JP6111705B2 - 電源システム - Google Patents
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Description
前記制御装置は、前記切断状態に前記切換部を維持する処理の実行中に、過電圧が検出されなくなった場合、前記駆動回路に指令を与えて、前記交流電源と前記スイッチング電源とを接続する状態に前記切換部を切り換える。過電圧が検出されなくなると、スイッチング電源を自動的に起動できる。
本発明の実施形態1を図1ないし図13によって説明する。
1.プリンタの説明
図1はプリンタ(「画像形成装置」の一例)1の電気的構成を示すブロック図である。プリンタ1は、印刷部2と、通信部3aと、画像メモリ3bと、電源システムSとを備えている。電源システムSは、電源装置10と制御装置100とから構成されている。電源装置10はプリンタ1の電源となるものであり、印刷部2、通信部3a、画像メモリ3b及び制御装置100に対して電力を供給する。
まず、図2、図3を参照して電源システムSにおける電源装置10の構成について説明する。電源装置10はスイッチング電源20と、スイッチング電源20が停止している時に制御装置100に電力を供給するバックアップ用コンデンサCBと、補助電源回路50と、リレー40と、パルス信号出力回路60、電圧検出回路70と、リレー駆動回路80とを備える。尚、リレー40が本発明の「切換部」の一例であり、リレー駆動回路80が本発明の「駆動回路」の一例である。また、バックアップ用コンデンサCBが本発明の「蓄電部」の一例である。
スイッチング電源20は、整流平滑回路21と、トランス23と、FET(電界効果トランジスタ)25と、整流平滑回路27と、電圧検出回路29と、FET25をスイッチング制御する制御IC30とを備え、交流電源15からの交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する機能を果たす。
スイッチング電源20を保護するには、一次側に設けられた平滑コンデンサC1等の各電子部品に対して過電圧が加わらないようにすることが好ましい。本電源システムSでは、スイッチング電源20を起動させる場合、予めリレー40をオフしてスイッチング電源20を交流電源15から切り離しておく。
条件Aは、フレーム接地無しで、かつ交流電源15の電源周波数が50Hzの場合である。
条件Bは、フレーム接地無しで、かつ交流電源15の電源周波数が60Hzの場合である。
条件Cは、フレーム接地有りで、かつ交流電源15の電源周波数が50Hzの場合である。
条件Dは、フレーム接地有りで、かつ交流電源15の電源周波数が60Hzの場合である。
コンデンサC4、C5の静電容量は3300[pF]、ダイオードD4〜D6の順電圧降下は0.6[V]、抵抗Ra、抵抗R5の抵抗値は3.3[kΩ]、抵抗R3の抵抗値は470[kΩ]、抵抗R4の抵抗値は4.7[MΩ(メガオーム)]、コンデンサCBの静電容量は680[μF]、ツェナーダイオードDZのツェナー電圧は5.6[V]である。
次に制御装置100により実行されるスイッチング電源20の保護シーケンスを、図13を参照して説明する。尚、スイッチング電源20の保護シーケンスは、ACコンセントに対する電源ケーブルの接続等により交流電源15が投入された時点から開始される。また、交流電源15の投入時点では、リレー40はオフ状態にあり、スイッチング電源20は交流電源15から切り離されているものとする。
本電源システムSでは、スイッチング電源20を起動させる場合、予めリレー40をオフしてスイッチング電源20を交流電源15から切り離しておく。そして、電圧検出回路70の検出値(この例では、検出抵抗Raの両端電圧Vabのピーク値Vp)に基づいて、交流電源15からのAC入力電圧が過電圧かどうかを検出する。過電圧が検出されない場合は、リレー40をオン状態に移行させることによって、交流電源15に対してスイッチング電源20を接続し、スイッチング電源20を起動させる。
次に、本発明の実施形態2を図14によって説明する。
実施形態1では、電圧検出回路70を、検出抵抗Raと処理回路75とから構成した。そして、処理回路75を、減算回路76、増幅回路77、ピークホールド回路78から構成し、検出抵抗Raの両端電圧Vabのピーク値Vpを検出する構成とした。実施形態2は、ピークホールド回路78を平均化回路79に変更して、検出抵抗Raの両端電圧Vabの平均値Vavを検出する。平均値Vavであれば、ピーク値Vpに比べてノイズの影響が小さくなるので、交流電源15からのAC入力電圧が過電圧であるか否かを正確に判定することが可能となる。
次に、本発明の実施形態3を図15によって説明する。
実施形態1では、電圧検出回路70を検出抵抗Raと処理回路75とから構成し、検出抵抗Raの両端電圧Vabを計測することにより、交流電源15の電圧を検出する構成とした。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
10...電源装置
20...スイッチング電源
40...リレー(本発明の「切換部」の一例)
50...補助電源回路
60...パルス信号出力回路
70...電圧検出回路
75...処理回路(本発明の「検出回路」の一例)
80...リレー駆動回路(本発明の「駆動回路」の一例)
100...制御装置
B1...メインブロック
B2...リレー制御ブロック
CB...バックアップ用コンデンサ(本発明の「蓄電部」の一例)
Ra...検出抵抗
S...電源システム
Claims (5)
- 交流電源からの交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力するスイッチング電源と、
前記交流電源と前記スイッチング電源との間に設けられ、前記交流電源と前記スイッチング電源との接続状態を切り換える切換部と、
制御装置と、
前記スイッチング電源が停止している時に、前記制御装置に電力を供給する蓄電部と、
前記交流電源に対して前記スイッチング電源と並列に接続され、前記蓄電部に充電電流を供給する補助電源回路と、
前記制御装置から出力される指令に応答して前記切換部を駆動する駆動回路と、
前記交流電源の電圧を検出する電圧検出回路と、
前記交流電源の電源周波数に応じた周波数のパルス信号を出力するパルス信号出力回路とを備え、
前記制御装置は、
前記スイッチング電源を起動させる場合に、前記電圧検出回路の検出値に基づいて前記交流電源が過電圧かどうかを検出する過電圧検出処理と、
前記過電圧検出処理にて過電圧が検出された場合、前記交流電源と前記スイッチング電源との接続を切断する切断状態に前記切換部を維持する処理を実行し、
前記補助電源回路は、
一対の結合コンデンサと、
前記一対の結合コンデンサを介して前記交流電源に接続され、前記交流電源からの交流電圧を整流するブリッジ型の整流回路とを備え、
前記ブリッジ型の整流回路から出力される電流を前記蓄電部に対して充電電流として供給する回路であり、
前記電圧検出回路は、
前記ブリッジ型の整流回路から出力される電流に応じた電圧を発生する検出抵抗と、
前記検出抵抗の両端電圧を検出する検出回路とを備え、
前記制御装置は、前記検出回路の検出する両端電圧を閾値と比較することにより、前記交流電源が過電圧かどうかを検出し、
前記制御装置は、前記パルス信号の周波数に基づいて、前記閾値の値を変更する、電源システム。 - 前記制御装置は、
前記切断状態に前記切換部を維持する処理の実行中に、過電圧が検出されなくなった場合、前記駆動回路に指令を与えて、前記交流電源と前記スイッチング電源とを接続する状態に前記切換部を切り換える請求項1に記載の電源システム。 - 前記パルス信号出力回路は、
前記ブリッジ型の整流回路より出力される前記電流の値に応じてオンとオフが切り換わることにより、前記交流電源の電源周波数に応じた周波数の前記パルス信号を出力するスイッチング素子を含む、回路であり、
前記制御装置は、前記パルス信号の周波数と前記電源周波数の比に基づいて、前記閾値の値を変更する請求項1又は請求項2に記載の電源システム。 - 前記検出回路は、
ピークホールド回路を備え、前記検出抵抗の前記両端電圧のピーク値を検出する請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の電源システム。 - 前記検出回路は、
平均化回路を備え、前記検出抵抗の前記両端電圧の平均値を検出する請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の電源システム。
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