JP4393881B2 - 電源供給方法および電源装置 - Google Patents
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Description
画像形成装置の高圧電源装置100(以下、単に電源装置100という。)は、力率改善機能を有する電源回路110、および電源回路110の直流出力電圧を入力として充電用コンデンサを充電させる充電器としての電源回路120とから構成される。この電源装置100には商用電源Vacから電力供給され、負荷200として、例えば周期的に発光可能なフラッシュランプが接続されていて、動作時には電源回路120からこのフラッシュランプに対して繰り返し所定の直流出力を供給するように構成されている。
電源回路120は、トランスTを含むDC−DCコンバータを構成するものであって、このトランスTをスイッチング動作させるための第2の電界効果トランジスタQ2と、電流検出用の基準電源21を有するエラーアンプ22と、発振器23と、PWMコンパレータ24と、トランスTの二次巻線からの電流を整流するダイオードD6,D7と、平滑チョークコイルL2と、平滑コンデンサC3等からなる。この電源回路120には、電源回路110の直流出力電圧Vo1が入力しており、それが電源回路120のコンデンサC2と第2の電界効果トランジスタQ2を介してトランスTの1次巻線に印加され、電源回路120の出力端子に接続されたフラッシュランプに対して出力される負荷電圧Voを周期的に生成している。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、周期的に消費電力が変動する負荷と接続することで生じていたフリッカを防止するようにした電源供給方法および電源装置を提供することを目的とする。
この電源供給方法は、前記負荷の消費電力が周期的に変動するとき、前記直流電圧を前記負荷が動作可能な上限と下限の電圧範囲に変換するとともに、前記交流電源の入力電流を一定の大きさに制御し、前記負荷の消費電力が小さく、かつ消費電力の変動幅が小さいとき、前記直流電圧(負荷への供給電圧)を定電圧制御することを特徴とする。
また、電源装置の入力部については、負荷のピーク電力を考慮した部品選定を行う必要がなく、負荷の平均消費電力のみを考慮した部品選定で良くなる。したがって、電源装置自体のコスト低減や、装置の小型化にも効果がある。
電源装置100は、図4の従来のフラッシュランプ用高圧電源装置と同様、力率改善機能を有する第1の電源回路1と、この電源回路1の出力側に接続されたDC−DCコンバータを構成する第2の電源回路2とからなり、さらに電源回路2には周期的に発光可能なフラッシュランプなどの負荷200が接続されている。
つぎに、上述したように構成される電源装置100の動作について説明する。
I=0.5W/V …(1)
に制御される。その時、電源回路2に実際に供給されている直流出力電圧Vo1の最大値をVo1max、最小値をVo1min、コンデンサC1の容量値をC1とした場合には、周期Tと消費電力Wとの関係が、
つぎに、電流指令値を演算する演算部13のアルゴリズムについて説明する。負荷200において想定される平均消費電力をWoと見積るとき、電流指令値の初期値はWo/Vとなる。また、電源回路1の直流出力電圧Vo1に、上側閾値VtHと下側閾値VtLとを設定することにより、例えば差分値ΔVH(=VtH−Vo1max)を直流出力電圧Vo1の制御対象とすることができる。
2 第2の電源回路
11 入力電圧検出部
12 出力電圧検出部
13 演算部
14 差分演算部
15 調節器
16 パルス生成部
D1〜D4,D5 ダイオード
L チョークコイル
Q1 第1の電界効果トランジスタ
C1 コンデンサ
Vo1 直流出力電圧
Vac 商用電源
Iin 入力電流
Vo 負荷電圧
100 高圧電源装置
200 負荷
Claims (7)
- 交流電源を直流電圧に変換して負荷に供給する電源供給方法において、
前記負荷の消費電力が周期的に変動するとき、前記直流電圧を前記負荷が動作可能な上限と下限の電圧範囲に変換するとともに、前記交流電源の入力電流を一定の大きさに制御し、
前記負荷の消費電力が小さく、かつ消費電力の変動幅が小さいとき、前記直流電圧を定電圧制御することを特徴とする電源供給方法。 - 商用電源の交流入力を整流平滑した直流出力電圧をDC−DCコンバータに入力し、消費電力の大きさが周期的に変動する負荷に対して該DC−DCコンバータの出力を供給する電源装置において、
前記商用電源の交流入力を整流し昇圧平滑して前記DC−DCコンバータへ供給するスイッチング電源回路と、
前記スイッチング電源回路の入力電流実効値が前記負荷における平均消費電力に対応した一定電流値となるように、前記直流出力電圧を制御する制御回路と、
を備えたことを特徴とする電源装置。 - 前記制御回路は、前記負荷の動作時と、前記負荷における消費電力が小さくかつ電圧変動幅が小さい待機時とのそれぞれで、前記スイッチング電源回路に対する異なる制御アルゴリズムを有しており、前記待機時には前記直流出力電圧を定電圧制御することを特徴とする請求項2記載の電源装置。
- 前記制御回路は、前記平均消費電力に対応した最適制御パラメータを演算する演算部と、前記演算部により決定された最適制御パラメータを記憶するメモリとを備えたことを特徴とする請求項2記載の電源装置。
- 前記スイッチング電源回路は、前記商用電源が単相交流電源、あるいは三相交流電源のいずれにも対応するように構成されていることを特徴とする請求項2記載の電源装置。
- 前記制御回路では、前記商用電源が三相交流電源であって、三相のうちいずれかの相が欠相した場合に、前記入力電流実効値を√3倍にして一定電流値に制御するようにしたことを特徴とする請求項5記載の電源装置。
- 前記負荷は、前記スイッチング電源回路の直流出力電圧を昇圧して前記DC−DCコンバータに入力し、該DC−DCコンバータの出力によって駆動される画像形成装置の定着用フラッシュランプであることを特徴とする請求項2記載の電源装置。
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