JP5737963B2 - スイッチング電源及びスイッチング電源を有する画像形成装置 - Google Patents
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Description
制御部CNT1は、アノード電圧Vnnが立ち下がりエッジで、且つ、零となった時刻(t4)を検出し、タイミングt4以降、予め規定の時間の経過後にFET1をオンする。このように、FET1のドレイン−ソース間電圧Vdsが最も低下した時刻にFET1をオンすることで、スイッチング損失や放射ノイズを低減することができる点が、擬似共振コンバータの特徴である。
また、本発明の他のスイッチング電源は、トランスの一次巻線を介して供給される電圧をスイッチングするスイッチング手段と、前記トランスの二次巻線に誘起される電圧を制御するために、前記スイッチング手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記トランスの前記一次巻線と巻方向が同一の補助巻線に誘起される電圧が正の傾きを有し、且つ、前記電圧が予め規定の値となるタイミングを検出し、前記電圧が予め規定の値となるタイミングに基づき、前記スイッチング手段をオンさせるタイミングを決定することを特徴とする。
また、本発明の他のスイッチング電源は、トランスの一次巻線を介して供給される電圧をスイッチングするスイッチング手段と、前記トランスの二次巻線に誘起される電圧を制御するために、前記スイッチング手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記トランスの前記一次巻線と巻方向が同一の前記補助巻線に誘起される電圧が正の電圧であり、且つ、前記正の電圧の傾きが零となるタイミングを検出し、前記電圧の傾きが正から零となるタイミングに基づき、前記スイッチング手段をオンさせるタイミングを決定することを特徴とする。
図1に、実施例1の擬似共振方式のスイッチング電源(以下、疑似共振コンバータという)の回路図を示す。図2に、コントロールモジュールCNT2(以下、制御部CNT2という)の内部回路を示す。図3(A)に、擬似共振コンバータの通常モード時の動作波形を、図3(B)に、擬似共振コンバータのパワーセーブモード時の動作波形を示す。なお、実施例1では、上記の図1及び図1で説明した従来の擬似共振コンバータとは、トランスの補助巻線の構成が異なる点が特徴である。実施例1では、トランスT2の補助巻線Nhは、トランスT2の一次巻線Npと巻方向を同一に構成される(所謂、フォワード結合)ことが特徴である。また、実施例1では、トランスT2の補助巻線Nh、ダイオードD4およびコンデンサC5からなる整流平滑回路を有する。これら補助巻線Nh、ダイオードD4、コンデンサC5で生成される直流電圧を制御部CNT2の電源電圧Vccとする。また、制御部CNT2は、補助巻線Nhの端子電圧Vnhが負の電圧から零となった時刻を検出し、FET1がオンするタイミングを決定する点が特徴である。なお、上記の図10と同様の個所には同じ符号を付している。
図4に、実施例2の擬似共振コンバータの回路を示す。図5に、コントロールモジュールCNT3(以下、制御部CNT3という)の内部回路を示す。図6(A)に、擬似共振コンバータの通常モード時の動作波形を、図6(B)に、擬似共振コンバータのパワーセーブモード時の動作波形を示す。実施例2では、図10及び図12で示した説従来の擬似共振コンバータと、トランスの補助巻線の構成が異なる。実施例2のトランスT2の補助巻線Nhは、トランスT2の一次巻線Npと、巻方向を同一に構成される(所謂、フォワード結合)ことが特徴である。
これを利用して、Vdsが最も低下した時刻にFET1をオンすることで、スイッチング損失や放射ノイズを低減することが、擬似共振コンバータの特徴である。すなわち、規定時間Δpを適切に設定することで、LC共振電圧の最下点でFET1をオンすることができる(t35)。
実施例1(図1)の構成において、制御部CNT2は、補助巻線Nhの端子電圧Vnhが立ち上がりエッジで、且つ、零となったタイミング(t14)を検出し、t14のタイミングから予め規定の時間Δtが経過したタイミング(t15)にFET1をオンする。このΔtを実施例1で示した式(23)で算出される値に設定して、LC共振電圧の最下点でFET1をオンすることにより、FET1のスイッチング損失や放射ノイズを低減可能であることを説明した。
次に、パワーセーブモードにおける、擬似共振コンバータの動作波形を図9(B)に示す。パワーセーブモード時において、出力電圧がVout−hからVout−lに低下すると、Vclが概略下式で表されるように低下する。
上記の実施例1、2で説明した疑似共振方式のスイッチング電源装置を、例えばレーザビームプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置における低電圧電源として適用することができる。以下にその適用例を説明する。スイッチング電源は、画像形成装置における制御部としてのコントローラへの電力供給、また、用紙を搬送する搬送ローラの駆動部としてのモータへの電力供給のための電源として適用される。
T2 トランス
Np 一次巻線
Ns 二次巻線
Nh 補助巻線
FET1、FET2 スイッチング素子
CNT1 制御部
DA1 整流ダイオードブリッジ
C1 一次平滑コンデンサ
D4 ダイオード
C5 コンデンサ
Claims (5)
- トランスの一次巻線を介して供給される電圧をスイッチングするスイッチング手段と、
前記トランスの二次巻線に誘起される電圧を制御するために、前記スイッチング手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記トランスの前記一次巻線と巻方向が同一の補助巻線に誘起される電圧が負の電圧から零になるタイミングを検出し、前記電圧が零になるタイミングに基づき、前記スイッチング手段をオンさせるタイミングを決定することを特徴とするスイッチング電源。 - トランスの一次巻線を介して供給される電圧をスイッチングするスイッチング手段と、
前記トランスの二次巻線に誘起される電圧を制御するために、前記スイッチング手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記トランスの前記一次巻線と巻方向が同一の補助巻線に誘起される電圧が正の傾きを有し、且つ、前記電圧が予め規定の値となるタイミングを検出し、前記電圧が予め規定の値となるタイミングに基づき、前記スイッチング手段をオンさせるタイミングを決定することを特徴とするスイッチング電源。 - トランスの一次巻線を介して供給される電圧をスイッチングするスイッチング手段と、
前記トランスの二次巻線に誘起される電圧を制御するために、前記スイッチング手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記トランスの前記一次巻線と巻方向が同一の前記補助巻線に誘起される電圧が正の電圧であり、且つ、前記正の電圧の傾きが零となるタイミングを検出し、前記電圧の傾きが正から零となるタイミングに基づき、前記スイッチング手段をオンさせるタイミングを決定することを特徴とするスイッチング電源。 - 前記制御手段は、前記トランスの二次巻線からの出力を低い電圧にした際に、前記補助巻線に誘起される電圧に応じて前記スイッチング手段をオンするタイミングを決定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のスイッチング電源。
- 画像形成手段と、
前記画像形成手段の動作を制御する画像形成制御手段と、
前記請求項1乃至4のいずれか1項に記載のスイッチング電源と、を備え、
前記スイッチング電源は前記画像形成制御手段はに電力を供給することを特徴とする画像形成装置。
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