JP4590040B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置等に使用される複数のコンバータを有したスイッチング電源装置、特に省エネルギー対策を施したスイッチング電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は複数（ここでは二つ）のコンバータを有した一般的なスイッチング電源装置の構成を示す回路図であり、省エネルギー対策を施した構成となっている。
【０００３】
同図において、１は交流電源、２ａ，２ｂはノイズフィルタ、３ａ，３ｂは交流電源１からの交流を全波整流するダイオードブリッジ、４は高調波電流対策回路、５ａ，５ｂは上記全波整流された直流が一次側巻線に供給されるトランスで、各々の一次側巻線には半導体のサブスイッチング素子６ａ、メインスイッチング素子６ｂが接続されている。
【０００４】
また図４中、８は平滑用のコンデンサ、９ａ，９ｂ及び９ｃはトランス５ａ，５ｂの二次側に発生した交流を整流して平滑する整流平滑回路で、各々の出力Ｖｏ１，Ｖｏ２及びＶｏ３は負荷に供給される。１０ａ，１０ｂは制御回路１１ａ，１１ｂ用の補助電源、１３は省エネルギー対策用に設けたリレーで、その接点は交流電源１とノイズフィルタ２ａとの間に介装され、コイルには逆流防止用のダイオード１４が接続されている。
【０００５】
上記構成のスイッチング電源装置は二つのＤＣ−ＤＣコンバータを有しており、各コンバータは各々の制御回路１１ａ，１１ｂにより独立して制御されるようになっている。また、制御用の補助電源１０ａ，１０ｂも別々に設けられている。
【０００６】
このようなスイッチングレギュレータを使用している装置においては、使用状態にない所謂待機モードを有していて、できるだけ無駄な電力を消費しないように工夫されている。この省エネルギー化は現在各国で法律により規制される傾向にある。
【０００７】
ここで、上記の省エネルギー化を進める上で大事な点は、▲１▼小電力（主に２０Ｗ以下）での高効率化、▲２▼低コスト化、▲３▼使用しない出力系統の切り方である。
【０００８】
図４の回路では、例えば装置のドアの開閉によるトリガ信号でリレー１３を制御し、ドアが開けられたときにはリレー１３の接点を開いて出力Ｖｏ１，Ｖｏ２系統のコンバータの動作を停止するようにしている。これは、ドアの内側に危険な機器がある場合などの安全規格上あるいはシステムの構成上によるもので、ＡＣ入力をスイッチの開閉により制御している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような複数のコンバータを有したスイッチング電源装置にあっては、例えば装置のドアが開いた場合、装置の動作を止めるためそれを検知する回路及びその駆動電圧が必要であり、回路構成が複雑で、装置も大型化し、高価なものになるとともに、待機時の不要な出力動作によるコンバータ損失があり、効率が低下するという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、簡易な構成で、効率が良く、また低コストで装置が大型化することのないスイッチング電源装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスイッチング電源装置は、次のように構成したものである。
【００１２】
トランスの一次側の入力をスイッチングして該トランスの二次側に出力を発生する方式の、複数の直流−直流変換を行うコンバータを備えたスイッチング電源装置において、
前記複数の直流−直流変換を行うコンバータのそれぞれに、その出力電圧を制御する制御回路を設け、
前記複数の直流−直流変換を行うコンバータの内の任意のコンバータに制御回路用の補助電源を設けるとともに、その補助電源から他のコンバータの制御回路に電力を供給するためのスイッチ回路を設け、前記スイッチ回路を外部からの信号により遮断することにより、前記他のコンバータにかかる使用しない出力系統を遮断するようにした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例の構成を示す回路図である。本実施例のスイッチング電源装置は、一次側と二次側を絶縁するトランス５ａ，５ｂ、トランジスタ等のスイッチング素子６ａ，６ｂ及び制御回路１１ａ，１１ｂを持つ各々独立した出力系統を構成する複数（ここでは二つ）のＤＣ−ＤＣコンバータを有している。
【００１７】
図１の構成において、交流電源の１からの交流はノイズフィルタ２を通してダイオードブリッジ３に入力され、ここで全波整流されて直流に変換される。この直流は、ダイオード７及び平滑用のコンデンサ８を経て第１（メイン）のコンバータのトランス５ｂに供給されるとともに、高調波電流対策回路４を通して第２（サブ）のコンバータのトランス５ａに供給される。そして、スイッチング素子６ａ，６ｂのオン（ＯＮ），オフ（ＯＦＦ）の駆動によりトランス５ａ，５ｂの二次側に発生した交流は整流平滑回路９ａ，９ｂ，９ｃにより直流に変換され、その各出力Ｖｏ１，Ｖｏ２，Ｖｏ３は負荷に供給される。
【００１８】
また、図１の構成では、任意のコンバータとして上記メインのコンバータのみに制御回路１１ｂ用の補助電源１０が設けられており、この補助電源１０から上記サブのコンバータの制御回路１１ａにスイッチ回路１２を介して駆動電力が供給されるようになっている。そして、この補助電源１０から他のコンバータへ電力供給を行うためのスイッチ回路１２が外部からのトリガ信号により制御されるようになっている。
【００１９】
上記のように構成されたスイッチンク電源装置において、交流電源１の投入によりまずメインのコンバータが起動し始めると、補助電源１０から電力が供給された制御回路１１ｂは出力Ｖｏ３の電圧が定電圧になるように動作する。その際、スイッチング素子６ｂとトランス５ｂにより上述の電力変換が行われる。この動作は、一般的なスイッチングレギュレータと同じである。
【００２０】
そして、外部からのトリガ信号によりスイッチ回路１２が導通状態になると、補助電源１０の電力がサブのコンバータの制御回路１１ａにも供給され、これによりサブのコンバータも動作し始め、トランス５ａの二次側の出力Ｖｏ１，Ｖｏ２の電圧が立ち上がる。また、逆に外部からのトリガ信号によりスイッチ回路１２が非導通状態になると、サブのコンバータは動作を停止する。
【００２１】
このように、本実施例では一つのコンバータに制御用の補助電源１０を設け、この補助電源１０から他のコンバータに電力を供給するようにし、その電力供給の有無を外部信号により決定するスイッチ回路１２を備えるようにしたので、部品点数の少ない簡易な構成となり、装置が大型化することなく、低コストの装置を実現することができる。また、使用しない出力系統を外部信号で簡単に開閉することができるとともに、待機時の不必要な出力動作によるコンバータ損失がないため、効率が良く、省エネルギー回路となっている。
【００２２】
なお、図１の回路ではサブコンバータのトランス５ａの入力側に高調波電流対策回路４を設けているが、ダイオード７はこの高調波電流対策回路４がある場合に必要な逆流防止用ダイオードとして設けている。高調波電流対策回路４がなくコンデンサインプットの場合は、ダイオード７はなくても良い。
【００２３】
また、図１の回路のＡ−Ｂ間に第３のコンバータ、第４のコンバータ、……と、三つ以上のコンバータを並列に接続した構成としても良い。この場合、第３のコンバータ以降の制御回路には第２のコンバータと同様第１のコンバータの補助電源１０から電力が供給され、その電力供給の有無はスイッチ回路１２により外部信号で決定される。このスイッチ回路１２は、リレー、トランジスタ、オン，オフ端子付の三端子レギュレータ等を用いた一般的な構成でも良い。
【００２４】
図２は本発明の他の実施例の構成を示す回路図であり、図１と同一符号は同一構成要素を示している。本実施例は、メインのコンバータの補助電源１０６と共に、サブコンバータにも補助電源１０ａを設けたものである。他は図１の回路と同様の構成であるので、説明は省略する。
【００２５】
このように、サブコンバータにも補助電源１０ａを設けることによって、メインコンバータ、サブコンバータ共に出力の立ち上がり時間をより早めることができる。図１の回路では、サブスイッチング素子６ａのドライブのために補助電源１０の容量を大きくしており、メインコンバータの起動が遅くなる場合があるが、図２の回路ではこれが解消される。
【００２６】
図３はサブコンバータの出力Ｖｏ１の立ち上がりの様子を示したものであり、実線が図１の回路の出力、破線が図２の回路の出力をそれぞれ示している。図示のように、図１の回路では出力Ｖｏ１の立ち上がりまでの時間ｔ１に略８００ｍｓを要しているが、図２の回路では補助電源１０ａ，１０ｂの相乗効果により略５００ｍｓと時間ｔ０が略３００ｍｓ短くなっている。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、部品点数の少ない簡易な構成となり、装置が大型化することなく、低コストで、また使用しない出力系統を外部信号で簡単に開閉することができるとともに、待機時の不必要な出力動作によるコンバータ損失をなくすことができ、効率の良い省エネルギー回路にすることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成を示す回路図
【図２】本発明の他の実施例の構成を示す回路図
【図３】出力の立ち上がりの様子を示す説明図
【図４】従来例の構成を示す回路図
【符号の説明】
１ 交流電源
３ ダイオードブリッジ
５ａ トランス
５ｂ トランス
６ａ サブスイッチング素子
６ｂ メインスイッチング素子
９ａ 整流平滑回路
９ｂ 整流平滑回路
９ｃ 整流平滑回路
１０ 補助電源
１０ａ 補助電源
１０ｂ 補助電源
１１ａ 制御回路
１１ｂ 制御回路
１２ スイッチ回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置等に使用される複数のコンバータを有したスイッチング電源装置、特に省エネルギー対策を施したスイッチング電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は複数（ここでは二つ）のコンバータを有した一般的なスイッチング電源装置の構成を示す回路図であり、省エネルギー対策を施した構成となっている。
【０００３】
同図において、１は交流電源、２ａ，２ｂはノイズフィルタ、３ａ，３ｂは交流電源１からの交流を全波整流するダイオードブリッジ、４は高調波電流対策回路、５ａ，５ｂは上記全波整流された直流が一次側巻線に供給されるトランスで、各々の一次側巻線には半導体のサブスイッチング素子６ａ、メインスイッチング素子６ｂが接続されている。
【０００４】
また図４中、８は平滑用のコンデンサ、９ａ，９ｂ及び９ｃはトランス５ａ，５ｂの二次側に発生した交流を整流して平滑する整流平滑回路で、各々の出力Ｖｏ１，Ｖｏ２及びＶｏ３は負荷に供給される。１０ａ，１０ｂは制御回路１１ａ，１１ｂ用の補助電源、１３は省エネルギー対策用に設けたリレーで、その接点は交流電源１とノイズフィルタ２ａとの間に介装され、コイルには逆流防止用のダイオード１４が接続されている。
【０００５】
上記構成のスイッチング電源装置は二つのＤＣ−ＤＣコンバータを有しており、各コンバータは各々の制御回路１１ａ，１１ｂにより独立して制御されるようになっている。また、制御用の補助電源１０ａ，１０ｂも別々に設けられている。
【０００６】
このようなスイッチングレギュレータを使用している装置においては、使用状態にない所謂待機モードを有していて、できるだけ無駄な電力を消費しないように工夫されている。この省エネルギー化は現在各国で法律により規制される傾向にある。
【０００７】
ここで、上記の省エネルギー化を進める上で大事な点は、▲１▼小電力（主に２０Ｗ以下）での高効率化、▲２▼低コスト化、▲３▼使用しない出力系統の切り方である。
【０００８】
図４の回路では、例えば装置のドアの開閉によるトリガ信号でリレー１３を制御し、ドアが開けられたときにはリレー１３の接点を開いて出力Ｖｏ１，Ｖｏ２系統のコンバータの動作を停止するようにしている。これは、ドアの内側に危険な機器がある場合などの安全規格上あるいはシステムの構成上によるもので、ＡＣ入力をスイッチの開閉により制御している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような複数のコンバータを有したスイッチング電源装置にあっては、例えば装置のドアが開いた場合、装置の動作を止めるためそれを検知する回路及びその駆動電圧が必要であり、回路構成が複雑で、装置も大型化し、高価なものになるとともに、待機時の不要な出力動作によるコンバータ損失があり、効率が低下するという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、簡易な構成で、効率が良く、また低コストで装置が大型化することのないスイッチング電源装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスイッチング電源装置は、次のように構成したものである。
【００１２】
トランスの一次側の入力をスイッチングして該トランスの二次側に出力を発生する方式の、複数の直流−直流変換を行うコンバータを備えたスイッチング電源装置において、
前記複数の直流−直流変換を行うコンバータのそれぞれに、その出力電圧を制御する制御回路を設け、
前記複数の直流−直流変換を行うコンバータの内の任意のコンバータに制御回路用の補助電源を設けるとともに、その補助電源から他のコンバータの制御回路に電力を供給するためのスイッチ回路を設け、前記スイッチ回路を外部からの信号により遮断することにより、前記他のコンバータにかかる使用しない出力系統を遮断するようにした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例の構成を示す回路図である。本実施例のスイッチング電源装置は、一次側と二次側を絶縁するトランス５ａ，５ｂ、トランジスタ等のスイッチング素子６ａ，６ｂ及び制御回路１１ａ，１１ｂを持つ各々独立した出力系統を構成する複数（ここでは二つ）のＤＣ−ＤＣコンバータを有している。
【００１７】
図１の構成において、交流電源の１からの交流はノイズフィルタ２を通してダイオードブリッジ３に入力され、ここで全波整流されて直流に変換される。この直流は、ダイオード７及び平滑用のコンデンサ８を経て第１（メイン）のコンバータのトランス５ｂに供給されるとともに、高調波電流対策回路４を通して第２（サブ）のコンバータのトランス５ａに供給される。そして、スイッチング素子６ａ，６ｂのオン（ＯＮ），オフ（ＯＦＦ）の駆動によりトランス５ａ，５ｂの二次側に発生した交流は整流平滑回路９ａ，９ｂ，９ｃにより直流に変換され、その各出力Ｖｏ１，Ｖｏ２，Ｖｏ３は負荷に供給される。
【００１８】
また、図１の構成では、任意のコンバータとして上記メインのコンバータのみに制御回路１１ｂ用の補助電源１０が設けられており、この補助電源１０から上記サブのコンバータの制御回路１１ａにスイッチ回路１２を介して駆動電力が供給されるようになっている。そして、この補助電源１０から他のコンバータへ電力供給を行うためのスイッチ回路１２が外部からのトリガ信号により制御されるようになっている。
【００１９】
上記のように構成されたスイッチンク電源装置において、交流電源１の投入によりまずメインのコンバータが起動し始めると、補助電源１０から電力が供給された制御回路１１ｂは出力Ｖｏ３の電圧が定電圧になるように動作する。その際、スイッチング素子６ｂとトランス５ｂにより上述の電力変換が行われる。この動作は、一般的なスイッチングレギュレータと同じである。
【００２０】
そして、外部からのトリガ信号によりスイッチ回路１２が導通状態になると、補助電源１０の電力がサブのコンバータの制御回路１１ａにも供給され、これによりサブのコンバータも動作し始め、トランス５ａの二次側の出力Ｖｏ１，Ｖｏ２の電圧が立ち上がる。また、逆に外部からのトリガ信号によりスイッチ回路１２が非導通状態になると、サブのコンバータは動作を停止する。
【００２１】
このように、本実施例では一つのコンバータに制御用の補助電源１０を設け、この補助電源１０から他のコンバータに電力を供給するようにし、その電力供給の有無を外部信号により決定するスイッチ回路１２を備えるようにしたので、部品点数の少ない簡易な構成となり、装置が大型化することなく、低コストの装置を実現することができる。また、使用しない出力系統を外部信号で簡単に開閉することができるとともに、待機時の不必要な出力動作によるコンバータ損失がないため、効率が良く、省エネルギー回路となっている。
【００２２】
なお、図１の回路ではサブコンバータのトランス５ａの入力側に高調波電流対策回路４を設けているが、ダイオード７はこの高調波電流対策回路４がある場合に必要な逆流防止用ダイオードとして設けている。高調波電流対策回路４がなくコンデンサインプットの場合は、ダイオード７はなくても良い。
【００２３】
また、図１の回路のＡ−Ｂ間に第３のコンバータ、第４のコンバータ、……と、三つ以上のコンバータを並列に接続した構成としても良い。この場合、第３のコンバータ以降の制御回路には第２のコンバータと同様第１のコンバータの補助電源１０から電力が供給され、その電力供給の有無はスイッチ回路１２により外部信号で決定される。このスイッチ回路１２は、リレー、トランジスタ、オン，オフ端子付の三端子レギュレータ等を用いた一般的な構成でも良い。
【００２４】
図２は本発明の他の実施例の構成を示す回路図であり、図１と同一符号は同一構成要素を示している。本実施例は、メインのコンバータの補助電源１０６と共に、サブコンバータにも補助電源１０ａを設けたものである。他は図１の回路と同様の構成であるので、説明は省略する。
【００２５】
このように、サブコンバータにも補助電源１０ａを設けることによって、メインコンバータ、サブコンバータ共に出力の立ち上がり時間をより早めることができる。図１の回路では、サブスイッチング素子６ａのドライブのために補助電源１０の容量を大きくしており、メインコンバータの起動が遅くなる場合があるが、図２の回路ではこれが解消される。
【００２６】
図３はサブコンバータの出力Ｖｏ１の立ち上がりの様子を示したものであり、実線が図１の回路の出力、破線が図２の回路の出力をそれぞれ示している。図示のように、図１の回路では出力Ｖｏ１の立ち上がりまでの時間ｔ１に略８００ｍｓを要しているが、図２の回路では補助電源１０ａ，１０ｂの相乗効果により略５００ｍｓと時間ｔ０が略３００ｍｓ短くなっている。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、部品点数の少ない簡易な構成となり、装置が大型化することなく、低コストで、また使用しない出力系統を外部信号で簡単に開閉することができるとともに、待機時の不必要な出力動作によるコンバータ損失をなくすことができ、効率の良い省エネルギー回路にすることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成を示す回路図
【図２】本発明の他の実施例の構成を示す回路図
【図３】出力の立ち上がりの様子を示す説明図
【図４】従来例の構成を示す回路図
【符号の説明】
１ 交流電源
３ ダイオードブリッジ
５ａ トランス
５ｂ トランス
６ａ サブスイッチング素子
６ｂ メインスイッチング素子
９ａ 整流平滑回路
９ｂ 整流平滑回路
９ｃ 整流平滑回路
１０ 補助電源
１０ａ 補助電源
１０ｂ 補助電源
１１ａ 制御回路
１１ｂ 制御回路
１２ スイッチ回路
Claims (1)
- トランスの一次側の入力をスイッチングして該トランスの二次側に出力を発生する方式の、複数の直流−直流変換を行うコンバータを備えたスイッチング電源装置において、
前記複数の直流−直流変換を行うコンバータのそれぞれに、その出力電圧を制御する制御回路を設け、
前記複数の直流−直流変換を行うコンバータの内の任意のコンバータに制御回路用の補助電源を設けるとともに、その補助電源から他のコンバータの制御回路に電力を供給するためのスイッチ回路を設け、前記スイッチ回路を外部からの信号により遮断することにより、前記他のコンバータにかかる使用しない出力系統を遮断することを特徴とするスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31777498A JP4590040B2 (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31777498A JP4590040B2 (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000152625A JP2000152625A (ja) | 2000-05-30 |
| JP4590040B2 true JP4590040B2 (ja) | 2010-12-01 |
Family
ID=18091909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31777498A Expired - Fee Related JP4590040B2 (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4590040B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100446388C (zh) * | 2005-12-05 | 2008-12-24 | 台达电子工业股份有限公司 | 具有低待机损耗的电源供应器 |
| JP6116816B2 (ja) * | 2012-04-27 | 2017-04-19 | 立川ブラインド工業株式会社 | 電動日射遮蔽装置 |
-
1998
- 1998-11-09 JP JP31777498A patent/JP4590040B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000152625A (ja) | 2000-05-30 |
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