JP6515580B2 - Power supply control device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電源制御装置及び画像形成装置に関し、特に、電源制御装置におけるスイッチングロスを低減する技術に関する。 The present invention relates to a power supply control device and an image forming apparatus, and more particularly to a technology for reducing switching loss in the power supply control device.
近年、省エネ意識の高まりと共に、ErP指令(Energy related Products Directive, 2009/125/EC)や国際エネルギースタープログラム等の環境規格基準が強化され、エネルギー関連製品における消費電力の低減や電源効率の改善が喫緊の課題となっている。このため、画像形成装置に給電する電源制御装置もまた電源効率を改善する必要に迫られている。 In recent years, environmental standards such as the ErP directive (Energy related Products Directive, 2009/125 / EC) and the International Energy Star Program have been strengthened along with rising awareness of energy saving, and the reduction of power consumption and improvement of power supply efficiency in energy related products It is an urgent issue. For this reason, a power control apparatus for supplying power to the image forming apparatus is also required to improve power supply efficiency.
一般的な画像形成装置の電源制御装置は、まず、交流電源からAC/DCコンバーターにて24Vの直流電圧を生成し、更に、当該24VからDC/DCコンバーターを用いて低電圧の5Vや3.3V等を生成する。また、DC/DCコンバーターの入力電圧と出力電圧との電位差が大きいと電源効率が低下することが知られている。
この点に着目して、例えば、DC/DCコンバーターに供給されるAC/DCコンバーターの出力電圧を監視し、AC/DCコンバーターの出力電圧を低下させる技術が提案されている(特許文献1を参照)。このようにすれば、DC/DCコンバーターの電源効率を高めることができる。
First, a power supply control device of a general image forming apparatus generates a DC voltage of 24 V from an AC power supply with an AC / DC converter, and further uses the 24 V to DC / DC converter to generate a low voltage of 5 V or 3. Generate 3V etc. In addition, it is known that the power supply efficiency decreases when the potential difference between the input voltage and the output voltage of the DC / DC converter is large.
Focusing on this point, for example, a technique for monitoring the output voltage of the AC / DC converter supplied to the DC / DC converter and reducing the output voltage of the AC / DC converter has been proposed (see Patent Document 1 ). In this way, the power supply efficiency of the DC / DC converter can be enhanced.
電源制御装置において、5Vや3.3V、1.8V等の低電圧を生成する場合に、それぞれAC/DCコンバーターが出力する24VからDC/DCコンバーターを用いて生成しようとすると、高耐圧のDC/DCコンバーターを用いなければならなくなるので、部品コストが高くなってしまう。このため、5Vから3.3Vを生成し、3.3Vから1.8Vを生成する等、DC/DCコンバーターを縦続接続する構成が採用される。 When generating a low voltage such as 5V, 3.3V, or 1.8V in the power supply control device, when trying to generate using 24V from the AC / DC converter using a DC / DC converter, a DC with high withstand voltage is generated As it is necessary to use a DC / DC converter, parts cost will be high. For this reason, a configuration is adopted in which DC / DC converters are cascaded, such as generating 5V to 3.3V and generating 3.3V to 1.8V.
しかしながら、このような縦続構成においては、例えば、3.3Vを生成する際に3.3Vを生成するDC/DCコンバーターにおけるスイッチングロスのみならず、中間電圧である5Vを生成するDC/DCコンバーターにおけるスイッチングロスも発生する。すなわち、低電圧を生成するための電力ロスに中間電圧を生成する電力ロスも加わってしまうため消費電力が増大する。 However, in such a cascade configuration, for example, not only the switching loss in the DC / DC converter that generates 3.3 V when generating 3.3 V, but also the DC / DC converter that generates 5 V which is an intermediate voltage Switching losses also occur. That is, since the power loss for generating the intermediate voltage is also added to the power loss for generating the low voltage, the power consumption increases.
上記の従来技術では、AC/DCコンバーターの出力電圧を低下させるのみであり、更に後段にDC/DCコンバーターが接続される場合、後段のDC/DCコンバーターの効率を改善することができない。したがって、上述のような消費電力の増大は、従来技術を適用することによっては解消することができない。
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、DC/DCコンバーターを多段接続した際に発生する、中間電圧を生成するDC/DCコンバーターのスイッチングロスによる電源効率の低下を抑えることができる電源制御装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
The above-mentioned prior art only lowers the output voltage of the AC / DC converter, and when the DC / DC converter is connected to the subsequent stage, the efficiency of the DC / DC converter at the subsequent stage can not be improved. Therefore, the increase in power consumption as described above can not be eliminated by applying the prior art.
The present invention has been made in view of the problems as described above, and is a reduction in power supply efficiency due to a switching loss of a DC / DC converter that generates an intermediate voltage, which occurs when connecting DC / DC converters in multiple stages. It is an object of the present invention to provide a power supply control device and an image forming apparatus capable of suppressing the
上記目的を達成するため、本発明に係る電源制御装置は、通常モードと通常モードよりも電力消費が少ない省エネルギーモードとの2種類の動作モードを有する負荷に直流電圧を供給する電源制御装置であって、第1の直流電圧を生成する第1のコンバーターと、前記第1のコンバーターから受電して、前記第1の直流電圧よりも低い第2の直流電圧をスイッチング制御によって生成する第2のコンバーターと、前記第1のコンバーター及び前記第2のコンバーターから受電して、前記第2の直流電圧よりも低い第3の直流電圧を生成する第3のコンバーターと、通常モードから省エネルギーモードに移行する際に、前記第2のコンバーターから前記第3のコンバーターへの給電を遮断して、前記第1のコンバーターから前記第3のコンバーターへ給電させる切替え手段と、前記第1のコンバーターの出力電圧を、前記第3のコンバーターの許容入力電圧範囲内まで低下させる電圧制御手段と、を備え、前記切替え手段は、前記電圧制御手段が、前記第1のコンバーターの出力電圧を、前記第3のコンバーターの許容入力電圧範囲内まで低下させてから、前記第1のコンバーターから前記第3のコンバーターへ給電させることを特徴とする。
この場合において、前記第1のコンバーターは、AC/DCコンバーターとDC/DCコンバーターとの何れかであってもよい。
また、前記第2のコンバーターは、複数のDC/DCコンバーターが縦続接続されてなってもよい。
また、前記電圧制御手段は、前記第1のコンバーターの出力電圧を、前記第2のコンバーターの許容入力電圧範囲内にも入るように、低下させてもよい。
また、前記切替え手段は、前記第1のコンバーターから前記第3のコンバーターへ給電させる際には、前記第2のコンバーターによる第2の直流電圧の生成を停止してもよい。
また、前記第2のコンバーターは、スイッチング制御によって第2の直流電圧を生成し、前記切替え手段は、前記スイッチング制御を停止させることによって、前記第2のコンバーターによる第2の直流電圧の生成を停止してもよい。
また、本発明に係る電源制御装置は、前記第1のコンバーターから受電して、前記第1の直流電圧よりも低い第4の直流電圧をスイッチング制御によって生成する第4のコンバーターと、前記第1のコンバーター及び前記第4のコンバーターから選択的に受電して、前記第4の直流電圧よりも低い第5の直流電圧を生成する第5のコンバーターと、を備え、前記切替え手段は、前記第2のコンバーターから前記第3のコンバーターへの給電を遮断して、前記第1のコンバーターから前記第3のコンバーターへ給電させる切替えと独立して、前記第4のコンバーターから前記第5のコンバーターへの給電を遮断して、前記第1のコンバーターから前記第5のコンバーターへ給電させる切替えを行ってもよい。
また、前記第4のコンバーターは、複数のDC/DCコンバーターが縦続接続されてなってもよい。
また、前記第1のコンバーターの出力電圧を、前記第5のコンバーターの許容入力電圧範囲内まで低下させる第2の電圧制御手段を備え、前記切替え手段は、前記第2の電圧制御手段が、前記第1のコンバーターの出力電圧を、前記第5のコンバーターの許容入力電圧範囲内まで低下させてから、前記第1のコンバーターから前記第5のコンバーターへ給電させてもよい。
また、本発明に係る電源制御装置は、通常モードと通常モードよりも電力消費が少ない省エネルギーモードとの2種類の動作モードを有する負荷に直流電圧を供給する電源制御装置であって、第1の直流電圧を生成する第1のコンバーターと、前記第1のコンバーターから受電して、前記第1の直流電圧よりも低い第2の直流電圧をスイッチング制御によって生成する第2のコンバーターと、前記第1のコンバーター及び前記第2のコンバーターから受電して、前記第2の直流電圧よりも低い第3の直流電圧を生成する第3のコンバーターと、通常モードから省エネルギーモードに移行する際に、前記第2のコンバーターから前記第3のコンバーターへの給電を遮断して、前記第1のコンバーターから前記第3のコンバーターへ給電させる切替え手段と、前記第1のコンバーターから受電して、前記第1の直流電圧よりも低い第4の直流電圧をスイッチング制御によって生成する第4のコンバーターと、前記第1のコンバーター及び前記第4のコンバーターから選択的に受電して、前記第4の直流電圧よりも低い第5の直流電圧を生成する第5のコンバーターと、前記第1のコンバーターの出力電圧を、前記第5のコンバーターの許容入力電圧範囲内まで低下させる第2の電圧制御手段と、を備え、前記切替え手段は、前記第2のコンバーターから前記第3のコンバーターへの給電を遮断して、前記第1のコンバーターから前記第3のコンバーターへ給電させる切替えと独立して、前記第4のコンバーターから前記第5のコンバーターへの給電を遮断して、前記第1のコンバーターから前記第5のコンバーターへ給電させる切替えを行い、更に、前記切替え手段は、前記第2の電圧制御手段が、前記第1のコンバーターの出力電圧を、前記第5のコンバーターの許容入力電圧範囲内まで低下させてから、前記第1のコンバーターから前記第5のコンバーターへ給電させることを特徴とする。
この場合において、前記第1のコンバーターは、AC/DCコンバーターとDC/DCコンバーターとの何れかであってもよい。
また、前記第2のコンバーターは、複数のDC/DCコンバーターが縦続接続されてなってもよい。
また、前記切替え手段は、前記第1のコンバーターから前記第3のコンバーターへ給電させる際には、前記第2のコンバーターによる第2の直流電圧の生成を停止することを特徴とする請求項10から12の何れかに記載の電源制御装置。
また、前記第2のコンバーターは、スイッチング制御によって第2の直流電圧を生成し、前記切替え手段は、前記スイッチング制御を停止させることによって、前記第2のコンバーターによる第2の直流電圧の生成を停止してもよい。
また、前記第4のコンバーターは、複数のDC/DCコンバーターが縦続接続されてなってもよい。
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る電源制御装置を備えることを特徴とする。
この場合において、モーターを含む駆動系部品を備え、前記第1のコンバーターは、前記駆動系部品に給電してもよい。
また、画像形成動作を制御する制御基板を備え、前記第2のコンバーター及び第3のコンバーターは前記制御基板に給電してもよい。
In order to achieve the above object, the power supply control device according to the present invention is a power supply control device for supplying a DC voltage to a load having two operation modes, a normal mode and an energy saving mode which consumes less power than the normal mode. A first converter for generating a first DC voltage, and a second converter for receiving power from the first converter and generating a second DC voltage lower than the first DC voltage by switching control And a third converter receiving power from the first converter and the second converter to generate a third DC voltage lower than the second DC voltage, and when transitioning from the normal mode to the energy saving mode Power supply from the second converter to the third converter, and the first converter to the third converter. And switching means for supplying power to over, the output voltage of the first converter, and a voltage control means for reducing until the allowable input voltage range of the third converter, said switching means, said voltage control means The output voltage of the first converter is lowered to within the allowable input voltage range of the third converter, and then the power is supplied from the first converter to the third converter .
In this case, the first converter may be either an AC / DC converter or a DC / DC converter.
The second converter may be formed by connecting a plurality of DC / DC converters in cascade.
The voltage control means may lower the output voltage of the first converter so as to be within the allowable input voltage range of the second converter.
The switching means may stop the generation of the second DC voltage by the second converter when power is supplied from the first converter to the third converter.
Also, the second converter generates a second DC voltage by switching control, and the switching unit stops the generation of the second DC voltage by the second converter by stopping the switching control. You may
In the power supply control device according to the present invention, a fourth converter for receiving power from the first converter and generating a fourth DC voltage lower than the first DC voltage by switching control; And a fifth converter for selectively receiving power from the fourth converter and generating a fifth DC voltage lower than the fourth DC voltage, the switching means comprising Power supply from the fourth converter to the fifth converter independently of switching to supply power from the first converter to the third converter by interrupting power supply from the converter to the third converter. Switching the power supply from the first converter to the fifth converter.
The fourth converter may be formed by connecting a plurality of DC / DC converters in cascade.
The switching device further includes second voltage control means for reducing the output voltage of the first converter to within the allowable input voltage range of the fifth converter, and the second voltage control means performs the switching. The output voltage of the first converter may be reduced to within the allowable input voltage range of the fifth converter, and then the first converter may supply power to the fifth converter.
The power supply control device according to the present invention is a power supply control device for supplying a DC voltage to a load having two types of operation modes: a normal mode and an energy saving mode in which power consumption is smaller than the normal mode. A first converter generating a DC voltage; a second converter receiving power from the first converter and generating a second DC voltage lower than the first DC voltage by switching control; A third converter for receiving a power from the converter and the second converter to generate a third DC voltage lower than the second DC voltage, and the second converter when transitioning from the normal mode to the energy saving mode, Power supply from the first converter to the third converter, and the third converter is supplied with power from the first converter. Means, a fourth converter for receiving power from the first converter and generating a fourth DC voltage lower than the first DC voltage by switching control, the first converter, and the fourth converter A fifth converter selectively receiving power from the converter to generate a fifth DC voltage lower than the fourth DC voltage; and an output voltage of the first converter as an allowable input of the fifth converter And second voltage control means for reducing the voltage to within the voltage range, wherein the switching means cuts off the power supply from the second converter to the third converter, and causes the first converter to convert the third converter to the third converter. Switching off the power supply from the fourth converter to the fifth converter independently of switching the power supply to the converter Switching is performed to supply power to the fifth converter, and the switching means is further configured such that the second voltage control means outputs the output voltage of the first converter within the allowable input voltage range of the fifth converter. The first converter is then lowered to supply power to the fifth converter.
In this case, the first converter may be either an AC / DC converter or a DC / DC converter.
The second converter may be formed by connecting a plurality of DC / DC converters in cascade.
11. The apparatus according to claim 10, wherein said switching means stops generation of a second DC voltage by said second converter when power is supplied from said first converter to said third converter. The power supply control device in any one of 12.
Also, the second converter generates a second DC voltage by switching control, and the switching unit stops the generation of the second DC voltage by the second converter by stopping the switching control. You may
The fourth converter may be formed by connecting a plurality of DC / DC converters in cascade.
An image forming apparatus according to the present invention is characterized by including the power control device according to the present invention.
In this case, a drive system component including a motor may be provided, and the first converter may supply power to the drive system component.
The image forming apparatus may further include a control substrate that controls an image forming operation, and the second converter and the third converter may supply power to the control substrate.
このようにすれば、省エネモード時において、第3のコンバーターは、第2の直流電圧を要することなく、第1の直流電圧から直接、第3の直流電圧を生成するので、第2の直流電圧を生成するためのスイッチングロスを低減することができる。従って、電源効率を改善し、消費電力を低減することができる。 In this way, in the energy saving mode, the third converter generates the third DC voltage directly from the first DC voltage without requiring the second DC voltage, so that the second DC voltage is generated. Switching loss to generate. Therefore, power supply efficiency can be improved and power consumption can be reduced.
以下、本発明に係る電源制御装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
[1]第1の実施の形態
まず、本発明の第1の実施の形態について説明する。
本実施の形態に係る電源制御装置は画像形成装置に内蔵されており、画像形成装置を構成する各部に給電する。
Hereinafter, embodiments of a power supply control device and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] First Embodiment First, a first embodiment of the present invention will be described.
The power supply control device according to the present embodiment is incorporated in the image forming apparatus, and supplies power to each part constituting the image forming apparatus.
(1)画像形成装置の構成
本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。図1に示されるように、画像形成装置1は、所謂タンデム型の複合機(MFP: Multi-Function Peripheral)である。画像形成装置1は電源制御装置100を内蔵しており、電源制御装置100は交流電源120から交流電力の供給を受けて、画像形成装置1を構成する各装置へ直流電圧を供給する。
(1) Configuration of Image Forming Apparatus The configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a diagram showing the main configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
画像形成装置1が備える画像読取部130は、原稿を読み取って画像データを生成する。制御部105は、ユーザーによる複写ジョブや他の装置からのプリントジョブ、ファクシミリ受信による印刷ジョブを受け付けると、作像部101Y〜101Kは、制御部105の制御の下、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)各色のトナー像を形成する。
The
例えば、作像部101Yにおいて、帯電装置111は感光体ドラム110の外周面を一様に帯電させる。光書込み装置112は、制御部105の制御の下、感光体ドラム110の外周面を露光して、静電潜像を形成する。現像装置113は、トナーを供給して、静電潜像を現像(顕像化)する。1次転写ローラー114は、感光体ドラム110上のトナー像を中間転写ベルト102へ静電転写(1次転写)する。
For example, in the
このようにして、作像部101Y〜101Kが形成したYMCK各色のトナー像が互いに重なり合うように中間転写ベルト102上に1次転写されカラートナー像となる。中間転写ベルト102がカラートナー像を2次転写ローラー対104まで搬送するのに合わせて、給紙カセット103から供給された記録シートSも2次転写ローラー対104まで搬送される。
In this manner, the toner images of the Y, M, C, and K colors formed by the
2次転写ローラー対104は、中間転写ベルト103上のトナー像を記録シートS上に静電転写(2次転写)する。トナー像を転写された記録シートSは、定着装置106でトナー像を熱定着された後、機外に排出される。
なお、中間転写ベルト102や2次転写ローラー対104、定着装置106が備える定着ローラー、感光体ドラム110、現像装置113が備える現像ローラー、1次転写ローラー114等は不図示の駆動モーターによって回転駆動される。駆動モーターからの駆動力はクラッチによって伝達、遮断される。また、記録シートSの搬送等を目的としてソレノイドを用いてもよい。
The secondary
The
また、定着装置106等からの排熱のために、画像形成装置106には機内の暖気を機外に排出するファンも設けられている。
また、制御部105は、画像データを保持するためのHDD(Hard Disk Drive)を接続された制御基板を備えており、不図示の操作パネルによってユーザーに情報を提供したり、指示入力を受け付けたりする。また、制御部105は不図示のLAN(Local Area Network)通信部によってLANを介して他の装置から印刷ジョブを受け付けたり、不図示のファクシミリ通信部によってファクシミリデータを送受信したりする。
Further, the
In addition, the
また、前記操作パネルは液晶ディスプレイを備えており、液晶表示のためのバックライトLED(Light Emitting Diode)を備えている。
(2)画像形成装置1の動作モード
画像形成装置1は、通常モードと省エネモードとの2種類の動作モードを有している。画像形成装置1は、通常モードにおいては、画像形成を実行することができる。また、省エネモードにおいては、通常モードよりも電力消費が抑制されており、画像形成を実行することはできない。また、後述のように、画像形成以外の実行可能な処理の如何によってさまざまな省エネモードが存在し得る。
Further, the operation panel includes a liquid crystal display, and includes a backlight LED (Light Emitting Diode) for liquid crystal display.
(2) Operation Mode of
(3)電源制御装置100の構成
次に、電源制御装置100の構成について説明する。
図2に示されるように、電源制御装置100は、AC/DCコンバーター200及びDC/DCコンバーター300、400を備えている。AC/DCコンバーター200は、交流電源120から交流電力を受電して高電圧(例えば、24V)の直流電圧を負荷201に給電する。負荷201は、例えば、モーターやクラッチ、ソレノイド、ファン等である。
(3) Configuration of
As shown in FIG. 2, the power
DC/DCコンバーター300は、AC/DCコンバーター200から高電圧の直流電圧を受電して、中間電圧(例えば、5V)の直流電圧を負荷301に給電する。また、DC/DCコンバーター400は、DC/DCコンバーター300から中間電圧の直流電圧を受電して低電圧(例えば、3.3V)の直流電圧を負荷401に給電する。DC/DCコンバーター300、400は何れもチョッパー方式のDC/DCコンバーターである。負荷301、401は、例えば、制御基板や操作パネル、HDD等である。 The DC / DC converter 300 receives a high voltage DC voltage from the AC / DC converter 200, and supplies an intermediate voltage (for example, 5 V) DC voltage to the load 301. Further, the DC / DC converter 400 receives a DC voltage of an intermediate voltage from the DC / DC converter 300 and feeds a DC voltage of a low voltage (for example, 3.3 V) to the load 401. The DC / DC converters 300 and 400 are chopper type DC / DC converters. The loads 301 and 401 are, for example, a control board, an operation panel, an HDD, and the like.
AC/DCコンバーター200が備えるブリッジ整流回路D211は、交流電源120のLラインがa点に接続され、Nラインがb点に接続されており、交流電力を全波整流する。一次平滑コンデンサーC221は、ブリッジ整流回路D211のd点がプラス端子に接続され、ブリッジ整流回路D211のc点がマイナス端子に接続されており、全波整流された電力を平滑化する。
In the bridge rectifier circuit D211 included in the AC / DC converter 200, the L line of the
電源制御部251は、起動用電源端子が、整流ダイオードD214及び起動抵抗R261を介して交流電源120のNラインに接続されており、起動用電力の供給を受ける。また、スイッチSW241のスイッチング動作により二次巻線233側と補助巻線234側へ電力供給するため、トランスT231の一次巻線232は一次平滑コンデンサーC221のマイナス端子との間にスイッチSW241を介して並列接続されている。
The power
補助巻線234に整流ダイオードD213を接続した直列回路は、平滑コンデンサーC223に並列接続されており、整流ダイオードD213のカソード端子が平滑コンデンサーC223のプラス端子に接続されている。この並列回路は、電源制御部251に並列接続されている。これによって、電源制御部251は補助巻線234から動作電源の供給を受ける。
A series circuit in which the rectifying diode D213 is connected to the auxiliary winding 234 is connected in parallel to the smoothing capacitor C223, and the cathode terminal of the rectifying diode D213 is connected to the positive terminal of the smoothing capacitor C223. The parallel circuit is connected in parallel to the
二次巻線233に整流ダイオードD212を接続した直列回路は、平滑コンデンサーC222に並列接続されており、整流ダイオードD212のカソード端子が平滑コンデンサーC222のプラス端子に接続されている。この並列回路は、出力電圧監視部291に並列接続されており、出力電圧Aが監視される。出力電圧監視部291は、出力電圧Aと、予め設定された定電圧設定値(以下、「監視レベル」という。)LAと、を比較したフィードバック信号271を電源制御部251のフィードバック端子に入力する。
A series circuit in which a rectifying diode D212 is connected to the secondary winding 233 is connected in parallel to the smoothing capacitor C222, and a cathode terminal of the rectifying diode D212 is connected to a positive terminal of the smoothing capacitor C222. The parallel circuit is connected in parallel to the output
電源制御部251は、フィードバック信号271に応じた電源制御信号281をスイッチング素子SW241に入力する。これによって、出力電圧AがPWM(Pulse Width Modulation)制御される。
DC/DCコンバーター300は、スイッチング素子SW341と整流ダイオードD311とを接続した直列回路に、AC/DCコンバーター200の出力端子を並列接続することによって、出力電圧Aを受電する。整流ダイオードD311は、インダクターL331と平滑コンデンサーC321とを接続した直列回路に並列接続されている。更に、平滑コンデンサーC321は、出力電圧監視部391に並列接続されている。このような構成によって、出力電圧Bが出力される。
The
The DC / DC converter 300 receives the output voltage A by connecting in parallel the output terminal of the AC / DC converter 200 to a series circuit in which the switching element SW 341 and the rectifier diode D 311 are connected. The rectifying diode D311 is connected in parallel to a series circuit in which an inductor L331 and a smoothing capacitor C321 are connected. Furthermore, the smoothing capacitor C 321 is connected in parallel to the output
出力電圧監視部391は、出力電圧Bを監視して、出力電圧Bと監視レベルLBとを比較したフィードバック信号371を電源制御部351のフィードバック端子に入力する。電源制御部351は、フィードバック信号371に応じた電源制御信号381をスイッチング素子SW341に入力する。これによって、DC/DCコンバーター300の出力電圧Bが制御される。
The output
DC/DCコンバーター400は、保護ダイオードD412、スイッチング素子SW541、SW441及び整流ダイオードD411を接続した直列回路に、DC/DCコンバーター300の出力端子を並列接続することによって、出力電圧Bを受電する。整流ダイオードD411は、インダクターL431と平滑コンデンサーC421とを接続した直列回路に並列接続されている。更に、平滑コンデンサーC421は、出力電圧監視部491に並列接続されている。このような構成によって、出力電圧Cが出力される。
The DC / DC converter 400 receives the output voltage B by connecting the output terminal of the DC / DC converter 300 in parallel to a series circuit in which the protection diode D412, the switching elements SW541 and SW441, and the rectifier diode D411 are connected. The rectifying diode D411 is connected in parallel to a series circuit in which an inductor L431 and a smoothing capacitor C421 are connected. Furthermore, the smoothing capacitor C421 is connected in parallel to the output
スイッチング素子SW541は、後述するように、制御部105からの省エネモード信号571によってオンオフされる。
出力電圧監視部491は、出力電圧Cを監視して、出力電圧Cと監視レベルLCとを比較したフィードバック信号471を電源制御部451のフィードバック端子に入力する。電源制御部451は、フィードバック信号471に応じた電源制御信号481をスイッチング素子SW441に入力する。これによって、DC/DCコンバーター400の出力電圧Cが制御される。
The switching element SW 541 is turned on / off by an energy saving mode signal 571 from the
The output
制御部105は、省エネモード信号571をスイッチング素子541、542に入力する。スイッチング素子542がオンすると、出力電圧AがDC/DCコンバーター400に入力される。出力電圧Aが出力電圧Cよりも高圧であっても、保護ダイオードD412によって、DC/DCコンバーター400からDC/DCコンバーター300への電流の逆流が防止される。また、スイッチング素子SW541も逆流を防止する。
The
(4)電源制御装置100の動作
次に、電源制御装置100の動作について説明する。電源制御装置100の動作は、画像形成装置1の動作モードが通常モードであるか、通常モードよりも消費電力が少ない省エネモードであるかによって異なる。
(4−1)通常モードにおける動作
まず、通常モードにおける動作について説明する。通常モードにおいては、スイッチング素子SW541はオンしており、スイッチング素子SW542はオフしている。
(4) Operation of
(4-1) Operation in Normal Mode First, the operation in the normal mode will be described. In the normal mode, the switching element SW541 is on and the switching element SW542 is off.
通常モードにおいて交流電源120からの給電が開始されると、整流ダイオードD214と起動抵抗R261とを介して電源制御部251へ起動用電力が供給される。一方、ブリッジ整流回路D211により全波整流された交流電力は、一次平滑コンデンサーC221へ供給され、平滑化され、交流電源電圧のピーク電圧の直流電圧が生成される。
電源制御部251は、起動用電力を供給されることによって起動されると、トランスT231のPWM制御を開始し、二次巻線233側及び補助巻線234側へ直流電圧を変圧し供給する。
When the power supply from
The power
補助巻線234へ供給された変圧電圧は整流ダイオードD213により整流し、平滑コンデンサーC223により平滑化し、電源制御部251の電源電圧として供給される。
二次巻線233へ供給された変圧電圧は整流ダイオードD212により整流され、平滑コンデンサーC222により平滑化されて、出力電圧Aとして出力される。出力電圧監視部291は出力電圧Aを監視して、フィードバック信号271を電源制御部251に入力する。フィードバック信号271を受信した電源制御部251は出力電圧Aの電圧レベルが予め設定された定電圧設定値となるようにPWM制御する。
The transformed voltage supplied to the auxiliary winding 234 is rectified by the rectification diode D 213, smoothed by the smoothing capacitor C 223, and supplied as the power supply voltage of the
The transformed voltage supplied to the secondary winding 233 is rectified by the rectification diode D212, smoothed by the smoothing capacitor C222, and output as the output voltage A. The output
DC/DCコンバーター300は、出力電圧Aを入力電圧として供給されると、電源制御部351によるPWM制御により出力電圧Bを生成する。出力電圧監視部391は出力電圧Bを監視して、フィードバック信号371を電源制御部351に入力する。フィードバック信号371を入力された電源制御部351は出力電圧Bの電圧レベルが予め設定された定電圧設定値となるようにPWM制御する。
When the output voltage A is supplied as an input voltage, the DC / DC converter 300 generates an output voltage B by PWM control by the power
DC/DCコンバーター400は、出力電圧Bを入力電圧として供給されると、電源制御部451によるPWM制御により出力電圧Cを生成する。出力電圧監視部491は出力電圧Cを監視して、フィードバック信号471を電源制御部451に入力する。フィードバック信号471を入力された電源制御部451は出力電圧Cの電圧レベルが予め設定された定電圧設定値となるようにPWM制御する。
When the output voltage B is supplied as the input voltage, the DC / DC converter 400 generates the output voltage C by PWM control by the power
(4−2)通常モードから省エネモードへの移行時の動作
次に、通常モードから省エネモードへの移行時の動作について説明する。
電源制御装置100は、制御部105から入力される省エネモード信号571に従って、通常モードから省エネモードへ移行する。図3に示されるように、制御部105は、省エネモード移行時にスイッチング素子SW541、SW542に入力する省エネモード信号571をオフ状態からオン状態に切り替える。省エネモード信号571がオンされると、スイッチング素子SW541はオフし、SW542はオンする。
(4-2) Operation at Transition from Normal Mode to Energy Saving Mode Next, an operation at the transition from the normal mode to the energy saving mode will be described.
The power
スイッチング素子SW541がオフされることによって、DC/DCコンバーター300の出力電圧BがDC/DCコンバーター400に入力されるのが停止されると共に、スイッチング素子SW542がオンされることによって、AC/DCコンバーター200の出力電圧AがDC/DCコンバーター400に入力される。
このようにすれば、DC/DCコンバーター300によって出力電圧Bを生成しなくても、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aから直接、出力電圧Cが生成されるので、DC/DCコンバーター300においてスイッチングロスによる効率低下を生じさせることなく、DC/DCコンバーター400で出力電圧Cを生成することができる。従って、電力消費を低減することができる。
The switching element SW 541 is turned off, whereby the output voltage B of the DC / DC converter 300 is stopped from being input to the DC / DC converter 400, and the switching element SW 542 is turned on, whereby the AC / DC converter An output voltage A of 200 is input to the DC / DC converter 400.
In this way, the output voltage C is generated directly from the output voltage A of the AC / DC converter 200 without generating the output voltage B by the DC / DC converter 300, so switching in the DC / DC converter 300 is performed. The output voltage C can be generated by the DC / DC converter 400 without causing a loss of efficiency. Thus, power consumption can be reduced.
なお、省エネモードにおいて出力電圧Bが不要であるような場合であって、従って、DC/DCコンバーター300におけるPWM制御を停止させることによってスイッチングロスを無くすことができるような場合に特に有効である。
また、省エネモードから通常モードに復帰する際には、制御部105が省エネモード信号571をオン状態からオフ状態に切り替えることによって、スイッチング素子SW541がオンされると共に、スイッチング素子SW542がオフされる。すると、電源制御装置100は、通常モードの動作に遷移する。
This is particularly effective in the case where the output voltage B is unnecessary in the energy saving mode, and therefore switching loss can be eliminated by stopping the PWM control in the DC / DC converter 300.
When the energy saving mode is returned to the normal mode, the
[2]第2の実施の形態
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態に係る電源制御装置100は、上記第1の実施の形態に係る電源制御装置100と概ね同様の構成を備える一方、動作モードの移行時における動作並びに当該動作を実現するための構成において相違している。以下、主として相違点に着目して説明する。
[2] Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. The power
なお、本明細書においては、実施の形態の間において共通する部材には共通の符号が付されている。また、以下の実施の形態においては、電源制御装置100の構成図における負荷201等の図示が省略されている。
(1)電源制御装置100の構成
まず、本実施の形態に係る電源制御装置100の構成について説明する。
In the present specification, members common to the embodiments are denoted by the same reference numerals. Moreover, in the following embodiment, illustration of load 201 grade | etc., In the block diagram of the power
(1) Configuration of Power
図4に示されるように、本実施の形態においては、制御部105が出力する省エネモード信号571がAC/DCコンバーター200の出力電圧監視部291にも入力される。また、スイッチング素子SW541、542にはそれぞれ遅延回路511、512を介して省エネモード信号571が入力される。
他は、第1の実施の形態と同様である。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the energy saving mode signal 571 output from the
Others are the same as in the first embodiment.
(2)通常モードから省エネモードへの移行時の動作
次に、通常モードから省エネモードへの移行時の動作について説明する。
通常モードから省エネモードへ移行する際には、制御部105は省エネモード信号571をオフ状態からオン状態に切り替えて出力電圧監視部291並びに遅延回路511、512に入力する。
(2) Operation at Transition from Normal Mode to Energy Saving Mode Next, an operation at the transition from the normal mode to the energy saving mode will be described.
When shifting from the normal mode to the energy saving mode, the
本実施の形態においては、出力電圧監視部291による出力電圧Aの監視レベルLAは、通常モードでは電圧値V1、省エネモードではDC/DCコンバーター300、400の許容入力電圧範囲内の電圧値V2になっており、電圧値V2は電圧値V1よりも低い。
出力電圧監視部291は、省エネモード信号571をオンされると、図5に示されるように、出力電圧Aの監視レベルLAを電圧値V1から電圧値V2へ切り替える。
In the present embodiment, the monitoring level LA of the output voltage A by the output
When the energy saving mode signal 571 is turned on, the output
一方、省エネモード信号571がオンされると、オンされてから時間T1後に、遅延回路511はスイッチング素子SW541をオフし、遅延回路512はSW542をオンする。この時間T1は、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aが電圧値V1から電圧値V2に低下するまでの時間よりも長くなっている。このため、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aが電圧値V2まで低下してから、スイッチング素子SW541がオフされ、スイッチング素子SW542がオンされる。 On the other hand, when the energy saving mode signal 571 is turned on, the delay circuit 511 turns off the switching element SW 541 and the delay circuit 512 turns on the SW 542 after time T1 since the energy saving mode signal 571 is turned on. The time T1 is longer than the time until the output voltage A of the AC / DC converter 200 decreases from the voltage value V1 to the voltage value V2. Therefore, after the output voltage A of the AC / DC converter 200 decreases to the voltage value V2, the switching element SW541 is turned off and the switching element SW542 is turned on.
このようにすれば、省エネモード時においてDC/DCコンバーター300、400の入出力電位差が何れも小さくなるので、電源効率が更に改善される。従って、消費電力を更に低減することができる。
[3]第3の実施の形態
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態に係る電源制御装置100は、上記第2の実施の形態に係る電源制御装置100と概ね同様の構成を備える一方、図6に示されるように、スイッチング素子SW541及び遅延回路511が除外されている点で相違している。以下、主として相違点に着目して説明する。
In this way, since the input / output potential difference of the DC / DC converters 300 and 400 is reduced in the energy saving mode, the power supply efficiency is further improved. Therefore, the power consumption can be further reduced.
[3] Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. The power
図7は、本実施の形態における動作モード移行時のタイミングチャートである。上記第2の実施の形態と同様に、通常モードから省エネモードに移行する際、制御部105は省エネモード信号571をオフ状態からオン状態に切り替える。オンされた省エネモード信号571を入力されると、出力電圧監視部291は出力電圧Aの監視レベルLAを電圧値V1から電圧値V3に切り替える。電圧値V3は、通常モードにおける監視レベルLAの電圧値V1よりも低く、DC/DCコンバーター400の許容入力電圧範囲内の電圧値である。電圧値V3は、上記第2の実施の形態における電圧値V2と等しくてもよい。
FIG. 7 is a timing chart at the time of transition to the operation mode in the present embodiment. As in the second embodiment, when shifting from the normal mode to the energy saving mode, the
遅延回路512は、省エネモード信号571がオンされてから、予め設定された時間T2後にスイッチング素子SW542をオンする。時間T2は、省エネモード信号571がオンされてからAC/DCコンバーター200の出力電圧Aが電圧値V3まで低下するために要する時間よりも長く設定されている。このため、出力電圧Aが電圧値V3まで低下した後、DC/DCコンバーター300を迂回するように、スイッチング素子SW542を経由して、当該出力電圧AがDC/DCコンバーター400に入力される。 The delay circuit 512 turns on the switching element SW 54 a predetermined time T2 after the energy saving mode signal 571 is turned on. The time T2 is set longer than the time required for the output voltage A of the AC / DC converter 200 to drop to the voltage value V3 after the energy saving mode signal 571 is turned on. Therefore, after the output voltage A decreases to the voltage value V3, the output voltage A is input to the DC / DC converter 400 via the switching element SW 542 so as to bypass the DC / DC converter 300.
このようにすれば、上記第2の実施の形態と同様に、省エネモード時においてDC/DCコンバーター300、400の入出力電位差が何れも小さくなるので、電源効率が更に改善され、消費電力を更に低減することができる。また、DC/DCコンバーター300のスイッチングロスによる効率低下を抑えることができるという意味においても、消費電力を低減できる。 By doing this, as in the second embodiment, since the input / output potential difference of DC / DC converters 300 and 400 becomes smaller in the energy saving mode, power supply efficiency is further improved, and power consumption is further increased. It can be reduced. In addition, power consumption can be reduced also in the sense that the reduction in efficiency due to the switching loss of the DC / DC converter 300 can be suppressed.
[4]第4の実施の形態
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態に係る電源制御装置100は、上記第3の実施の形態に係る電源制御装置100と概ね同様の構成を備える一方、図8に示されるように、スイッチング素子SW542が除外されると共に、遅延回路512の出力信号がスイッチング素子SW341に入力される点において相違している。以下、主として相違点に着目して説明する。
[4] Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The power
図9は、本実施の形態における動作モード移行時のタイミングチャートである。上記第3の実施の形態と同様に、通常モードから省エネモードに移行する際、制御部105は省エネモード信号571をオンする。オンされた省エネモード信号571を入力されると、出力電圧監視部291は出力電圧Aの監視レベルLAを切り替え、通常モードの電圧値V1よりも低い省エネモードの電圧値V3に切り替える。
FIG. 9 is a timing chart at the time of operation mode transition in the present embodiment. As in the third embodiment, when shifting from the normal mode to the energy saving mode, the
遅延回路512は、省エネモード信号571がオンされてから時間T2後にスイッチング素子SW341をオンする。このようにすれば、スイッチング素子SW341が常時オン状態となるので、DC/DCコンバーター300のPWM制御が停止される。
従って、DC/DCコンバーター300におけるスイッチングロスによる効率低下を防止することができる。また、上記第3の実施の形態における電源制御装置100よりもよりも簡易な構成で同等の効果を得ることができる。
The delay circuit 512 turns on the switching element SW 341 after time T2 since the energy saving mode signal 571 is turned on. In this way, since the switching element SW 341 is always in the on state, the PWM control of the DC / DC converter 300 is stopped.
Therefore, it is possible to prevent the efficiency loss due to the switching loss in the DC / DC converter 300. Further, the same effect can be obtained with a simpler configuration than the power
[5]第5の実施の形態
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。第5の実施の形態に係る電源制御装置100は、上記第2の実施の形態に係る電源制御装置100に、更にもう1系統のDC/DCコンバーターを追加した構成になっており、2種類の省エネモードに対応する。
(1)電源制御装置100の構成
まず、電源制御装置100の構成について説明する。
[5] Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. The
(1) Configuration of Power
図10に示されるように、本実施の形態においては、AC/DCコンバーター200の出力電圧AがDC/DCコンバーター300に加えて、DC/DCコンバーター600にも入力されており、DC/DCコンバーター600の出力電圧Dは更にDC/DCコンバーター700に入力され、出力電圧Eが生成される。また、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aを、DC/DCコンバーター600を迂回して、DC/DCコンバーター700に入力するためのスイッチング素子SW842が設けられている。
As shown in FIG. 10, in the present embodiment, the output voltage A of the AC / DC converter 200 is input to the DC / DC converter 600 in addition to the DC / DC converter 300, and the DC / DC converter The output voltage D of 600 is further input to the DC /
図10には、制御部105が2つ描かれているが、これは図を見易くするためであり、本実施の形態において制御部105は1つだけである。遅延回路811、812は制御部105が出力する省エネモード信号871を入力されると、後述のように、所定時間経過後にスイッチング素子SW841、SW842の制御信号を切り替える。
(2)動作モードについて
次に、各動作モードについて説明する。
Although two
(2) Operation Mode Next, each operation mode will be described.
本実施の形態に係る電源制御装置100は、2つの省エネモードに対応している。第1の省エネモードは、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aを受電する負荷は動作しておらず、供給不要であり、DC/DCコンバーター300、400、600及び700の出力電圧B〜Eを受電する負荷は動作しており各出力電圧を出力しなければならない動作モードである。
The power
また、第2の省エネモードは、AC/DCコンバーター200の出力電圧A及びDC/DCコンバーター300、400の出力電圧B、Cを受電する受電負荷は動作しておらず、供給不要であり、DC/DCコンバーター600、700の出力電圧D、Eを受電する負荷は動作しており各出力電圧を出力しなければならない動作モードである。
(2−1)通常モードにおける給電例
図11の表は、動作モード毎に給電先を例示する表である。例えば、図11に示されるように、通常モードにおいては、すべての給電先に給電する。具体的には、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aは電圧値24Vで、DC/DCコンバーター300、600に給電される他、モーター、クラッチ、ソレノイド及びファンといった24V系の負荷にも給電される。
Also, in the second energy saving mode, the receiving load for receiving the output voltage A of the AC / DC converter 200 and the output voltages B and C of the DC / DC converters 300 and 400 is not operating and supply is unnecessary. The loads receiving the output voltages D and E of the DC /
(2-1) Feeding Example in the Normal Mode The table of FIG. 11 is a table illustrating power feeding destinations for each operation mode. For example, as shown in FIG. 11, in the normal mode, power is supplied to all power supply destinations. Specifically, the output voltage A of the AC / DC converter 200 is 24 V, and power is supplied to the DC / DC converters 300 and 600 as well as to 24 V loads such as motors, clutches, solenoids and fans. .
DC/DCコンバーター300の出力電圧Bは電圧値5Vで、DC/DCコンバーター400に給電される他、ファクシミリ通信部(FAX)、HDD及びバックライトLEDを含む操作パネルにも給電される。DC/DCコンバーター400の出力電圧Cは電圧値3.3Vで、制御部105の制御基板に給電される。
DC/DCコンバーター600の出力電圧Cは電圧値1.8Vで、DC/DCコンバーター700に給電される他、LAN通信部、制御部105の制御基板及び操作パネルに給電される。DC/DCコンバーター700の出力電圧Dは電圧値0.9Vで、制御部105の制御基板に給電される。
The output voltage B of the DC / DC converter 300 is 5 V, and is supplied to the DC / DC converter 400 as well as an operation panel including a facsimile communication unit (FAX), an HDD, and a backlight LED. The output voltage C of the DC / DC converter 400 is supplied with a voltage value of 3.3 V to the control board of the
The output voltage C of the DC / DC converter 600 has a voltage value of 1.8 V, and power is supplied to the DC /
(2−2)第1の省エネモードにおける給電例
第1の省エネモードは、ユーザーがファクシミリ機能を多用することを想定した動作モードであって、24V系の負荷(モーター、クラッチ、ソレノイド、ファン)以外の機能は動作状態であり、ファクシミリ受信や操作パネルの操作、プリントジョブの受信を契機として通常モードへ復帰することができる。消費電力は、例えば10Wで、第2の省エネモードよりも多くなるが、24V系の負荷を停止させることによって通常モードよりは少なくなるという意味で省エネ効果がある。
(2-2) Example of power feeding in the first energy saving mode The first energy saving mode is an operation mode assuming that the user makes heavy use of the facsimile function, and a load of 24 V system (motor, clutch, solenoid, fan) The other functions are in the operating state, and can be returned to the normal mode in response to facsimile reception, operation of the operation panel, or reception of a print job. The power consumption is, for example, 10 W, which is higher than that of the second energy saving mode, but there is an energy saving effect in that the power consumption is reduced than that of the normal mode by stopping the load of 24 V system.
図11の例では、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aは電圧値6Vまで低下しており、DC/DCコンバーター300、400、600及び700にのみ給電され、負荷には給電されない。DC/DCコンバーター300、400、600及び700の出力電圧値並びに給電先は通常モードと同様である。
(2−3)第2の省エネモードにおける給電例
第2の省エネモードは、ファクシミリ機能をあまり使用せず、省エネのニーズが高いユーザーを想定した動作モードであって、24V系の負荷(モーター、クラッチ、ソレノイド、ファン)及び5V系の負荷(FAX、HDD、操作パネルバックライト)以外の機能は動作状態であり、プリントジョブ受信や操作パネルの操作を契機として通常モードへ復帰することができる。消費電力は、例えば3Wで、第1の省エネモードよりも少ないので、高い省エネ効果がある。
In the example of FIG. 11, the output voltage A of the AC / DC converter 200 has dropped to a voltage value of 6 V, and only the DC /
(2-3) Power supply example in the second energy saving mode The second energy saving mode is an operation mode that assumes users with high energy saving needs without using a facsimile function very much, and a load of 24 V (motor, The functions other than the clutch, solenoid, fan) and 5V system load (FAX, HDD, operation panel backlight) are in the operating state, and can be returned to the normal mode triggered by print job reception or operation of the operation panel. The power consumption is, for example, 3 W, which is less than that of the first energy saving mode, so that there is a high energy saving effect.
図11の例では、AC/DCコンバーター200及びDC/DCコンバーター300、400の出力電圧は電圧値3Vまで低下しており、DC/DCコンバーター600にのみ給電され、負荷には給電されない。DC/DCコンバーター600、700の出力電圧値並びに給電先は通常モードと同様である。
以上のように、複数の省エネモードを備えれば、ユーザーの使用環境に合った省エネモードを選択し、使用することが可能となる。また、各省エネモードに合わせて、AC/DCコンバーターの出力電圧を下げ、DC/DCコンバーターの接続を切り替えれば、各DC/DCコンバーターの電源効率を高め、消費電力を低減することができるので、各省エネモードにおいて更なる省エネ効果を得ることができる。
In the example of FIG. 11, the output voltages of the AC / DC converter 200 and the DC / DC converters 300 and 400 are lowered to a voltage value of 3 V, and only the DC / DC converter 600 is supplied with power and not with the load. The output voltage values and power supply destinations of the DC /
As described above, if a plurality of energy saving modes are provided, it is possible to select and use the energy saving mode suitable for the use environment of the user. In addition, if the output voltage of the AC / DC converter is lowered and the connection of the DC / DC converter is switched according to each energy saving mode, the power efficiency of each DC / DC converter can be enhanced and the power consumption can be reduced. Further energy saving effects can be obtained in each energy saving mode.
(3)通常モードから省エネモードへの移行時の動作
次に、通常モードから省エネモードへの移行時の動作について説明する。
(3−1)第1の省エネモードへの切替え動作
図12は、通常モードから第1の省エネモードに移行する際のタイミングチャートである。第1の省エネモードに移行する際には、制御部105は、省エネモード信号571、871を共に通常モード状態から第1の省エネモード状態に切り替える(図12においては、第1の省エネモード状態をオフ状態からオン状態に切り替えるように表記されている)。
(3) Operation at Transition from Normal Mode to Energy Saving Mode Next, an operation at the transition from the normal mode to the energy saving mode will be described.
(3-1) Switching Operation to First Energy Saving Mode FIG. 12 is a timing chart when shifting from the normal mode to the first energy saving mode. When shifting to the first energy saving mode, the
これによって、まず、AC/DCコンバーター200の出力電圧監視部291の監視レベルLAが電圧値V1から電圧値V4に切り替わる。その結果、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aが電圧値V1から電圧値V4まで低下する。ここで、電圧値V4は、DC/DCコンバーター300、400、600及び700の許容入力電圧範囲内に入る電圧値である。
As a result, first, the monitoring level LA of the output
遅延回路511、811は、省エネモード信号571、871が第1の省エネモード状態に切り替わってから時間T3後に、それぞれスイッチング素子SW541、SW841をオフする。時間T3は、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aが電圧値V1から電圧値V4まで低下するのに要する時間である。これによって、DC/DCコンバーター300、600からDC/DCコンバーター400、700への給電が遮断される。
The delay circuits 511 and 811 turn off the switching elements SW 541 and SW 841 after time T3 after the energy saving mode signals 571 and 871 are switched to the first energy saving mode state. Time T3 is the time required for the output voltage A of the AC / DC converter 200 to decrease from the voltage value V1 to the voltage value V4. As a result, the power supply from DC / DC converter 300, 600 to DC /
遅延回路512、812は、省エネモード信号571、871が第1の省エネモード状態に切り替わってから時間T3後に、それぞれスイッチング素子SW542、SW842をオンする。これによって、電圧値V4まで低下した出力電圧Aが、DC/DCコンバーター300、400、600及び700に給電される。
このようにすれば、DC/DCコンバーター400、700の出力電圧C、Eを生成する際に、DC/DCコンバーター300、600におけるスイッチングロスを回避することできるので、消費電力を削減することができる。
The delay circuits 512 and 812 turn on the switching elements SW 542 and SW 842 after time T3 after the energy saving mode signals 571 and 871 are switched to the first energy saving mode state. Thus, the output voltage A reduced to the voltage value V4 is supplied to the DC /
In this way, switching loss in the DC / DC converters 300 and 600 can be avoided when generating the output voltages C and E of the DC /
また、第1の省エネモードに移行する際に、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aを低下させるので、スイッチング素子SW441、741として高耐圧のスイッチング素子を用いる必要が無くなる。従って、部品の低コスト化を図ることができる。
(3−2)第2の省エネモードへの切替え動作
図13は、通常モードから第2の省エネモードに移行する際のタイミングチャートである。第2の省エネモードに移行する際には、制御部105は、省エネモード信号571、871を共に通常モード状態から第2の省エネモード状態に切り替える(図13においては、第2の省エネモード状態をオフ状態からオン状態に切り替えるように表記されている)。
Further, when transitioning to the first energy saving mode, the output voltage A of the AC / DC converter 200 is lowered, so that it is not necessary to use high withstand voltage switching elements as the switching elements SW 441 and 741. Therefore, the cost of parts can be reduced.
(3-2) Switching Operation to Second Energy Saving Mode FIG. 13 is a timing chart when shifting from the normal mode to the second energy saving mode. When transitioning to the second energy saving mode, the
すると、AC/DCコンバーター200の出力電圧監視部291の監視レベルLAが電圧値V1から電圧値V5に切り替わる。その結果、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aが電圧値V1から電圧値V5まで低下する。ここで、電圧値V5は、DC/DCコンバーター600及び700の許容入力電圧範囲内に入る電圧値である。
遅延回路811は、省エネモード信号871が第2の省エネモード状態に切り替わってから時間T4後に、スイッチング素子SW841をオフする。時間T4は、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aが電圧値V1から電圧値V5まで低下するのに要する時間である。これによって、DC/DCコンバーター600からDC/DCコンバーター700への給電が遮断される。
Then, the monitoring level LA of the output
The delay circuit 811 turns off the switching element SW 841 after time T4 since the energy saving mode signal 871 is switched to the second energy saving mode state. Time T4 is the time required for the output voltage A of the AC / DC converter 200 to drop from the voltage value V1 to the voltage value V5. As a result, the power supply from DC / DC converter 600 to DC /
遅延回路812は、省エネモード信号871が第2の省エネモード状態に切り替わってから時間T4後にスイッチング素子SW842をオンする。これによって、電圧値V5まで低下した出力電圧AがDC/DCコンバーター600及び700に給電される。
DC/DCコンバーター300、400については、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aが、通常モードにおけるDC/DCコンバーター300、400の出力電圧B、Cの電圧値よりも低くなると、DCDCコンバーター300、400の出力電圧B、CはAC/DCコンバーター200の出力電圧Aに追随する。
The delay circuit 812 turns on the switching element SW 842 after time T4 since the energy saving mode signal 871 is switched to the second energy saving mode state. As a result, the output voltage A reduced to the voltage value V5 is supplied to the DC /
For the DC / DC converters 300 and 400, when the output voltage A of the AC / DC converter 200 becomes lower than the voltage values of the output voltages B and C of the DC / DC converters 300 and 400 in the normal mode, the DCDC converters 300 and 400. Output voltages B and C follow the output voltage A of the AC / DC converter 200.
このようにすれば、DC/DCコンバーター700の出力電圧Eを生成する際に、DC/DCコンバーター600におけるスイッチングロスを回避することできるので、消費電力を削減することができる。
また、第2の省エネモードに移行する際に、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aを低下させるので、スイッチング素子SW741として高耐圧のスイッチング素子を用いる必要が無くなり、部品の低コスト化を図ることができる。
In this way, when the output voltage E of the DC /
Further, when transitioning to the second energy saving mode, the output voltage A of the AC / DC converter 200 is lowered, so that there is no need to use a high breakdown voltage switching element as the switching element SW741 and cost reduction of parts is achieved. Can.
[6]第6の実施の形態
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。第6の実施の形態に係る電源制御装置100は、上記第3の実施の形態に係る電源制御装置100にDC/DCコンバーター700を追加した構成になっており、2種類の省エネモードに対応する。
(1)電源制御装置100の構成
まず、本実施の形態に係る電源装置100の構成について説明する。
[6] Sixth Embodiment Next, the sixth embodiment of the present invention will be described. The
(1) Configuration of Power
図14に示されるように、DC/DCコンバーター700は、通常モードにおいては、DC/DCコンバーター300の出力電圧Bを受電して、出力電圧Eを生成する。
(2)通常モードから省エネモードへの移行時の動作
次に、通常モードから省エネモードへの移行時の動作について説明する。
本実施の形態に係る電源制御装置100は、2つの省エネモードに対応している。第3の省エネモードは、AC/DCコンバーター200及びDC/DCコンバーター300の出力電圧A、Bを受電する負荷は動作しておらず、供給不要であり、DC/DCコンバーター400、700の出力電圧C、Eを受電する負荷は動作しており各出力電圧を出力しなければならない動作モードである。
As shown in FIG. 14, in the normal mode, DC /
(2) Operation at Transition from Normal Mode to Energy Saving Mode Next, an operation at the transition from the normal mode to the energy saving mode will be described.
The power
また、第4の省エネモードは、AC/DCコンバーター200の出力電圧A及びDC/DCコンバーター300、400の出力電圧B、Cを使用する受電は動作しておらず、供給不要であり、DC/DCコンバーター700の出力電圧Eを受電する負荷は動作しており各出力電圧を出力しなければならない動作モードである。
(2−1)第3の省エネモードへの切替え動作
図15は、通常モードから第3の省エネモードに移行する際のタイミングチャートである。第3の省エネモードに移行する際には、制御部105は、省エネモード信号571、871を共に通常モード状態から第3の省エネモード状態に切り替える(図15においては、第3の省エネモード状態をオフ状態からオン状態に切り替えるように表記されている)。
In the fourth energy saving mode, power reception using the output voltage A of the AC / DC converter 200 and the output voltages B and C of the DC / DC converters 300 and 400 is not operating, and supply is unnecessary. The load receiving the output voltage E of the
(2-1) Switching Operation to Third Energy Saving Mode FIG. 15 is a timing chart when shifting from the normal mode to the third energy saving mode. When shifting to the third energy saving mode, the
これによって、まず、AC/DCコンバーター200の出力電圧監視部291の監視レベルLAが電圧値V1から電圧値V6に切り替わる。その結果、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aが電圧値V1から電圧値V6まで低下する。ここで、電圧値V6は、DC/DCコンバーター400及び700の許容入力電圧範囲内に入る電圧値であって、通常モードでの出力電圧Aの電圧値V1よりも低くなっている。
Thus, first, the monitoring level LA of the output
遅延回路512、812は、省エネモード信号571、871が第1の省エネモード状態に切り替わってから時間T5後に、それぞれスイッチング素子SW542、SW842をオンする。時間T5は、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aが電圧値V1から電圧値V6まで低下するのに要する時間である。これによって、電圧値V6まで低下した出力電圧Aが、DC/DCコンバーター400及び700に給電される。
The delay circuits 512 and 812 turn on the switching elements SW 542 and SW 842 after time T5 after the energy saving mode signals 571 and 871 are switched to the first energy saving mode state. Time T5 is the time required for the output voltage A of the AC / DC converter 200 to decrease from the voltage value V1 to the voltage value V6. As a result, the output voltage A reduced to the voltage value V6 is supplied to the DC /
このようにすれば、DC/DCコンバーター400及び700の出力電圧C、Eを生成する際に、DC/DCコンバーター300、600におけるスイッチングロスを回避することできるので、消費電力を削減することができる。
また、第3の省エネモードに移行する際に、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aを低下させるので、スイッチング素子SW441、741として高耐圧のスイッチング素子を用いる必要が無くなる。従って、部品の低コスト化を図ることができる。
In this way, switching loss in DC / DC converters 300 and 600 can be avoided when generating output voltages C and E of DC /
Further, when transitioning to the third energy saving mode, the output voltage A of the AC / DC converter 200 is reduced, so that it is not necessary to use high withstand voltage switching elements as the switching elements SW 441 and 741. Therefore, the cost of parts can be reduced.
(2−2)第4の省エネモードへの切替え動作
図16は、通常モードから第4の省エネモードに移行する際のタイミングチャートである。第4の省エネモードに移行する際には、制御部105は、省エネモード信号571、871を共に通常モード状態から第4の省エネモード状態に切り替える(図16においては、第4の省エネモード状態をオフ状態からオン状態に切り替えるように表記されている)。
(2-2) Switching Operation to Fourth Energy Saving Mode FIG. 16 is a timing chart when shifting from the normal mode to the fourth energy saving mode. When shifting to the fourth energy saving mode, the
すると、AC/DCコンバーター200の出力電圧監視部291の監視レベルLAが電圧値V1から電圧値V7に切り替わる。その結果、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aが電圧値V1から電圧値V7まで低下する。ここで、電圧値V7は、DC/DCコンバーター700の許容入力電圧範囲内に入る電圧値である。
遅延回路812は、省エネモード信号871が第4の省エネモード状態に切り替わってから時間T6後にスイッチング素子SW842をオンする。時間T6は、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aが電圧値V1から電圧値V7まで低下するのに要する時間である。これによって、電圧値V7まで低下した出力電圧AがDC/DCコンバーター700に給電される。
Then, the monitoring level LA of the output
The delay circuit 812 turns on the switching element SW 842 after time T6 since the energy saving mode signal 871 is switched to the fourth energy saving mode state. Time T6 is the time required for the output voltage A of the AC / DC converter 200 to decrease from the voltage value V1 to the voltage value V7. Thus, the output voltage A reduced to the voltage value V7 is supplied to the DC /
このようにすれば、DC/DCコンバーター700の出力電圧Eを生成する際に、DC/DCコンバーター600におけるスイッチングロスを回避することできるので、消費電力を削減することができる。
また、第4の省エネモードに移行する際に、AC/DCコンバーター200の出力電圧Aを低下させるので、スイッチング素子SW741として高耐圧のスイッチング素子を用いる必要が無くなり、部品の低コスト化を図ることができる。
In this way, when the output voltage E of the DC /
Further, when transitioning to the fourth energy saving mode, the output voltage A of the AC / DC converter 200 is lowered, so that there is no need to use a high breakdown voltage switching element as the switching element SW741 and cost reduction of parts is achieved. Can.
[8]変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
(1)上記実施の形態においてはチョッパー方式のDC/DCコンバーターを用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、チョッパー方式のDC/DCコンバーターに代えてスイッチング方式のDC/DCコンバーターを用いてもよい。
[8] Modifications Although the present invention has been described above based on the embodiment, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and the following modifications can be implemented. .
(1) In the above embodiment, although the case of using the chopper type DC / DC converter has been described, it goes without saying that the present invention is not limited to this, and instead of the chopper type DC / DC converter, switching DC is used. A / DC converter may be used.
(2)上記実施の形態においては、省エネモードにおいてAC/DCコンバーター200からDC/DCコンバーター300、600を迂回してDC/DC400、700に給電する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、AC/DCコンバーター200に代えてDC/DCコンバーターを用いてもよい。
また、本発明は、DC/DCコンバーター300、600のようにDC/DCコンバーターを1つだけ迂回する場合に限定されず、順次次段のDC/DCコンバーターに給電するDC/DCコンバーターの縦続回路を迂回して給電してもよい。
(2) In the above embodiment, although the case of supplying power to the DC /
Further, the present invention is not limited to the case where only one DC / DC converter is bypassed as in the DC / DC converter 300, 600, but a cascade circuit of DC / DC converters that sequentially feeds the next stage DC / DC converter. You may bypass the power supply.
(3)上記実施の形態においては、タンデム型のカラー複合機を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、タンデム型以外のカラー複合機に本発明を適用してもよいし、モノクロ複合機に適用してもよい。また、プリンター装置や、これにスキャナーを加えた複写装置、更に、ファクシミリ通信機能を備えたファクシミリ装置に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。 (3) In the above embodiment, although the tandem-type color multifunction machine has been described as an example, it goes without saying that the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to color multifunction machines other than tandem-type You may apply to a monochrome multifunction machine. Further, the same effect can be obtained even when the present invention is applied to a printer, a copying apparatus having a scanner added thereto, and a facsimile apparatus having a facsimile communication function.
本発明に係る電源制御装置及び画像形成装置は、スイッチングロスを低減する装置として有用である。 The power supply control device and the image forming apparatus according to the present invention are useful as an apparatus for reducing switching loss.
1……………………………画像形成装置
100………………………電源制御装置
120………………………交流電源
200………………………AC/DCコンバーター
300、400……………DC/DCコンバーター
105………………………制御部
SW541、SW542…スイッチング素子
1... ..................
Claims (18)
第1の直流電圧を生成する第1のコンバーターと、
前記第1のコンバーターから受電して、前記第1の直流電圧よりも低い第2の直流電圧をスイッチング制御によって生成する第2のコンバーターと、
前記第1のコンバーター及び前記第2のコンバーターから受電して、前記第2の直流電圧よりも低い第3の直流電圧を生成する第3のコンバーターと、
通常モードから省エネルギーモードに移行する際に、前記第2のコンバーターから前記第3のコンバーターへの給電を遮断して、前記第1のコンバーターから前記第3のコンバーターへ給電させる切替え手段と、
前記第1のコンバーターの出力電圧を、前記第3のコンバーターの許容入力電圧範囲内まで低下させる電圧制御手段と、を備え、
前記切替え手段は、前記電圧制御手段が、前記第1のコンバーターの出力電圧を、前記第3のコンバーターの許容入力電圧範囲内まで低下させてから、前記第1のコンバーターから前記第3のコンバーターへ給電させる
ことを特徴とする電源制御装置。 A power supply control device for supplying a DC voltage to a load having two operation modes, a normal mode and an energy saving mode which consumes less power than the normal mode.
A first converter generating a first DC voltage;
A second converter which receives power from the first converter and generates a second DC voltage lower than the first DC voltage by switching control;
A third converter receiving power from the first converter and the second converter to generate a third DC voltage lower than the second DC voltage;
Switching means for interrupting the power supply from the second converter to the third converter and switching the power from the first converter to the third converter when shifting from the normal mode to the energy saving mode;
Voltage control means for reducing the output voltage of the first converter to within the allowable input voltage range of the third converter;
In the switching means, the voltage control means reduces the output voltage of the first converter to within the allowable input voltage range of the third converter, and then from the first converter to the third converter A power supply control device characterized in that power is supplied .
ことを特徴とする請求項1に記載の電源制御装置。 The power supply control device according to claim 1, wherein the first converter is any one of an AC / DC converter and a DC / DC converter.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電源制御装置。 The power supply control device according to claim 1 or 2, wherein a plurality of DC / DC converters are connected in cascade in the second converter.
ことを特徴とする請求項3に記載の電源制御装置。 The power supply control device according to claim 3 , wherein the voltage control means lowers the output voltage of the first converter so as to be within the allowable input voltage range of the second converter.
ことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の電源制御装置。 Said switching means, said when to supply power to the third converter from the first converter, of claims 1 to 3, characterized in that stops generating the second DC voltage by the second converter The power supply control device as described in any one.
前記切替え手段は、前記スイッチング制御を停止させることによって、前記第2のコンバーターによる第2の直流電圧の生成を停止する
ことを特徴とする請求項5に記載の電源制御装置。 The second converter generates a second DC voltage by switching control,
The power supply control device according to claim 5 , wherein the switching means stops the generation of the second DC voltage by the second converter by stopping the switching control.
前記第1のコンバーター及び前記第4のコンバーターから選択的に受電して、前記第4の直流電圧よりも低い第5の直流電圧を生成する第5のコンバーターと、を備え、
前記切替え手段は、前記第2のコンバーターから前記第3のコンバーターへの給電を遮断して、前記第1のコンバーターから前記第3のコンバーターへ給電させる切替えと独立して、前記第4のコンバーターから前記第5のコンバーターへの給電を遮断して、前記第1のコンバーターから前記第5のコンバーターへ給電させる切替えを行う
ことを特徴とする請求項1から6の何れかに記載の電源制御装置。 A fourth converter that receives power from the first converter and generates a fourth DC voltage lower than the first DC voltage by switching control;
And a fifth converter selectively receiving power from the first converter and the fourth converter to generate a fifth DC voltage lower than the fourth DC voltage.
The switching means cuts off the power supply from the second converter to the third converter, and independently from the switching for supplying power from the first converter to the third converter, the fourth converter The power supply control device according to any one of claims 1 to 6 , wherein power supply to the fifth converter is cut off and switching is performed to supply power from the first converter to the fifth converter.
ことを特徴とする請求項7に記載の電源制御装置。 The power supply control device according to claim 7 , wherein the fourth converter comprises a plurality of DC / DC converters connected in cascade.
前記切替え手段は、前記第2の電圧制御手段が、前記第1のコンバーターの出力電圧を、前記第5のコンバーターの許容入力電圧範囲内まで低下させてから、前記第1のコンバーターから前記第5のコンバーターへ給電させる
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の電源制御装置。 And second voltage control means for reducing the output voltage of the first converter to within the allowable input voltage range of the fifth converter,
The switching unit is configured such that the second voltage control unit reduces the output voltage of the first converter to within the allowable input voltage range of the fifth converter, and then the first to fifth converter is operated. The power supply control device according to claim 7 , wherein power is supplied to the converter of
第1の直流電圧を生成する第1のコンバーターと、
前記第1のコンバーターから受電して、前記第1の直流電圧よりも低い第2の直流電圧をスイッチング制御によって生成する第2のコンバーターと、
前記第1のコンバーター及び前記第2のコンバーターから受電して、前記第2の直流電圧よりも低い第3の直流電圧を生成する第3のコンバーターと、
通常モードから省エネルギーモードに移行する際に、前記第2のコンバーターから前記第3のコンバーターへの給電を遮断して、前記第1のコンバーターから前記第3のコンバーターへ給電させる切替え手段と、
前記第1のコンバーターから受電して、前記第1の直流電圧よりも低い第4の直流電圧をスイッチング制御によって生成する第4のコンバーターと、
前記第1のコンバーター及び前記第4のコンバーターから選択的に受電して、前記第4の直流電圧よりも低い第5の直流電圧を生成する第5のコンバーターと、
前記第1のコンバーターの出力電圧を、前記第5のコンバーターの許容入力電圧範囲内まで低下させる第2の電圧制御手段と、を備え、
前記切替え手段は、前記第2のコンバーターから前記第3のコンバーターへの給電を遮断して、前記第1のコンバーターから前記第3のコンバーターへ給電させる切替えと独立して、前記第4のコンバーターから前記第5のコンバーターへの給電を遮断して、前記第1のコンバーターから前記第5のコンバーターへ給電させる切替えを行い、更に、
前記切替え手段は、前記第2の電圧制御手段が、前記第1のコンバーターの出力電圧を、前記第5のコンバーターの許容入力電圧範囲内まで低下させてから、前記第1のコンバーターから前記第5のコンバーターへ給電させる
ことを特徴とする電源制御装置。 A power supply control device for supplying a DC voltage to a load having two operation modes, a normal mode and an energy saving mode which consumes less power than the normal mode.
A first converter generating a first DC voltage;
A second converter which receives power from the first converter and generates a second DC voltage lower than the first DC voltage by switching control;
A third converter receiving power from the first converter and the second converter to generate a third DC voltage lower than the second DC voltage;
Switching means for interrupting the power supply from the second converter to the third converter and switching the power from the first converter to the third converter when shifting from the normal mode to the energy saving mode;
A fourth converter that receives power from the first converter and generates a fourth DC voltage lower than the first DC voltage by switching control;
A fifth converter selectively receiving power from the first converter and the fourth converter to generate a fifth DC voltage lower than the fourth DC voltage;
Second voltage control means for reducing the output voltage of the first converter to within the allowable input voltage range of the fifth converter;
The switching means cuts off the power supply from the second converter to the third converter, and independently from the switching for supplying power from the first converter to the third converter, the fourth converter Switching off the power supply to the fifth converter and supplying power from the first converter to the fifth converter;
The switching unit is configured such that the second voltage control unit reduces the output voltage of the first converter to within the allowable input voltage range of the fifth converter, and then the first to fifth converter is operated. A power supply control device characterized in that power is supplied to the converter .
ことを特徴とする請求項10に記載の電源制御装置。 The power supply control device according to claim 10 , wherein the first converter is one of an AC / DC converter and a DC / DC converter.
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の電源制御装置。 12. The power supply control device according to claim 10, wherein the second converter comprises a plurality of DC / DC converters connected in cascade .
ことを特徴とする請求項10から12の何れかに記載の電源制御装置。 It said switching means, said first when to supply power to the third converter from converter, claims 10, characterized in that stops generating the second DC voltage by the second converter 12 of The power supply control device as described in any one.
前記切替え手段は、前記スイッチング制御を停止させることによって、前記第2のコンバーターによる第2の直流電圧の生成を停止する
ことを特徴とする請求項13に記載の電源制御装置。 The second converter generates a second DC voltage by switching control,
The power supply control device according to claim 13 , wherein the switching means stops the generation of the second DC voltage by the second converter by stopping the switching control.
ことを特徴とする請求項10に記載の電源制御装置。 The power supply control device according to claim 10 , wherein the fourth converter comprises a plurality of DC / DC converters connected in cascade.
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the power supply control device according to any one of claims 1 to 15 .
前記第1のコンバーターは、前記駆動系部品に給電する
ことを特徴とする請求項16に記載の画像形成装置。 Equipped with driveline components including a motor,
The image forming apparatus according to claim 16 , wherein the first converter supplies power to the drive system component.
前記第2のコンバーター及び第3のコンバーターは前記制御基板に給電する
ことを特徴とする請求項16又は17に記載の画像形成装置。 It has a control board that controls the image forming operation,
The image forming apparatus according to claim 16, wherein the second converter and the third converter supply power to the control board.
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