JP2019037071A - 電源装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電源装置は、フィードバック部116と、切替え制御部118と、入力電圧Vinを検知する電圧検知部107と、FET1に流れる電流を検知する電流検知部109と、制御部101と、を備える。制御部101は、電流検知部109の検知結果と合わせて、電源装置の負荷の電力検知を行うことができる。制御部101は、FB端子電圧に基づきFET1のオン時間を制御し、電流検知部109の検知結果であるIA端子電圧に基づきFET2のオン時間を制御する。制御部101は、FB端子電圧に基づきスイッチング期間が連続する動作を行うように制御する連続制御と、スイッチング期間とスイッチング停止期間が交互に繰り返される動作を行うように制御する間欠制御とを切り替える。
【選択図】図7
Description
図1は実施例1のアクティブクランプ方式を用いたスイッチング電源回路の概略を示す回路図である。商用電源等の交流電源10は交流電圧を出力しており、全波整流手段であるブリッジダイオードBD1で整流された電圧は、スイッチング電源回路100に入力されている。平滑用コンデンサC3は整流された電圧の平滑手段として用いられ、平滑用コンデンサC3の低い側の電位をDCL、高い側の電位をDCHとする。スイッチング電源回路100は、平滑用コンデンサC3に充電された入力電圧Vinから、絶縁された二次側へ電源電圧V11を出力する。実施例1では、スイッチング電源回路100は、電源電圧V11の一例として、例えば5Vの一定の電圧を出力する。
図2は実施例1〜実施例3に適用可能な、制御部101の回路構成の概要図を示している。制御部101はブロック1とブロック2に分割されている。ブロック1には、クロック発振部125、タイマー制御部126、PWM出力部127、比較制御部128を備えている。ブロック2には、演算制御部121、RAM等の記憶部122、FLASH、ROM等の記憶部123、AD変換部124を備えている。制御部101は、1チップの集積回路で形成されたマイクロコンピュータである。
図1の説明に戻る。FET1に流れる平均電流値を検知するために用いられる、電流検知手段である電流検知部109について説明する。電流検知部109は、FET1に流れる電流検出抵抗として抵抗R91を有している。抵抗R91によって検出された電圧値は、抵抗R92及びコンデンサC93によって平滑され、制御部101のIA端子に入力される。制御部101は、IA端子に入力された電圧(以下、IA端子電圧という)を検知する。FET1に流れる平均電流値は、スイッチング電源回路100の負荷に比例する。このため、制御部101は。電流検知部109から出力されるIA端子電圧に基づき、スイッチング電源回路100の負荷を検知することができる。
フィードバック部115は、電源電圧V11を所定の一定電圧に制御するために用いられる。電源電圧V11の電圧値は、シャントレギュレータIC5のリファレンス端子REFの基準電圧、抵抗R52及び抵抗R53によって設定される。電源電圧V11が所定の電圧(ここでは5V)以上になると、シャントレギュレータIC5のカソード端子Kから電流が流れ、プルアップ抵抗R51を介してフォトカプラPC5の二次側ダイオードが導通状態となる。これにより、フォトカプラPC5の一次側トランジスタが動作し、コンデンサC6から電荷が放電される。このため、制御部101のFB端子の電圧(以下、FB端子電圧という)が低下する。一方、電源電圧V11が5Vより低くなると、二次側ダイオードが非導通状態となる。これにより、フォトカプラPC5の一次側のトランジスタがオフ状態となり、電源電圧V2から抵抗R2を介してコンデンサC6を充電する電流が流れる。このため、制御部101のFB端子電圧が上昇する。このように、フィードバック部115は、電源電圧V11の変動に応じて制御部101のFB端子電圧を変化させる。
図3は、制御部101によるアクティブクランプ方式を用いたスイッチング電源回路100の軽負荷状態の効率を改善するための制御方法の説明図である。図3において、(i)はFET1のゲート駆動信号DLに対応する制御信号DRV1を示す図、(ii)はFET2のゲート駆動信号DHに対応する制御信号DRV2を示す図である。図3において、(iii)はFET1のドレイン電流を示す図、(iv)はFET1のドレイン端子とソース端子間の電圧を示す図、(v)はFB端子電圧を示す図である。横軸はいずれも時間を示す。図4は、図3に示す複数の期間(〔1〕〜〔9〕)における電流の流れを、簡易回路図とともに示したものである。以下に、各期間の動作を説明する。なお、図4では、トランスT1をリーケージインダクタンスLr、結合インダクタンスLs、理想トランスTiに分割して示している。また、図4の回路中に、それぞれの期間で流れる電流を濃い実線矢印で示している。実施例1では、FET1及びFET2を制御する期間が、第一の期間であるスイッチング期間、停止前制御を実施する期間、第二の期間であるスイッチング停止期間、停止後制御を実施する期間、のように分けられる。なお、第一の期間が連続する動作を行うような制御を連続制御とし、第一の期間と第二の期間が交互に繰り返される動作を行うような制御を間欠制御とする。
図3のスイッチング期間は、制御部101が、FET1とFET2をともにオフさせるデッドタイムを挟んでFET1とFET2を交互にオン又はオフさせて繰り返し制御する期間である。スイッチング期間におけるFET2と電圧クランプ用のコンデンサC2を用いた動作(以下、アクティブクランプ動作という)を図3、図4の〔1〕〜〔3〕で説明する。
次に、上述したスイッチング期間と、後述するスイッチング停止期間を交互に繰り返し制御する間欠動作について説明を行う。スイッチング電源回路100の軽負荷状態において、スイッチング期間の制御をそのまま継続すると、次のような課題が生じる。即ち、スイッチング電源回路100の一次側の電流による抵抗損失や、FET1及びFET2のスイッチング損失等によって、スイッチング電源回路100の効率が低下してしまう。
次に図4に示す〔4〕の期間で行う、停止前制御について説明する。スイッチング期間におけるFET1のオン時間をTL1、TL2、FET2のオン時間をTH1とする。また、停止前制御を実施する期間におけるFET2のオン時間をTH2とし、FET2のオン時間がTH2となる前のFET1のオン時間をTL2とする(図3参照)。更に、停止後制御を実施する期間におけるFET2のオン時間をTH3とする(後述する〔8〕の期間)。
次に、図3に示すスイッチング停止期間の制御を説明する。図4に示す〔7〕の期間では、電圧クランプ用のコンデンサC2に電圧を保持したまま(図3(iv))、FET1及びFET2をオフ状態として保持している。電圧クランプ用のコンデンサC2に電圧が保持されているため、所定の停止期間が経過した後でも、FET2をオンすることで、コンデンサC2の+端子側からトランスT1に電流が流れる状態(図4の〔2〕の状態)となる。制御部101は、フィードバック部115から出力されるFB端子電圧や、スイッチング電源回路100の二次側の負荷に電力を供給すべき状態を検出した場合や、タイマー制御部126に基づき所定の時間が経過した場合等に、スイッチング停止期間を終了する。そして、制御部101は、後述する停止後制御を行った後、スイッチング期間に移行する。
次に図4に示す〔8〕〜〔9〕の停止後制御を説明する。図4に示す〔8〕の期間の動作は、前述した〔2〕の期間の動作と同様であるが、図4に示す〔8〕の期間では、FET2のオン時間を短くすることを特徴としている。実施例1では、スイッチング停止期間が継続する時間よりも短い時間でFET2をオンさせる。また、スイッチング期間でFET2をオンさせた時間(TH1)よりも短い時間でFET2をオンさせる。更に、スイッチング期間でFET2をオンさせた時間(TH1)の半分よりも短い時間(<TH1/2)でFET2をオンさせる。実施例1の制御では、FET1とFET2のオン時間の比率を、スイッチング期間のオン時間の比率(TL1とTH1の比率)の半分より小さい比率(TL2とTH3の比率)となるように制御している。
図5に示す、スイッチング期間が継続する場合における、二次側の電源電圧V11の制御方法について説明する。スイッチング電源回路100の二次側の電源電圧V11の制御は、FET1とFET2のオン時間の比率を変更することにより行っている。FET2に対するFET1のオン時間の比率が高くなると、二次側の電源電圧V11は上昇する。FET1とFET2のオン時間の比率を制御する方法として、図5(A)に示すように、FET1のオン時間をフィードバック部115から出力されるフィードバック情報、即ちFB端子電圧に基づき可変にする方法を用いることができる。図5(A)は、横軸にFB端子電圧の電圧値(V)、縦軸にFET1のオン時間(μsec(マイクロ秒))を示す。また、図3(v)に示した閾値電圧FBL1、FBL2も破線で示す。図5(A)では、FB端子電圧が閾値電圧FBL1を下回るまではFB端子電圧に比例してFET1のオン時間を長くする。一方、FB端子電圧が閾値電圧FBL1を下回るとFET1のオン時間を一定とする。軽負荷時にFET1のオン時間を短くし過ぎると、効率が低下してしまうため、FET1のオン時間には下限値を設けている。
実施例1では、電流検知部109から出力されるIA端子電圧に基づき、電源の負荷が大きいか否かを検出する。図5(B)は、横軸にIA端子電圧の値(電流値(A)に換算)を示し、縦軸にFET2のオン時間(μsec)を示す。図5(B)に示すように、電源の負荷が大きくなったことを検知すると、すなわち、IA端子電圧に相当する電流値が大きくなると、FET2のオン時間を長くする制御を行う。このように負荷が大きくなったことを検知しFET2のオン時間を長くする制御を行うと、出力電圧V11を所定の目標電圧に保つため、FET1のオン時間が上昇する。図5(C)は、横軸にIA端子電圧の値(電流値(A)に換算)を示し、縦軸にFB端子電圧の電圧値(V)を示す。また、閾値電圧FBL1、FBL2も破線で示す。図5(C)に示すように、IA端子電圧に相当する電流値が大きくなると、FB端子電圧が上昇する。なお、FB端子電圧が閾値電圧FBL1を下回ると間欠制御に移行し、FB端子電圧はそれより下がることがなくなるため、図5(C)のグラフでは破線で示している。図5(C)の破線部分は、間欠制御を行わないと仮定した場合のFB端子電圧を示している。
ここで、実施例1の特徴である、FB端子電圧を用いた軽負荷状態の検出方法の効果について説明する。スイッチング電源回路100では、FET2のオン時間を固定にし、FB端子電圧に基づきFET1のオン時間を制御する場合や、FB端子電圧に基づきFET1のオンデューティを制御する場合がある。このような場合、電源の負荷の変動によるFB端子電圧の変動量は、小さい値となる。なお、負荷が増加した場合、出力電圧V11の電圧低下を補う分だけ、FB端子電圧は若干上昇する。そのため、回路のばらつき等を考慮すると、FB端子電圧を用いて軽負荷状態の判断を行うことは困難であった。そこで、図5で説明した制御、すなわち、IA端子電圧に基づきFET2のオン時間を制御する。これにより、FB端子電圧に基づく軽負荷状態の判断が容易になり、スイッチング電源回路100の軽負荷状態において、確実に間欠制御を行うことができ、スイッチング電源回路100の電源効率を改善できる。
更に、実施例1の特徴である、FB端子電圧を用いた軽負荷状態の検出方法を用いることで得られる効果として、下記に説明するように、軽負荷状態における制御部101の消費電力を低減する効果を得ることができる。スイッチング電源回路100の間欠制御を実現する制御手段として、図3で示したように、FB端子電圧のオーバーシュートやアンダーシュートを利用して、スイッチング期間と、スイッチング停止期間の制御する方法を用いることができる。図3で説明したように、FB端子電圧が所定の閾値電圧FBL1より低くなった際に間欠制御のスイッチング停止期間を開始させる。また、検知する閾値電圧は固定値(FBL1、FBL2)である。このため、FB端子電圧が所定の閾値電圧FBL2より大きくなった際に間欠制御のスイッチング停止期間を終了させる制御を行う場合には、制御部101の比較制御部128を用いて、所定の閾値電圧(FBL1、FBL2)を検知できる。特に、スイッチング停止期間において、前述したように、省電力用のスイッチ129をオフ状態とし、制御部101のブロック2の消費電力を削減できるため、閾値電圧FBL2を比較制御部128で検知する方法が有効である。なお、実施例1のスイッチング電源回路100では、閾値電圧FBL1の検知はAD変換部124を用いて行っている。そのため、スイッチング停止期間において、消費電力の低い比較制御部128を用いて、FB端子電圧が閾値電圧FBL2より大きくなったことを判断することで、制御部101の消費電力を低減でき、軽負荷時の電源効率を改善できる。
図6は実施例1の制御部101によるスイッチング電源回路100の制御処理を説明するフローチャートである。制御部101は、交流電源10がスイッチング電源回路100に接続され、スイッチング電源回路100に電力が供給される状態になると、以下の制御を開始する。
・スイッチング電源回路100の軽負荷状態において、スイッチング期間とスイッチング停止期間を繰り返し行う間欠動作を行う。
・FB端子電圧に基づき、FET1のオン時間を制御している。
・電源負荷の検知結果(実施例1ではIA端子電圧に基づく、平均電流値)に基づき、FET2のオン時間(FET1のオフ時間)を制御している。
・FB端子電圧に基づき、軽負荷状態を判断している。
次に、実施例2のスイッチング電源回路400を説明する。実施例1と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。図7に示すスイッチング電源回路400は、フィードバック手段としてフィードバック部116と、切替え制御部118とを有している。また、スイッチング電源回路400は、入力電圧Vinを検知する電圧検知手段である電圧検知部107を有しており、電流検知部109の検知結果と合わせて、制御部101はスイッチング電源回路400の負荷の電力検知を行うことができる。
フィードバック部116は、実施例1のフィードバック部115に対して、抵抗R53、R54、FET51を用いたフィードバック電圧の切替え機能を有する点が異なる。FET51のゲート端子とソース端子の間には、抵抗R55が接続されている。フィードバック部116のFET51のゲート端子には、スイッチング電源回路400を搭載している電子機器の制御部等から、フィードバック電圧を切り替えるための信号であるSTANBY信号が入力されている。STANBY信号がハイレベルになると、FET51がオン状態になり、抵抗R54がショートされる。このため、シャントレギュレータIC5のリファレンス端子REFに入力される電圧は、電源電圧V12を抵抗R52、R53で分圧した電圧となる。これにより、スイッチング電源回路400は、二次側の電源電圧V12として24V電圧を出力する状態となる。
切替え制御部118は、STANBY信号に応じてスタンバイ状態とスリープ状態の切替え制御を行う。切替え制御部118のFET81のゲート端子には、スイッチング電源回路400を搭載している電子機器の制御部等から、スイッチング電源回路400の動作状態を切り替えるための信号であるSTANBY信号が入力されている。FET81のゲート端子とソース端子の間には、抵抗R82が接続されている。ハイレベルのSTANBY信号が切替え制御部118に入力されると、FET81がオン状態となり、抵抗R81を介してフォトカプラPC8の二次側ダイオードが導通状態となる。これにより、フォトカプラPC8の一次側トランジスタがオン状態となり、コンデンサC8に充電されていた電荷が放電される。コンデンサC8の一端は、制御部101のSL端子に接続されており、コンデンサC8の電荷が放電されると、制御部101のSL端子の電圧(以下、SL端子電圧という)はローレベルになる。
入力電圧Vinの電圧値を検知するために用いられる、電圧検知部107について説明する。電圧検知部107は、補助巻線P2から生じるフォワード電圧を、ダイオードD74、抵抗R71、コンデンサC72によって整流平滑し、抵抗R73と抵抗R74で分圧した電圧を制御部101のVA端子に出力する。制御部101は、VA端子に入力された電圧(以下、VA端子電圧という)を検知することで、入力電圧Vinに比例する電圧を検知することができる。
電流検知部109によって検知された電流値(IA端子電圧)と、電圧検知部107で検知された入力電圧(VA端子電圧)との乗算(電流×電圧)が制御部101により行われる。これにより、制御部101は、スイッチング電源回路400の負荷の電力値を検知することができる。
図8に示す、スイッチング期間における、二次側の電源電圧V12の制御方法について説明する。スイッチング電源回路400の二次側の電源電圧V12の制御は、FET1とFET2のオン時間の比率を変更することにより行っている。図8(A)は、横軸にFB端子電圧の電圧値(V)を示し、縦軸にFET1のオン時間(μsec)を示す。また、実線はスリープ状態(SLEEP)におけるグラフを示し、破線はスタンバイ状態(STANBY)におけるグラフを示す。それぞれ、入力電圧Vinが100V、120Vのときのグラフを示している。また、FB端子電圧には、閾値電圧FBL1、FBL2も破線で示している。図8(A)に示すように、スイッチング電源回路400では、FET1のオン時間をFB端子電圧に基づき制御する。また、これとともに、スイッチング電源回路400の状態(スタンバイ状態、スリープ状態)や、入力電圧Vinの電圧値(VA端子電圧)に基づき、FB端子電圧に対してFET1のオン時間が増加する傾きや、FET1のオン時間の初期値を変更している。
まずは、図8(A)に示す、VA端子電圧の検知結果に基づき、FET1のオン時間を変更する方法について説明する。図8(A)には、一例として、入力電圧Vinが100Vの場合と、120Vの場合のFET1のオン時間の値を示している。制御部101は、入力電圧Vinの電圧値が大きい場合に、FET1のオン時間を短くする制御を行っている。そのため、入力電圧Vinが120Vの場合、入力電圧Viが100Vの場合に比べて、FB端子電圧に対してFET1のオン時間が増加する傾きや、FET1のオン時間の初期値を小さくしている。なお、入力電圧Vin(VA端子電圧)の検知結果に基づくFET1のオン時間の制御は、上述した傾きと初期値のどちらか一方のみを行ってもよい。
前述したように、制御部101は、IA端子電圧とVA端子電圧とに基づき、スイッチング電源回路400の負荷の電力値を検知している。ここで、図8(B)は、横軸にIA端子電圧及びVA端子電圧から求められた電力値(W)を示し、縦軸にFET2のオン時間(μsec)を示す。また、実線はスリープ状態を示し、破線はスタンバイ状態を示す。図8(B)に示すように、制御部101は、スイッチング電源回路400の負荷の電力値が大きくなったことを検知すると、FET2のオン時間を長くする制御を行っている。なお、スリープ状態では、負荷(例えばモータ等)の接続が遮断されているため、負荷が軽い状態であり、電力値は50W以下となっている。
スタンバイ状態(V12=24V)では、出力電圧V12の電圧値が大きいため、スリープ状態(V12=5V)に比べて、FET2のオン時間に対するFET1のオン時間の比率が高くなるように制御する必要がある。また、スタンバイ状態ではスリープ状態に比べて負荷が大きいため、図3で説明したソフトスイッチングを継続させるためには、FET1のオン時間を長く設定する必要がある。そのため、図8(A)に示すように、スタンバイ状態のFET1のオン時間は、スリープ状態のオン時間に対して長い時間が設定されている。一方、図8(B)に示すように、スタンバイ状態のFET2のオン時間は、スリープ状態のFET2のオン時間に対して短い時間が設定されている。
実施例2では、図8(B)に示すように、スリープ状態において、スイッチング電源回路400の負荷の電力が大きくなったことを検知すると、FET2のオン時間を長くする制御を行っている。図8(D)に示すFB端子電圧に基づく軽負荷状態の検知方法は、実施例1の図5(C)と同じため説明を省略する。
ところで、図9(A)は、トランスT91の二次側出力にフォワード電圧を利用する、アクティブクランプ方式を用いたスイッチング電源回路901である。スイッチング電源回路901においても、実施例1及び実施例2で説明したFB端子電圧を利用した軽負荷状態の判断方法は有効である。また、図9(B)は、図9(A)から、アクティブクランプ回路を削除し、スナバ回路SK1を追加したスイッチング電源回路902である。スイッチング電源回路902においても、実施例1及び実施例2で説明したFB端子電圧を利用した軽負荷状態の判断方法は有効である。スイッチング電源回路901及びスイッチング電源回路902のコイルL21及びダイオードD21、D22、コンデンサC21は、二次側の整流平滑用の素子である。制御部191はFET1及びFET2のスイッチング動作を制御している。制御部192はFET1のスイッチング動作を制御している。制御部191、192は、電源電圧VCCを供給されることで動作している。
図10は実施例2の制御部101によるスイッチング電源回路400の制御処理を説明するフローチャートである。図6のフローチャートと同じ制御については、同一のステップ番号を付して説明を省略する。S801で制御部101は、SL端子電圧に基づきSTANBY信号がハイレベルか否かを判断する。制御部101は、この判断によりスタンバイ状態とスリープ状態の判断を行っている。S801で制御部101は、STANBY信号がハイレベルであると判断した場合、処理をS806に進める。制御部101は、スタンバイ状態(24V出力)に移行する。S801で制御部101は、STANBY信号がローレベルであると判断した場合、処理をS802に進める。制御部101は、スリープ状態(5V出力)に移行する。
S802で制御部101は、図8(A)で説明したように、FB端子電圧とVA端子電圧とに基づき、スイッチング期間におけるFET1のオン時間を制御する。S803で制御部101は、図8(B)で説明したように、IA端子電圧とVA端子電圧に基づき、スイッチング電源回路400の負荷の電力を演算し、演算結果に基づき、FET2のオン時間を制御している。S804で制御部101は、VA端子電圧及びIA端子電圧に応じたFET2のオン時間の2分の1(半分)以下の時間(TH2≦TH1/2)となるように、FET2のオン時間(TH2)を制御する。この制御は、停止前制御である。S805で制御部101は、VA端子電圧及びIA端子電圧に応じたFET2のオン時間の2分の1(半分)以下の時間(TH3≦TH1/2)となるように、FET2のオン時間(TH3)を制御する。この制御は、停止後制御である。
S806で制御部101は、図8(A)で説明したように、FB端子電圧とVA端子電圧に基づきFET1のオン時間を制御する。制御部101は、更に、図8(C)で説明したように、IA端子電圧とVA端子電圧に基づき、スイッチング電源回路400の負荷の電力を演算し、電力演算結果に基づき、FET1のオン時間を加算している。この制御はスイッチング期間の制御である。S807で制御部101は、図8(B)で説明したように、IA端子電圧とVA端子電圧に基づき、スイッチング電源回路400の負荷の電力を演算し、電力演算結果に基づきFET2のオン時間を制御している。この制御はスイッチング期間の制御である。
・スイッチング電源回路400の電源電圧V12を複数の電圧(24V電圧と5V電圧)に設定できる。
・スイッチング電源回路400はスタンバイ状態とスリープ状態等の複数の状態を有する。
・スタンバイ状態(24V電圧を出力する状態)ではスイッチング電源回路400の間欠動作を無効にする。
・スリープ状態(5V電圧を出力する状態)ではスイッチング電源回路400の間欠動作を有効にする。
・電源負荷の検知結果(実施例2ではIA端子電圧とVA端子電圧に基づく、平均電力値)に基づき、FET2のオン時間(FET1のオフ時間)を制御している。
・スタンバイ状態において、電源負荷の検知結果(実施例2ではIA端子電圧とVA端子電圧に基づく平均電力値)に基づき、FET1のオン時間を制御している。
なお、実施例1のスイッチング電源回路100において、切替え制御部118を追加した構成としてもよい。また、実施例2のスイッチング電源回路400において、切替え制御部118のない構成としてもよい。
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11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300は、静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム311、感光ドラム311を一様に帯電する帯電部317(帯電手段)、感光ドラム311に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部312(現像手段)を備えている。そして、感光ドラム311に現像されたトナー像をカセット316から供給された記録材としてのシート(不図示)に転写部318(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314で定着してトレイ315に排出する。この感光ドラム311、帯電部317、現像部312、転写部318が画像形成部である。また、レーザビームプリンタ300は、スイッチング電源回路500を備えている。スイッチング電源回路500は、実施例1のスイッチング電源回路100又は実施例2のスイッチング電源回路400である。なお、スイッチング電源回路500を適用可能な画像形成装置は、図11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311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。
FET1 第一のスイッチング素子
FET2 第二のスイッチング素子
T1 トランス
101 制御部
109 電流検知部
115 フィードバック部
Claims (15)
- 一次巻線及び二次巻線を有するトランスと、
前記トランスの前記一次巻線に直列に接続された第一のスイッチング素子と、
前記トランスの前記一次巻線に並列に接続された第二のスイッチング素子と、
前記第二のスイッチング素子に直列に接続され、前記第二のスイッチング素子とともに前記トランスの前記一次巻線に並列に接続されたコンデンサと、
前記トランスの前記二次巻線に誘起された電圧に応じて、一次側にフィードバック電圧を出力するフィードバック手段と、
前記フィードバック電圧に基づいて、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のオン又はオフを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子をともにオフさせるデッドタイムを挟んで前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を交互にオン又はオフさせるスイッチング動作を行う第一の期間と、前記スイッチング動作を停止させる第二の期間と、を交互に繰り返す動作を行うことが可能である電源装置であって、
前記第一のスイッチング素子に流れる電流を検知する電流検知手段を備え、
前記制御手段は、前記フィードバック電圧に基づき前記第一のスイッチング素子のオン時間を制御し、前記電流検知手段の検知結果に基づき前記第二のスイッチング素子のオン時間を制御し、前記フィードバック電圧に基づき前記第一の期間が連続する動作を行うように制御する連続制御と前記第一の期間と前記第二の期間が交互に繰り返される動作を行うように制御する間欠制御とを切り替えることを特徴とする電源装置。 - 前記制御手段は、前記電流検知手段により検知した電圧が高いほど前記第二のスイッチング素子のオン時間を長くすることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 一次巻線及び二次巻線を有するトランスと、
前記トランスの前記一次巻線に直列に接続された第一のスイッチング素子と、
前記トランスの前記一次巻線に並列に接続された第二のスイッチング素子と、
前記第二のスイッチング素子に直列に接続され、前記第二のスイッチング素子とともに前記トランスの前記一次巻線に並列に接続されたコンデンサと、
前記トランスの前記二次巻線に誘起された電圧に応じて、一次側にフィードバック電圧を出力するフィードバック手段と、
前記フィードバック電圧に基づいて、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のオン又はオフを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子をともにオフさせるデッドタイムを挟んで前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を交互にオン又はオフさせるスイッチング動作を行う第一の期間と、前記スイッチング動作を停止させる第二の期間と、を交互に繰り返す動作を行うことが可能である電源装置であって、
前記第一のスイッチング素子に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記トランスの一次側に供給される入力電圧を検知する電圧検知手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記フィードバック電圧に基づき前記第一のスイッチング素子のオン時間を制御し、前記電流検知手段及び前記電圧検知手段の検知結果に基づき前記第二のスイッチング素子のオン時間を制御し、前記フィードバック電圧に基づき前記第一の期間が連続する動作を行うように制御する連続制御と前記第一の期間と前記第二の期間が交互に繰り返される動作を行うように制御する間欠制御とを切り替えることを特徴とする電源装置。 - 前記制御手段は、前記電流検知手段により検知した電圧と前記電圧検知手段により検知した電圧との積の値が大きいほど前記第二のスイッチング素子のオン時間を長くすることを特徴とする請求項3に記載の電源装置。
- 前記制御手段は、前記電圧検知手段により検知した電圧が高いほど前記第一のスイッチング素子のオン時間を短くすることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の電源装置。
- 外部から入力された信号に応じて、前記トランスの二次側から出力される出力電圧を第一の電圧と前記第一の電圧よりも低い第二の電圧に切り替える切替手段を備え、
前記制御手段は、前記切替手段により前記第一の電圧を出力するように切り替えられた第一の状態では前記間欠制御を行わないことを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の電源装置。 - 前記制御手段は、前記第一の状態における前記第一のスイッチング素子のオン時間を、前記切替手段により前記第二の電圧を出力するように切り替えられた第二の状態における前記第一のスイッチング素子のオン時間よりも長くすることを特徴とする請求項6に記載の電源装置。
- 前記制御手段は、前記第一の状態における第一のスイッチング素子のオン時間に、前記電流検知手段及び前記電圧検知手段の検知結果に応じた時間を加算することを特徴とする請求項7に記載の電源装置。
- 前記制御手段は、前記第二の状態における前記第二のスイッチング素子のオン時間を、前記第一の状態における前記第二のスイッチング素子のオン時間よりも長くすることを特徴とする請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記制御手段は、前記フィードバック電圧が高くなるほど前記第一のスイッチング素子のオン時間を長くすることを特徴とする請求項3から請求項9のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記制御手段は、前記フィードバック電圧が第一の閾値を下回ると前記連続制御から前記間欠制御に切り替えることを特徴とする請求項3から請求項10のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記制御手段は、前記間欠制御において、前記電圧検知手段により検知した電圧が変化しない場合は、前記第一のスイッチング素子のオン時間を一定とすることを特徴とする請求項11に記載の電源装置。
- 前記制御手段は、前記フィードバック電圧が前記第一の閾値よりも高い第二の閾値を上回ると前記間欠制御から前記連続制御に切り替えることを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の電源装置。
- 記録材に画像形成を行う画像形成手段と、
請求項1から請求項13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。 - 記録材に画像形成を行う画像形成手段と、
請求項6から請求項9のいずれか1項に記載の電源装置と、
前記画像形成手段及び前記電源装置を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記切替手段により前記第一の電圧と前記第二の電圧を切り替えるための前記信号を前記電源装置に出力することを特徴とする画像形成装置。
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