voltage represents the gate voltage of the
The DC24V output voltage represents the DC24V output voltage output from the DC-
DC5V出力電圧は、図3に示すDC−DCコンバータ2007より出力されるDC5Vの出力電圧を表している。
まず、通常動作時の電源の動作を、図8の第1の実施例の通常動作時の電源の動作を表すタイムチャートの図中Tで表すタイミングに従って図1および図3を参照しながら説明する。
The DC5V output voltage represents the DC5V output voltage output from the DC-
First, the operation of the power supply during normal operation will be described with reference to FIGS. 1 and 3 in accordance with the timing represented by T in the time chart representing the operation of the power supply during normal operation of the first embodiment of FIG. .
T101:スイッチ501を手動オンすることにより、画像形成装置は電源オン状態となり、一次整流/平滑電圧はV0まで上昇し、電解コンデンサ3002は充電状態となる。なお、V0はAC電圧のピーク電圧値である。ここで、一次電流(rms)は、電解コンデンサ3002が充電に至るまでの間は、突入防止回路2002で抑制された電流が流れる。
電源オン位相角を90度、AC100V入力、電解コンデンサ3002の容量を300μF、突入防止回路2002の抵抗を10Ωと仮定すると、t=2×Q/Iより、数式2に示すように、t=3ms(ミリ秒)となる。
T101: By manually turning on the
Assuming that the power-on phase angle is 90 degrees, the AC 100V input, the capacitance of the
よって、突入電流が流れる時間は、条件によるが、数ミリ秒程である。
ゲート電圧は、電源制御部4004を起動後に、出力開始となる。通常、電源制御部4004がスイッチング周波数やオンデューティーを制限したソフトウェアの制御により出力を起動させている。
DC24V出力電圧は、ゲート電圧の出力によりメインFET4002のスイッチングが開始され、上昇し始める。電圧フィードバック部2006によりDC24V出力電圧が検出され、その検出結果が電源制御部4004へフィードバックされ、電源制御部4004はDC24Vを保持するように制御する。
Therefore, the time during which the inrush current flows is about several milliseconds, depending on the conditions.
The gate voltage starts to be output after the power
The
DC5V出力電圧は、DC−DCコンバータ2007によりDC24VからDC5Vに降圧され、出力される。
T102:画像形成装置はウォームアップ動作を開始し、ウォームアップ状態となる。ウォームアップを開始すると、制御部701はヒータオンオフ信号を出力し、ヒータオンオフ回路502から定着部3内部のヒータへ通電が開始され、制御部701がアクチュエータ801の動作を開始することにより、一次電流(rms)が増加する。
The DC5V output voltage is stepped down from DC24V to DC5V by the DC-
T102: The image forming apparatus starts a warm-up operation and enters a warm-up state. When the warm-up is started, the
また、T101の突入電流と同様にT102においても突入電流が発生する。これは、定着部3の内部のヒータがハロゲンランプの場合、かつコールドスタートの場合、ハロゲンランプの抵抗特性上、抵抗値が低いため、突入電流が発生する。
突入電流の抑制方法としては、商用電源1000より出力されるAC電圧のゼロクロス点をACゼロクロス検出回路505で検出し、制御部701へ検出結果を通知し、制御部701がヒートオンタイミングをAC電圧の位相角の90〜180°の間に設定し、オンオフするという方法がある。
Further, an inrush current is generated at T102 as well as the inrush current at T101. This is because, when the heater inside the fixing
As a method for suppressing the inrush current, the AC zero cross point of the AC voltage output from the
T103:画像形成装置はウォームアップ動作を終了し、待機モードに移行する。待機モードに移行することにより、一次電流(rms)が低下する。
ウォームアップ動作を終了すると、制御部701はアクチュエータ801を停止し、かつ使用しない各種センサ800を停止する。定着部3については、印刷指示後のウォームアップ時間の短縮を考慮し、ヒータの設定温度を変更し、ヒータのオンオフ制御は継続する。
ゲート電圧は、アクチュエータ801が停止し、大幅に電流が低下するため、ウォームアップ状態と比較して出力がオフの時間が長くなる。
T103: The image forming apparatus ends the warm-up operation and shifts to the standby mode. By shifting to the standby mode, the primary current (rms) decreases.
When the warm-up operation is finished, the
Since the
T104:画像形成装置は、待機モードに移行してから所定の時間が経過すると待機モードからパワーセーブモードに移行する。なお、待機モードからパワーセーブモードに移行する所定の時間は、オペレーションパネル等により任意に設定可能である。
パワーセーブモードに移行することにより、一次電流(rms)がさらに低下する。
パワーセーブモードに移行すると、制御部701は、待機モードで行っていた定着部3のヒータのオンオフ制御を停止し、ヒータをオフとする。
ゲート電圧は、定着部3のヒータをオフとすること以外の動作は待機モードと同様であるため、待機モードと変わらない。
T104: The image forming apparatus shifts from the standby mode to the power save mode when a predetermined time elapses after shifting to the standby mode. The predetermined time for shifting from the standby mode to the power save mode can be arbitrarily set by the operation panel or the like.
By shifting to the power saving mode, the primary current (rms) further decreases.
When shifting to the power save mode, the
The gate voltage is the same as that in the standby mode except that the heater of the fixing
T105:画像形成装置は、ホスト802等から印刷指示を受けると、パワーセーブモードから印刷動作を行う印刷モードに移行する。
印刷モードに移行すると、制御部701がアクチュエータ801の動作を開始することにより、一次電流(rms)は、増加し、電源オン、ウォームアップ、待機、およびパワーセーブの各モードより大きい値を示している。
また、ゲート電圧は、出力がオフの時間が無くなり、かつスイッチング周波数やオンデューティーが高い状態となる。
T105: Upon receiving a print instruction from the
When the mode is shifted to the print mode, the
Also, the gate voltage is in a state where the output is not turned off and the switching frequency and on-duty are high.
次に、短時間停電時の電源の動作を、図9の第1の実施例における短時間停電時の電源の動作を表すタイムチャートの図中Tで表すタイミングに従って図1および図3を参照しながら説明する。図9は、数十ms程度の短時間停電時の波形を表しており、一次電流が高い状態において停電時の電圧垂下が最も早くなるため、図8における印刷モード時の短時間停電を代表して説明する。なお、一次スイッチ出力電圧、一次整流/平滑電圧、一次電流、ゲート電圧、DC24V出力電圧、DC5V出力電圧の6種類の波形の意義は、図8と同様である。 Next, referring to FIG. 1 and FIG. 3 according to the timing represented by T in the time chart showing the operation of the power supply at the time of the short-time power failure in the first embodiment of FIG. While explaining. FIG. 9 shows a waveform at the time of a short-time power failure of about several tens of ms. Since the voltage droop at the time of the power failure becomes the fastest in a state where the primary current is high, it represents the short-time power failure at the print mode in FIG. I will explain. The meanings of the six types of waveforms of the primary switch output voltage, primary rectification / smoothing voltage, primary current, gate voltage, DC24V output voltage, and DC5V output voltage are the same as in FIG.
T11:印刷動作を行っている印刷モード中に停電が発生した場合、一次スイッチ出力電圧は、オフの状態となる。また、AC電圧の供給がオフとなるため、一次整流/平滑回路503は、放電を開始し、一次整流/平滑電圧は、電圧V0から低下する。
このとき、ブラウンアウト閾値は、後述する比較例のV1より低いV2を保持している。すなわち、比較例のブラウンアウト閾値V1>本実施例のブラウンアウト閾値V2の関係がある。
T11: When a power failure occurs during the printing mode in which the printing operation is performed, the primary switch output voltage is turned off. Further, since the supply of the AC voltage is turned off, the primary rectification /
At this time, the brownout threshold holds V2 lower than V1 of a comparative example described later. That is, there is a relationship of the brownout threshold V1 of the comparative example> the brownout threshold V2 of the present embodiment.
ここで、ブラウンアウトとは、AC電圧を電源制御部4004に分圧抵抗を介して入力し、AC電圧の供給低下やオフを検出し、電源制御部4004への電源供給をオフし、電源制御部4004による発振を停止させる機能である。つまり、メインFET4002のゲート電圧をオフする機能である。
また、ブラウンアウト閾値とは、電源制御部4004への電源供給をオフにするかしないかを決定する閾値であり、AC電圧が垂下してブラウンアウト閾値を超えると電源制御部4004への電源供給がオフされる。
Here, brownout refers to inputting AC voltage to the power
The brownout threshold is a threshold for determining whether or not to turn off the power supply to the
このブラウンアウト閾値は、本実施例ではV2となるように、ブラウンアウト切替回路506の分圧抵抗6004の定数が設定されているものとする。なお、ブラウンアウト切替回路506の分圧抵抗6004の定数を変更することにより、設定を変更することができる。
一次電流(rms)は、印刷動作時の電流値をI0とすると、放電開始とともにI0aに電流値が上昇する。これは、トランス4001への供給エネルギーが低下し、後述するゲート電圧のオンデューティーが増加するためである。
It is assumed that the constant of the
Assuming that the current value during the printing operation is I0, the primary current (rms) increases to I0a as discharge starts. This is because the energy supplied to the
ゲート電圧は、周波数60〜130KHz程度でオンオフを繰り返す。回路の方式により、スイッチング周波数は異なるが、図3に示す電源500のフライバック方式では周波数60〜130KHz程度が一般的である。また、PWM制御であり、印刷時の通常のオンデューティーを35%程度とすると、その35%より上昇したオンデューティーとなる。
DC24V出力電圧およびDC5V出力電圧は変化しない。
T12:停電から復旧すると、一次スイッチ出力電圧は、オンの状態となる。また、AC電圧の供給がオンとなるため、一次整流/平滑回路503は充電を開始し、一次整流/平滑電圧は、垂下した電圧V0aから電圧V0まで上昇する。
The gate voltage is repeatedly turned on and off at a frequency of about 60 to 130 KHz. Although the switching frequency differs depending on the circuit system, the frequency of about 60 to 130 KHz is generally used in the flyback system of the
The DC24V output voltage and the DC5V output voltage do not change.
T12: When the power is recovered from the power failure, the primary switch output voltage is turned on. Further, since the supply of the AC voltage is turned on, the primary rectification /
ここで、本実施例の一次整流/平滑電圧の垂下電圧V0aは、後述する比較例の垂下電圧V0bより小さくなっている。この垂下電圧の差は、一次整流/平滑回路503の電解コンデンサ3002の容量の差であり、ブラウンアウト閾値を所定時間、下げることにより、比較例に対して電解コンデンサ3002の容量を下げることができる。
例えば、DC120W程度の場合、電解コンデンサ3002の容量は390〜470μFが必要になるが、本実施例において330〜390μFに下げた場合、電解コンデンサ3002の高さ、耐圧、寿命にもよるが、電解コンデンサ3002の径をφ30からφ25のφ5程度の小型化が可能になる。
Here, the drooping voltage V0a of the primary rectification / smoothing voltage of this embodiment is smaller than the drooping voltage V0b of the comparative example described later. This difference in droop voltage is the difference in the capacity of the
For example, in the case of about 120 W DC, the capacity of the
一次電流(rms)は、印刷動作時の電流値をI0とすると、I0aから印刷動作時のI0に電流値が下がる。ここで、本実施例の一次電流(rms)の電流値I0aは後述する比較例の電流値I0bよりも大きく、電流値I0a>電流値I0bの関係である。
ゲート電圧は、印刷時の通常のオンデューティーを35%程度とすると、その35%より上昇したオンデューティーは通常の35%程度に下がる。
DC24V出力電圧およびDC5V出力電圧は変化しない。
Assuming that the current value during the printing operation is I0, the primary current (rms) decreases from I0a to I0 during the printing operation. Here, the current value I0a of the primary current (rms) of this embodiment is larger than the current value I0b of a comparative example described later, and the relationship of current value I0a> current value I0b is satisfied.
When the normal on-duty at the time of printing is about 35%, the on-duty, which is higher than 35%, decreases to about 35% of the normal gate voltage.
The DC24V output voltage and the DC5V output voltage do not change.
T13:一次整流/平滑電圧のブラウンアウト閾値がV2からV1へと変化する。
ここで、ブラウンアウト切替回路506の動作を説明する。
スイッチ501がオンの場合、ACゼロクロス検出回路505の整流ダイオード5001の出力により、ブラウンアウト切替回路506のトランジスタ6001がオン状態となり、抵抗6005がショート状態となり、分圧抵抗6004によるブラウンアウト閾値の設定をV2とする。
T13: The brownout threshold value of the primary rectification / smoothing voltage changes from V2 to V1.
Here, the operation of the brown-
When the
T13において一次スイッチ出力電圧がオフとなることにより、ACゼロクロス検出回路505の整流ダイオード5001の出力がオフとなり、トランジスタ6001のベース入力がオフの方向となるが、コンデンサ6003が充電されているため、抵抗6002とコンデンサ6003の時定数により、オフが遅れる。この時定数の設定を数十msで設定し、所定時間経過後に、トランジスタ6001がオフとなる。よって、抵抗6005により、分圧抵抗6004の出力電圧が変化し、ブラウンアウト閾値がV1となる。
このように、時定数を設定することにより、停電から所定時間が経過したT31において、ブラウンアウト閾値をV2からV1へ変化させることができるようになる。
When the primary switch output voltage is turned off at T13, the output of the
Thus, by setting the time constant, the brown-out threshold value can be changed from V2 to V1 at T31 when a predetermined time has elapsed since the power failure.
次に、スイッチオフ時の電源の動作を、図10の第1の実施例におけるスイッチオフ時の電源の動作を表すタイムチャートの図中Tで表すタイミングに従って図1および図3を参照しながら説明する。なお、一次スイッチ出力電圧、一次整流/平滑電圧、一次電流、ゲート電圧、DC24V出力電圧、DC5V出力電圧の6種類の波形の意義は、図8と同様である。 Next, the operation of the power supply when the switch is turned off will be described with reference to FIGS. 1 and 3 according to the timing represented by T in the time chart showing the operation of the power supply when the switch is turned off in the first embodiment of FIG. To do. The meanings of the six types of waveforms of the primary switch output voltage, primary rectification / smoothing voltage, primary current, gate voltage, DC24V output voltage, and DC5V output voltage are the same as in FIG.
T21:スイッチ501を手動オフすることにより、一次スイッチ出力電圧は、オフの状態となる。また、AC電圧の供給がオフとなるため、一次整流/平滑回路503は、放電を開始し、一次整流/平滑電圧は、電圧V0から低下する。このときのブラウンアウト閾値は、V2である。
T21: By manually turning off the
一次電流(rms)は、放電開始とともにI0からI0aに電流値が上昇する。これは、トランス4001への供給エネルギーが低下し、ゲート電圧のオンデューティーが増加するためである。
ゲート電圧は、オンデューティーが通常の35%より上昇したオンデューティーとなる。
DC24V出力電圧およびDC5V出力電圧は、スイッチオフ直後は変化しない。
The primary current (rms) increases in current value from I0 to I0a as the discharge starts. This is because the energy supplied to the
The gate voltage becomes an on-duty in which the on-duty is higher than the normal 35%.
The DC24V output voltage and the DC5V output voltage do not change immediately after the switch is turned off.
T22:一次スイッチ出力電圧は、オフの状態を継続する。このとき、ブラウンアウト閾値は、V2からV1に変化する。一次整流/平滑電圧が電圧V0から低下し、ブラウンアウト閾値V1に到達すると、ゲート電圧はオフとなり、DC24V出力電圧は垂下(0V方向に変化)を開始する。
ここで、二次整流/平滑回路2003のコンデンサの放電時間があり、実際にはゲート電圧のオフと同時に、DC24V出力電圧は垂下を開始することはないが、図10では省略している。
DC24V出力電圧が垂下すると、DC−DCコンバータ2007が動作を停止し、DC5V出力電圧の出力は垂下(0V方向に変化)し、電源オフの状態となる。
T22: The primary switch output voltage continues to be off. At this time, the brownout threshold changes from V2 to V1. When the primary rectification / smoothing voltage decreases from the voltage V0 and reaches the brownout threshold V1, the gate voltage is turned off, and the DC24V output voltage starts to droop (change in the 0V direction).
Here, there is a discharge time of the capacitor of the secondary rectification /
When the
次に、比較例の電源の動作を図13、図14を用いて説明する。なお、比較例の構成は、図1および図3に示す第1の実施例の構成におけるブラウンアウト切替回路が存在しない構成である。
図13は比較例における短時間停電時の電源の動作を表すタイムチャート、図14は比較例におけるスイッチオフ時の電源の動作を表すタイムチャートである。なお、通常動作時の電源の動作は第1の実施例と同様なのでその説明を省略する。また、図13、図14の縦軸は電圧、横軸は時間の経過を表している。
Next, the operation of the power source of the comparative example will be described with reference to FIGS. The configuration of the comparative example is a configuration in which the brownout switching circuit in the configuration of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 3 does not exist.
FIG. 13 is a time chart showing the operation of the power supply during a short power failure in the comparative example, and FIG. 14 is a time chart showing the operation of the power supply when the switch is turned off in the comparative example. The operation of the power supply during normal operation is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In addition, the vertical axis in FIGS. 13 and 14 represents voltage, and the horizontal axis represents the passage of time.
図13、図14は、それぞれ一次スイッチ出力電圧、一次整流/平滑電圧、一次電流、ゲート電圧、DC24V出力電圧、DC5V出力電圧の6種類の波形を表している。なお、一次スイッチ出力電圧、一次整流/平滑電圧、一次電流、ゲート電圧、DC24V出力電圧、DC5V出力電圧の6種類の波形の意義は、図8と同様である。
まず、短時間停電時の電源の動作を、図13の比較例における短時間停電時の電源の動作を表すタイムチャートの図中Tで表すタイミングに従って図1および図3を参照しながら説明する。図13は、数十ms程度の短時間停電時の波形を表しており、一次電流が高い状態において停電時の電圧垂下が最も早くなるため、図8における印刷モード時の短時間停電を代表して説明する。
FIG. 13 and FIG. 14 respectively show six types of waveforms: primary switch output voltage, primary rectification / smoothing voltage, primary current, gate voltage, DC24V output voltage, and DC5V output voltage. The meanings of the six types of waveforms of the primary switch output voltage, primary rectification / smoothing voltage, primary current, gate voltage, DC24V output voltage, and DC5V output voltage are the same as in FIG.
First, the operation of the power supply during a short power failure will be described with reference to FIGS. 1 and 3 according to the timing represented by T in the time chart representing the operation of the power supply during a short power failure in the comparative example of FIG. FIG. 13 shows a waveform at the time of a short-time power failure of about several tens of ms. Since the voltage droop at the time of the power failure becomes the fastest in a state where the primary current is high, it represents the short-time power failure at the print mode in FIG. I will explain.
T111:印刷動作を行っている印刷モード中に停電が発生した場合、一次スイッチ出力電圧は、オフの状態となる。また、AC電圧の供給がオフとなるため、一次整流/平滑回路503は、放電を開始し、一次整流/平滑電圧は、電圧V0から低下する。なお、図中のV1は、ブラウンアウト閾値を表している。
一次電流(rms)は、印刷動作時の電流値をI0とすると、放電開始とともにI0bに電流値が上昇する。これは、トランス4001への供給エネルギーが低下し、後述するゲート電圧のオンデューティーが増加するためである。
T111: When a power failure occurs during the printing mode in which the printing operation is performed, the primary switch output voltage is turned off. Further, since the supply of the AC voltage is turned off, the primary rectification /
Assuming that the current value during the printing operation is I0, the primary current (rms) increases to 10b as the discharge starts. This is because the energy supplied to the
ゲート電圧は、周波数60〜130KHz程度でオンオフを繰り返す。回路の方式により、スイッチング周波数は異なるが、図3に示す電源500のフライバック方式では周波数60〜130KHz程度が一般的である。また、PWM制御であり、印刷時の通常のオンデューティーを35%程度とすると、その35%より上昇したオンデューティーとなる。
DC24V出力電圧およびDC5V出力電圧は変化しない。
The gate voltage is repeatedly turned on and off at a frequency of about 60 to 130 KHz. Although the switching frequency differs depending on the circuit system, the frequency of about 60 to 130 KHz is generally used in the flyback system of the
The DC24V output voltage and the DC5V output voltage do not change.
T112:停電から復旧すると、一次スイッチ出力電圧は、オンの状態となる。また、AC電圧の供給がオンとなるため、一次整流/平滑回路503は充電を開始し、一次整流/平滑電圧は、垂下した電圧V0bから電圧V0まで上昇する。
一次電流(rms)は、印刷動作時の電流値をI0とすると、I0bから印刷動作時のI0に電流値が下がる。
ゲート電圧は、印刷時の通常のオンデューティーを35%程度とすると、その35%より上昇したオンデューティーは35%程度に下がる。
DC24V出力電圧およびDC5V出力電圧は変化しない。
T112: When the power is restored from the power failure, the primary switch output voltage is turned on. Also, since the supply of the AC voltage is turned on, the primary rectification /
Assuming that the current value during the printing operation is I0, the primary current (rms) decreases from I0b to I0 during the printing operation.
Assuming that the normal on-duty at the time of printing is about 35%, the on-duty that has risen above 35% falls to about 35%.
The DC24V output voltage and the DC5V output voltage do not change.
次に、スイッチオフ時の電源の動作を、図14の比較例におけるスイッチオフ時の電源の動作の動作を表すタイムチャートの図中Tで表すタイミングに従って図1および図3を参照しながら説明する。なお、一次スイッチ出力電圧、一次整流/平滑電圧、一次電流、ゲート電圧、DC24V出力電圧、DC5V出力電圧の6種類の波形の意義は、図12と同様である。 Next, the operation of the power supply when the switch is turned off will be described with reference to FIGS. 1 and 3 according to the timing indicated by T in the time chart showing the operation of the power supply when the switch is turned off in the comparative example of FIG. . The meanings of the six types of waveforms of the primary switch output voltage, the primary rectification / smoothing voltage, the primary current, the gate voltage, the DC24V output voltage, and the DC5V output voltage are the same as in FIG.
T121:スイッチ501を手動オフすることにより、一次スイッチ出力電圧は、オフの状態となる。また、AC電圧の供給がオフとなるため、一次整流/平滑回路503は、放電を開始し、一次整流/平滑電圧は、電圧V0から低下する。なお、V1はブラウンアウト閾値を表している。
一次電流(rms)は、放電開始とともにI0からI0bに電流値が上昇する。これは、トランス4001への供給エネルギーが低下し、ゲート電圧のオンデューティーが増加するためである。
ゲート電圧は、オンデューティーが35%より上昇したオンデューティーとなる。
DC24V出力電圧およびDC5V出力電圧は、スイッチオフ直後は変化しない。
T121: By manually turning off the
The primary current (rms) increases in current value from I0 to I0b with the start of discharge. This is because the energy supplied to the
The gate voltage becomes an on-duty in which the on-duty is higher than 35%.
The DC24V output voltage and the DC5V output voltage do not change immediately after the switch is turned off.
T122:一次スイッチ出力電圧は、オフの状態を継続する。一次整流/平滑電圧が電圧V0から低下し、ブラウンアウト閾値V1に到達すると、ゲート電圧はオフとなり、DC24V出力電圧は垂下を開始する。
ここで、二次整流/平滑回路2003のコンデンサの放電時間があり、実際にはゲート電圧のオフと同時に、DC24V出力電圧は垂下を開始することはないが、図14では省略している。
DC24V出力電圧が垂下すると、DC−DCコンバータ2007が動作を停止し、DC5V出力電圧の出力は垂下し、電源オフの状態となる。
T122: The primary switch output voltage continues to be in the off state. When the primary rectification / smoothing voltage drops from the voltage V0 and reaches the brownout threshold V1, the gate voltage is turned off and the DC24V output voltage begins to droop.
Here, there is a discharge time of the capacitor of the secondary rectification /
When the
ここで、第1の実施例の変形例を説明する。
図6は第1の実施例の変形例における電源の構成を示すブロック図である。
図6において、ブランアウト切替回路508は、ACゼロクロス検出回路505の整流ダイオード5001の出力ではなく、一次整流/平滑回路503の整流ダイオード3001の出力に接続されている。その他の構成は図1に示す第1の実施例と同様である。
Here, a modification of the first embodiment will be described.
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the power supply in a modification of the first embodiment.
In FIG. 6, the blank-
なお、上述した図6に示す変形例の電源の動作は、図3に示す電源の動作と同じであるが、図3に示すブラウンアウト切替回路506の入力接続が、図6に示すブラウンアウト切替回路508の入力接続より商用電源1000に近いため、図3に示すブラウンアウト切替回路506の方が図6に示すブラウンアウト切替回路508より商用電源1000の入力電圧の検出精度が高くなる。
6 is the same as the operation of the power supply shown in FIG. 3, but the input connection of the
このように、電源制御部4004のオフ電圧閾値であるブラウンアウト閾値を比較例のブラウンアウト閾値より低く設定しておき、ACゼロクロス検出回路505でAC電圧のオフを検出し、所定時間が経過すると、ブラウンアウト切替回路506がブラウンアウト閾値を比較例のブラウンアウト閾値に戻すようにしたことにより、部品を大型化することなく、短時間停電時のDC電圧の出力を保持することができる。
以上説明したように、第1の実施例では、電圧検知手段が検知する電圧に応じてブラウンアウト切替回路がブラウンアウト閾値を切替えるようにしたことにより、装置を大型化することなく、短時間停電時の制御部への供給電圧を確保することができるという効果が得られる。
As described above, the brown-out threshold value that is the off-voltage threshold value of the power
As described above, in the first embodiment, the brown-out switching circuit switches the brown-out threshold according to the voltage detected by the voltage detection means, so that the power failure can be stopped for a short time without increasing the size of the apparatus. The effect that the supply voltage to the control part at the time can be secured is obtained.
第2の実施例の構成は、第1の実施例の構成と比較してブラウンアウト切替回路の構成が異なっている。その第2の実施例の構成を図4および図5に基づいて説明する。なお、上述した第1の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図4は第2の実施例における電源の構成を示すブロック図である。
図4において、切替手段としてのブラウンアウト切替回路507は、ACゼロクロス検出回路505の整流ダイオード5001の出力と接続され、トランジスタ7001、トランジスタ7002、トランジスタ7003、コンデンサ7004、抵抗7005、抵抗7006、整流ダイオード7007、分圧抵抗7008、抵抗7009で構成される。
The configuration of the second embodiment is different from the configuration of the first embodiment in the configuration of the brownout switching circuit. The configuration of the second embodiment will be described with reference to FIGS. Note that parts similar to those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the power supply in the second embodiment.
In FIG. 4, a
トランジスタ7001は、NPNトランジスタであり、ACゼロクロス検出回路505の整流ダイオード5001の出力に接続される。トランジスタ7002は、NPNトランジスタであり、抵抗を介してトランジスタ7001のコレクタに接続される。トランジスタ7003は、NPNトランジスタであり、コンデンサ7004はトランジスタ7002のエミッタに接続され、抵抗7005はトランジスタ7003のベースに接続される。抵抗7006は、トランジスタ7002のエミッタとコンデンサ7004に接続される。
The
整流ダイオード7007は、コンデンサ7004と抵抗7005に接続される。分圧抵抗7008は、トランジスタ7003のコレクタと接続され、抵抗7009はトランジスタ7003のコレクタとエミッタの間に接続される。
このように構成されたブラウンアウト切替回路507は、ACゼロクロス検出回路505が入力電圧のオフを検知すると、電圧閾値(ブランアウト閾値)を低下させ、その後所定時間が経過すると、電圧閾値を元に戻すことができる。
The brown-
図5は第2の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
図5において、ブランアウト切替回路507は、ACゼロクロス検出回路505の出力ではなく、一次整流/平滑回路503の出力と接続されている。その他の構成は図1に示す第1の実施例と同様である。
上述した構成の作用について説明する。
FIG. 5 is a block diagram showing a control configuration of the image forming apparatus in the second embodiment.
In FIG. 5, the blank-
The operation of the above configuration will be described.
図11は第2の実施例における短時間停電時の電源の動作を表すタイムチャート、図12は第2の実施例におけるスイッチオフ時の電源の動作を表すタイムチャートである。なお、通常動作時の電源の動作は第1の実施例と同様なのでその説明を省略する。また、図11、図12の縦軸は電圧、横軸は時間の経過を表している。
図11、図12は、それぞれ一次スイッチ出力電圧、一次整流/平滑電圧、一次電流、ゲート電圧、DC24V出力電圧、DC5V出力電圧の6種類の波形を表している。なお、一次スイッチ出力電圧、一次整流/平滑電圧、一次電流、ゲート電圧、DC24V出力電圧、DC5V出力電圧の6種類の波形の意義は、図8と同様である。
FIG. 11 is a time chart showing the operation of the power supply during a short power failure in the second embodiment, and FIG. 12 is a time chart showing the operation of the power supply when the switch is turned off in the second embodiment. The operation of the power supply during normal operation is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. 11 and 12, the vertical axis represents voltage, and the horizontal axis represents the passage of time.
FIG. 11 and FIG. 12 respectively show six types of waveforms: primary switch output voltage, primary rectification / smoothing voltage, primary current, gate voltage, DC24V output voltage, and DC5V output voltage. The meanings of the six types of waveforms of the primary switch output voltage, primary rectification / smoothing voltage, primary current, gate voltage, DC24V output voltage, and DC5V output voltage are the same as in FIG.
まず、短時間停電時の電源の動作を、図11の第2の実施例における短時間停電時の電源の動作を表すタイムチャートの図中Tで表すタイミングに従って図4および図5を参照しながら説明する。図11は、数十ms程度の短時間停電時の波形を表しており、一次電流が高い状態において停電時の電圧垂下が最も早くなるため、図8における印刷モード時の短時間停電を代表して説明する。
T31:印刷動作を行っている印刷モード中に停電が発生した場合、一次スイッチ出力電圧は、オフの状態となる。また、AC電圧の供給がオフとなるため、一次整流/平滑回路503は、放電を開始し、一次整流/平滑電圧は、電圧V0から低下する。
First, referring to FIGS. 4 and 5, the operation of the power supply at the time of the short-time power failure is shown according to the timing represented by T in the time chart showing the operation of the power supply at the time of the short-time power failure in the second embodiment of FIG. explain. FIG. 11 shows the waveform at the time of a short power failure of about several tens of ms. Since the voltage droop at the time of the power failure becomes the fastest in a state where the primary current is high, it represents the short time power failure at the time of the printing mode in FIG. I will explain.
T31: When a power failure occurs during the printing mode in which the printing operation is performed, the primary switch output voltage is turned off. Further, since the supply of the AC voltage is turned off, the primary rectification /
このとき、ブラウンアウト閾値は、V1から、V1より低いV2に切り替わる。すなわち、ブラウンアウト閾値V1>本実施例のブラウンアウト閾値V2の関係がある。
一次電流(rms)は、印刷動作時の電流値をI0とすると、放電開始とともにI0aに電流値が上昇する。
ゲート電圧は、印刷時の通常のオンデューティーを35%程度とすると、その35%より上昇したオンデューティーとなる。
DC24V出力電圧およびDC5V出力電圧は変化しない。
At this time, the brownout threshold is switched from V1 to V2 lower than V1. That is, there is a relationship of brownout threshold V1> brownout threshold V2 of the present embodiment.
Assuming that the current value during the printing operation is I0, the primary current (rms) increases to I0a as discharge starts.
If the normal on-duty during printing is about 35%, the gate voltage becomes an on-duty that is higher than 35%.
The DC24V output voltage and the DC5V output voltage do not change.
ここで、ブラウンアウト切替回路507の動作を説明する。
スイッチ501がオンの場合、ACゼロクロス検出回路505の整流ダイオード5001の出力により、ブラウンアウト切替回路507のトランジスタ7001がオン状態となり、トランジスタ7002がオフとなる。よって、トランジスタ7003がオフ状態となり、抵抗7005により、分圧抵抗7008の出力電圧が変化することによりブラウンアウト閾値の設定がV1となる。
Here, the operation of the brown-
When the
T31において一次スイッチ出力電圧がオフとなることにより、ACゼロクロス検出回路505の整流ダイオード5001の出力がオフとなり、トランジスタ7001がオフとなり、トランジスタ7002がオンする。トランジスタ7002がオンするとトランジスタ7003がオン状態となり、抵抗7009がショート状態となる。よって、抵抗7009により、分圧抵抗7008の出力電圧が変化し、ブラウンアウト閾値がV2となる。
When the primary switch output voltage is turned off at T31, the output of the
T32:停電から復旧すると、一次スイッチ出力電圧は、オンの状態となる。また、AC電圧の供給がオンとなるため、一次整流/平滑回路503は充電を開始し、一次整流/平滑電圧は、垂下した電圧V0aから電圧V0まで上昇する。
一次電流(rms)は、印刷動作時の電流値をI0とすると、I0aから印刷動作時のI0に電流値が下がる。
ゲート電圧は、印刷時の通常のオンデューティーを35%程度とすると、その35%より上昇したオンデューティーは通常の35%程度に下がる。
DC24V出力電圧およびDC5V出力電圧は変化しない。
T33:一次整流/平滑電圧のブラウンアウト閾値がV2からV1へと変化する。
T32: When the power is recovered from the power failure, the primary switch output voltage is turned on. Further, since the supply of the AC voltage is turned on, the primary rectification /
Assuming that the current value during the printing operation is I0, the primary current (rms) decreases from I0a to I0 during the printing operation.
When the normal on-duty at the time of printing is about 35%, the on-duty, which is higher than 35%, decreases to about 35% of the normal gate voltage.
The DC24V output voltage and the DC5V output voltage do not change.
T33: The brownout threshold value of the primary rectification / smoothing voltage changes from V2 to V1.
ここで、ブラウンアウト切替回路507の動作を説明する。
スイッチ501がオンの場合、ACゼロクロス検出回路505の整流ダイオード5001の出力がオフ、ブラウンアウト切替回路507のトランジスタ7001がオフとなり、トランジスタ7002がオンする。トランジスタ7002がオンすると、トランジスタ7003がオン状態となり、抵抗7009がショート状態となるが、コンデンサ7004の充電が完了すると、トランジスタ7003のベース電流が流れなくなるため、トランジスタ7003がオフとなる。本実施例では、抵抗7005とコンデンサ7004の時定数により、数十ms程度の設定にする。
Here, the operation of the brown-
When the
その後、一次スイッチ出力電圧がオンになると、整流ダイオード5001の出力がオン、トランジスタ7001がオンとなり、トランジスタ7002がオフとなる。トランジスタ7002がオンからオフすると、抵抗7005とダイオード7007でコンデンサ7004を放電させる。
このようにして、ブラウンアウト閾値がV2からV1へ変化する。
Thereafter, when the primary switch output voltage is turned on, the output of the
In this way, the brownout threshold value changes from V2 to V1.
次に、スイッチオフ時の電源の動作を、図12の第1の実施例におけるスイッチオフ時の電源の動作を表すタイムチャートの図中Tで表すタイミングに従って図4および図5を参照しながら説明する。なお、一次スイッチ出力電圧、一次整流/平滑電圧、一次電流、ゲート電圧、DC24V出力電圧、DC5V出力電圧の6種類の波形の意義は、図8と同様である。 Next, the operation of the power supply when the switch is turned off will be described with reference to FIGS. 4 and 5 according to the timing represented by T in the time chart showing the operation of the power supply when the switch is turned off in the first embodiment of FIG. To do. The meanings of the six types of waveforms of the primary switch output voltage, primary rectification / smoothing voltage, primary current, gate voltage, DC24V output voltage, and DC5V output voltage are the same as in FIG.
T41:スイッチ501を手動オフすることにより、一次スイッチ出力電圧は、オフの状態となる。また、AC電圧の供給がオフとなるため、一次整流/平滑回路503は、放電を開始し、一次整流/平滑電圧は、電圧V0から低下する。このときのブラウンアウト閾値は、V1からV2に変化する。
一次電流(rms)は、放電開始とともにI0からI0aに電流値が上昇する。
ゲート電圧は、オンデューティーが通常の35%より上昇したオンデューティーとなる。
DC24V出力電圧およびDC5V出力電圧は、スイッチオフ直後は変化しない。
T41: By manually turning off the
The primary current (rms) increases in current value from I0 to I0a as the discharge starts.
The gate voltage becomes an on-duty in which the on-duty is higher than the normal 35%.
The DC24V output voltage and the DC5V output voltage do not change immediately after the switch is turned off.
T42:一次スイッチ出力電圧は、オフの状態を継続する。このとき、ブラウンアウト閾値は、V2からV1に変化する。ブラウンアウト切替回路507の動作は図11で説明した動作と同様である。一次整流/平滑電圧が電圧V0から低下し、ブラウンアウト閾値V1に到達すると、ゲート電圧はオフとなり、DC24V出力電圧は垂下を開始する。
ここで、二次整流/平滑回路2003のコンデンサの放電時間があり、実際にはゲート電圧のオフと同時に、DC24V出力電圧は垂下を開始することはないが、図12では省略している。
DC24V出力電圧が垂下すると、DC−DCコンバータ2007が動作を停止し、DC5V出力電圧の出力は垂下し、電源オフの状態となる。
T42: The primary switch output voltage continues to be off. At this time, the brownout threshold changes from V2 to V1. The operation of the brown-
Here, there is a discharge time of the capacitor of the secondary rectification /
When the
ここで、第2の実施例の変形例を説明する。
図7は第2の実施例の変形例における電源の構成を示すブロック図である。
図7において、ブランアウト切替回路509は、ACゼロクロス検出回路505の整流ダイオード5001の出力ではなく、一次整流/平滑回路503の整流ダイオード3001の出力に接続されている。その他の構成は図4に示す第2の実施例と同様である。
Here, a modification of the second embodiment will be described.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a power source in a modification of the second embodiment.
In FIG. 7, the blank-
なお、上述した図7に示す変形例の電源の動作は、図4に示す電源の動作と同じであるが、図4に示すブラウンアウト切替回路507の入力接続が、図7に示すブラウンアウト切替回路509の入力接続より商用電源1000に近いため、図4に示すブラウンアウト切替回路507の方が図7に示すブラウンアウト切替回路509より商用電源1000の入力電圧の検出精度が高くなる。
7 is the same as the operation of the power source shown in FIG. 4, but the input connection of the brown-
このように、ACゼロクロス検出回路505でAC電圧のオフを検出すると、ブラウンアウト切替回路507が、所定時間が経過するまでの間、電源制御部4004のオフ電圧閾値であるブラウンアウト閾値を低下させることにより、部品を大型化することなく、DC電圧の出力を保持することができる。
また、第1の実施例では、ブラウンアウト切替回路507がブラウンアウト閾値を切り替えるのは1回であったが、第2の実施例では、ブラウンアウト切替回路507がブラウンアウト閾値を2回以上(複数回)、切り替えることができるようにしたことにより、短時間停電が複数回発生しても、部品を大型化することなく、DC電圧の出力を保持することができる。
As described above, when the AC zero-
In the first embodiment, the brown-
以上説明したように、第2の実施例では、第1の実施例の効果に加え、短時間停電が複数回発生した場合であっても、部品を大型化することなく、DC電圧の出力を保持することができるという効果が得られる。
なお、第1の実施例および第2の実施例では、画像形成装置をプリンタ装置、特にタンデム方式のカラー4色のプリンタ装置として説明したが、それに限られるものでなく、カラー5色以上のプリンタ装置、カラー4色未満のプリンタ装置、モノクロプリンタ装置、複写装置、または複合装置(MFP)等としても良い。
As described above, in the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the output of the DC voltage can be performed without increasing the size of the parts even when the power failure occurs for a plurality of times. The effect that it can hold | maintain is acquired.
In the first and second embodiments, the image forming apparatus has been described as a printer apparatus, particularly a tandem four-color printer apparatus. However, the present invention is not limited to this, and a printer having five or more colors. An apparatus, a printer apparatus having less than four colors, a monochrome printer apparatus, a copying apparatus, or a composite apparatus (MFP) may be used.
100 画像形成装置
500 電源
501 スイッチ
502 ヒータオンオフ回路
503 一次整流/平滑回路
504 DC−DC変換部
505 ACゼロクロス検出回路
506、507、508、509 ブラウンアウト切替回路
700 制御ブロック
800 各種センサ
801 アクチュエータ
1000 商用電源
2000 保護素子
2001 フィルタ
2002 突入防止回路
2003 二次整流/平滑回路
2004 保護回路
2005 二次フィルタ
2006 電圧フィードバック部
2007 DC−DCコンバータ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記変換部に入力される電圧を検知する電圧検知手段と、
前記電圧検知手段が検知する電圧に応じて、前記変換部から前記所定の電圧を出力させる電源制御部と、
前記変換部に入力される電圧に基づき前記電圧検知手段が電圧を検知するための閾値を切替える切替手段と、
を備え、
前記電圧検知手段が前記閾値により前記変換部に入力される電圧を満足していない状態を検知すると、前記電源制御部は前記変換部から出力する前記所定の電圧を0V方向に変化せることを特徴とする電源装置。 A converter that converts the input voltage and outputs a predetermined voltage;
Voltage detection means for detecting a voltage input to the converter;
In accordance with the voltage detected by the voltage detecting means, a power supply control unit that outputs the predetermined voltage from the conversion unit;
Switching means for switching a threshold for the voltage detection means to detect a voltage based on the voltage input to the conversion unit;
With
When the voltage detection unit detects a state in which the voltage input to the conversion unit is not satisfied by the threshold, the power supply control unit changes the predetermined voltage output from the conversion unit in a 0V direction. Power supply.
前記切替手段は、スイッチング素子を有し、
前記電源制御部は、前記スイッチング素子を制御することで前記変換部から前記所定の電圧を出力させ、
前記電圧検知手段が前記閾値により前記変換部に入力される電圧を満足していない状態を検知すると、前記電源制御部は前記スイッチング素子を停止させることで前記変換部から出力する前記所定の電圧を0V方向に変化せることを特徴とする電源装置。 The power supply device according to claim 1,
The switching means has a switching element,
The power supply control unit outputs the predetermined voltage from the conversion unit by controlling the switching element,
When the voltage detection unit detects a state in which the voltage input to the conversion unit is not satisfied by the threshold value, the power supply control unit stops the switching element to output the predetermined voltage output from the conversion unit. A power supply device characterized in that it can be changed in the 0V direction.
前記切替手段は、前記電圧検知手段が入力電圧のオフを検知してから所定時間の経過後に、前記閾値を切替えることを特徴とする電源装置。 The power supply device according to claim 1 or 2,
The power switching apparatus according to claim 1, wherein the switching unit switches the threshold value after a predetermined time has elapsed since the voltage detection unit detected that the input voltage was turned off.
前記閾値の切替え回数は、1回であることを特徴とする電源装置。 In the power supply device in any one of Claims 1-3,
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the threshold is switched once.
前記閾値の切替え回数は、複数回であることを特徴とする電源装置。 In the power supply device in any one of Claims 1-3,
The power supply apparatus characterized in that the number of times of switching the threshold value is a plurality of times.
前記切替手段は、前記電圧検知手段が入力電圧のオフを検知すると、前記閾値を低下させ、その後所定時間が経過すると、前記閾値を元に戻すことを特徴とする電源装置。 The power supply device according to claim 5,
The switching unit reduces the threshold when the voltage detecting unit detects that the input voltage is turned off, and returns the threshold to the original value after a predetermined time has elapsed.
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