JP7214471B2 - Power supply and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、電源装置及び電源装置を備える画像形成装置に関し、特に低消費電力モードにおける出力電圧の電圧精度向上に関する。 The present invention relates to a power supply and an image forming apparatus equipped with the power supply, and more particularly to improving the voltage accuracy of an output voltage in a low power consumption mode.

プリンタなどの画像形成装置が備える電源装置では、スリープ状態の消費電力を低減するために、例えば、特許文献１では次のような電源装置が提案されている。同期整流方式の降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電圧を下げ、ハイサイドＦＥＴのオンデューティを１００％に設定し入力電圧をそのまま出力することで、低消費電力モードでのＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング損失を低減する電源装置が提案されている。 2. Description of the Related Art In order to reduce power consumption in a sleep state of a power supply device provided in an image forming apparatus such as a printer, for example, Patent Document 1 proposes the following power supply device. By lowering the input voltage to the step-down DC/DC converter with synchronous rectification, setting the on-duty of the high-side FET to 100%, and outputting the input voltage as it is, switching of the DC/DC converter in low power consumption mode Power supplies that reduce losses have been proposed.

特開２０１０－１４２０７１号公報JP 2010-142071 A

しかしながら、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧を下げ、ハイサイドＦＥＴのオンデューティを１００％にした場合でも、ハイサイドＦＥＴにＰチャンネルのＦＥＴを使用した場合には、次のようなことが懸念される。すなわち、ＦＥＴのオン抵抗やコイルの抵抗成分によって出力電圧が低下してしまい、目標電圧に対する出力電圧の電圧精度が低下してしまうおそれがある。また、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、効率を向上させるため、ＰチャンネルＦＥＴよりオン抵抗が小さいＮチャンネルＦＥＴをハイサイドＦＥＴとして用いる場合には、次のような制約がある。すなわち、ハイサイドＦＥＴのオンデューティを１００％にするためには、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧より高い電圧でハイサイドＦＥＴを駆動する必要がある。そのためには、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧より高い電圧を生成する別の電源回路がなければ、ハイサイドＦＥＴをオンデューティ１００％でＯＮすることができない。このため、入力電圧が出力電圧の目標電圧に近く、かつ別の電源回路が設けられていない場合には、出力電圧が低下して目標とする出力電圧が得られず、目標電圧に対する出力電圧の電圧精度が低下してしまうおそれがある。 However, even if the input voltage of the step-down DC/DC converter is lowered and the on-duty of the high-side FET is set to 100%, the following concerns may arise if a P-channel FET is used as the high-side FET. be done. In other words, the on-resistance of the FET and the resistance component of the coil cause the output voltage to drop, and there is a risk that the voltage accuracy of the output voltage with respect to the target voltage will drop. Further, in a step-down DC/DC converter, when an N-channel FET having a lower on-resistance than a P-channel FET is used as a high-side FET in order to improve efficiency, the following restrictions are imposed. That is, in order to set the on-duty of the high-side FET to 100%, it is necessary to drive the high-side FET with a voltage higher than the input voltage of the step-down DC/DC converter. For this purpose, the high-side FET cannot be turned ON with an on-duty of 100% without another power supply circuit that generates a voltage higher than the input voltage of the step-down DC/DC converter. Therefore, when the input voltage is close to the target voltage of the output voltage and no separate power supply circuit is provided, the output voltage drops and the target output voltage cannot be obtained. There is a risk that the voltage accuracy will be degraded.

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、低消費電力モードにおいて、出力電圧の電圧精度を向上させることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the voltage accuracy of an output voltage in a low power consumption mode.

上述した課題を解決するために、本発明では、以下の構成を備える。 In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.

（１）交流電圧を直流電圧に変換する電源装置であって、交流電圧を変換して、第一の直流電圧、又は前記第一の直流電圧よりも低い第二の直流電圧を出力する第一の電源部と、前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力され、前記第二の直流電圧を出力する第二の電源部と、前記第二の電源部に並列に接続され、前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力され、前記第二の直流電圧を出力する第三の電源部と、を備え、前記第二の電源部は、前記第二の直流電圧よりも高い直流電圧を前記第二の直流電圧に変換する電源部であり、前記第三の電源部は、出力電圧を前記第二の直流電圧に維持するシリーズレギュレータであり、前記第二の直流電圧は、前記第一の電源部から前記第一の直流電圧よりも低く、前記第二の直流電圧よりも高い所定の直流電圧が出力されているときには前記第二の電源部から出力され、前記第一の電源部から前記所定の直流電圧以下の電圧が出力されているときには前記第三の電源部から出力され、前記第一の電源部、前記第二の電源部、及び前記第三の電源部を制御する第一の制御部を備え、前記第一の制御部は、前記第一の電源部の出力電圧を前記第一の直流電圧、又は前記第二の直流電圧に切り替え、前記第二の電源部は、前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力される第一のスイッチング素子と、前記第一のスイッチング素子と直列に接続された第二のスイッチング素子又はダイオードと、一端が前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子又はダイオードに接続され、他端が前記第二の電源部の出力端に接続されたコイルと、一端が前記コイルの前記他端に接続され、他端がグランドに接続されたコンデンサと、前記第二の電源部から出力される直流電圧に応じて、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する第二の制御部と、を有し、前記第三の電源部は、前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力されるスイッチ素子と、前記第三の電源部の出力電圧に応じたフィードバック信号を出力するフィードバック部と、を有し、前記スイッチ素子は、前記フィードバック信号に応じてオン又はオフし、前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力される入力端は、前記第二の電源部の入力端と接続され、前記第三の電源部の出力電圧が出力される出力端は、前記第二の電源部の前記出力端と接続され、前記所定の直流電圧は、前記第二の直流電圧であり、前記スイッチ素子は、前記第三の電源部の前記出力端の電圧が前記第二の直流電圧以下のときにオンし、前記第三の電源部の前記出力端の電圧が前記第二の直流電圧より高いときにはオフし、前記第二の制御部は、前記第二の電源部の前記出力端に出力される直流電圧が前記第二の直流電圧よりも高い近傍の電圧になるように、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することを特徴とする電源装置。
（２）記録材に画像形成を行う画像形成手段と、前記（１）に記載の電源装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
（３）記録材に画像形成を行う画像形成手段と、交流電圧を直流電圧に変換する電源装置と、を備える画像形成装置であって、前記電源装置は、交流電圧を変換して、第一の直流電圧、又は前記第一の直流電圧よりも低い第二の直流電圧を出力する第一の電源部と、前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力され、前記第二の直流電圧を出力する第二の電源部と、前記第二の電源部に並列に接続され、前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力され、前記第二の直流電圧を出力する第三の電源部と、を有し、前記第二の電源部は、前記第二の直流電圧よりも高い直流電圧を前記第二の直流電圧に変換する電源部であり、前記第三の電源部は、出力電圧を前記第二の直流電圧に維持するシリーズレギュレータであり、前記第二の直流電圧は、前記第一の電源部から前記第一の直流電圧よりも低く、前記第二の直流電圧よりも高い所定の直流電圧が出力されているときには前記第二の電源部から出力され、前記第一の電源部から前記所定の直流電圧以下の電圧が出力されているときには前記第三の電源部から出力され、前記第一の電源部、前記第二の電源部、及び前記第三の電源部を制御する第一の制御部を備え、前記第一の制御部は、前記第一の電源部の出力電圧を前記第一の直流電圧、又は前記第二の直流電圧に切り替え、前記第二の電源部は、前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力される第一のスイッチング素子と、前記第一のスイッチング素子と直列に接続された第二のスイッチング素子又はダイオードと、一端が前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子又はダイオードに接続され、他端が前記第二の電源部の出力端に接続されたコイルと、一端が前記コイルの前記他端に接続され、他端がグランドに接続されたコンデンサと、前記第二の電源部から出力される直流電圧に応じて、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する第二の制御部と、を有し、前記第三の電源部は、前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力されるスイッチ素子と、前記第三の電源部の出力電圧に応じたフィードバック信号を出力するフィードバック部と、を有し、前記スイッチ素子は、前記フィードバック信号に応じてオン又はオフし、前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力される入力端は、前記第二の電源部の入力端と接続され、前記第三の電源部の出力電圧が出力される出力端は、前記第二の電源部の前記出力端と接続され、前記所定の直流電圧は、前記第二の直流電圧であり、前記スイッチ素子は、前記第三の電源部の前記出力端の電圧が前記第二の直流電圧以下のときにオンし、前記第三の電源部の前記出力端の電圧が前記第二の直流電圧より高いときにはオフし、前記第二の制御部は、前記第二の電源部の前記出力端に出力される直流電圧が前記第二の直流電圧よりも高い近傍の電圧になるように、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することを特徴とする画像形成装置。 (1) A power supply device that converts an AC voltage to a DC voltage and converts the AC voltage to output a first DC voltage or a second DC voltage that is lower than the first DC voltage. and the DC voltage output from the first power supply unit is input, the second power supply unit for outputting the second DC voltage is connected in parallel to the second power supply unit, and the a third power supply unit that receives the DC voltage output from the first power supply unit and outputs the second DC voltage, wherein the second power supply unit is higher than the second DC voltage A power supply section that converts a high DC voltage into the second DC voltage, the third power supply section is a series regulator that maintains an output voltage at the second DC voltage, and the second DC voltage is , when a predetermined DC voltage lower than the first DC voltage and higher than the second DC voltage is output from the first power supply unit, output from the second power supply unit; When a voltage equal to or lower than the predetermined DC voltage is output from the power supply unit, the third power supply unit outputs the voltage, and the first power supply unit, the second power supply unit, and the third power supply unit A first control unit for controlling, wherein the first control unit switches the output voltage of the first power supply unit to the first DC voltage or the second DC voltage, and the second power supply The unit includes a first switching element to which the DC voltage output from the first power supply unit is input, a second switching element or diode connected in series with the first switching element, and one end of which is the a coil connected to the first switching element and the second switching element or diode and having the other end connected to the output terminal of the second power supply unit; one end connected to the other end of the coil; a capacitor whose end is connected to the ground; and a second control unit that controls the switching operations of the first switching element and the second switching element according to the DC voltage output from the second power supply unit. and wherein the third power supply unit includes a switch element to which the DC voltage output from the first power supply unit is input, and outputs a feedback signal according to the output voltage of the third power supply unit. and a feedback unit, wherein the switch element is turned on or off according to the feedback signal, and the input terminal to which the DC voltage output from the first power supply unit is input is connected to the second power supply. and an output terminal for outputting the output voltage of the third power supply section is connected to the output terminal of the second power supply section. and the predetermined DC voltage is the second DC voltage, and the switch element is turned on when the voltage at the output terminal of the third power supply unit is equal to or lower than the second DC voltage. and turns off when the voltage at the output terminal of the third power supply section is higher than the second DC voltage, and the second control section controls the direct current output to the output terminal of the second power supply section. A power supply device , wherein the switching operations of the first switching element and the second switching element are controlled such that the voltage is approximately higher than the second DC voltage .
(2) An image forming apparatus comprising: image forming means for forming an image on a recording material; and the power supply device according to (1).
(3) An image forming apparatus comprising: an image forming means for forming an image on a recording material; or a second DC voltage lower than the first DC voltage, and the DC voltage output from the first power supply is input, and the second DC a second power supply unit that outputs a voltage; and a third power supply unit that is connected in parallel to the second power supply unit, receives the DC voltage output from the first power supply unit, and outputs the second DC voltage. and a power supply unit, wherein the second power supply unit is a power supply unit that converts a DC voltage higher than the second DC voltage into the second DC voltage, and the third power supply unit is , a series regulator for maintaining an output voltage at the second DC voltage, wherein the second DC voltage from the first power supply is lower than the first DC voltage and higher than the second DC voltage. is output from the second power supply unit when a higher predetermined DC voltage is output, and from the third power supply unit when a voltage lower than the predetermined DC voltage is output from the first power supply unit output, and a first control unit that controls the first power supply unit, the second power supply unit, and the third power supply unit, wherein the first control unit controls the power supply of the first power supply unit The output voltage is switched to the first DC voltage or the second DC voltage, and the second power supply unit is a first switching element to which the DC voltage output from the first power supply unit is input. , a second switching element or diode connected in series with the first switching element, one end connected to the first switching element and the second switching element or diode, and the other end connected to the second switching element a coil connected to the output end of a power supply unit, a capacitor having one end connected to the other end of the coil and the other end connected to the ground, and a DC voltage output from the second power supply unit. , and a second control section that controls switching operations of the first switching element and the second switching element, wherein the third power supply section receives the direct current output from the first power supply section a switch element to which a voltage is input, and a feedback section that outputs a feedback signal according to the output voltage of the third power supply section, wherein the switch element is turned on or off according to the feedback signal, The input terminal to which the DC voltage output from the first power supply section is input is connected to the input terminal of the second power supply section. the output terminal for outputting the output voltage of the third power supply unit is connected to the output terminal of the second power supply unit, the predetermined DC voltage is the second DC voltage, and the The switch element is turned on when the voltage at the output terminal of the third power supply section is equal to or lower than the second DC voltage, and the voltage at the output terminal of the third power supply section is higher than the second DC voltage. When the voltage is high, the second control unit turns off the first voltage so that the DC voltage output to the output terminal of the second power supply unit becomes a voltage in the vicinity higher than the second DC voltage. and the switching operation of the second switching element.

本発明によれば、低消費電力モードにおいて、出力電圧の電圧精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the voltage accuracy of the output voltage in the low power consumption mode.

実施例１～３のレーザビームプリンタの構成を示す概略断面図Schematic cross-sectional views showing configurations of laser beam printers of Examples 1 to 3. 実施例１の電源装置の構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the power supply device of Example 1; 実施例１の第１の電源部の構成を示す回路図FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the first power supply section of Example 1; 実施例１の第２の電源部及び第３の電源部の構成を示す回路図FIG. 2 is a circuit diagram showing configurations of a second power supply section and a third power supply section in Embodiment 1; 実施例１の電源装置の動作を説明するタイミングチャート4 is a timing chart for explaining the operation of the power supply device of the first embodiment; 実施例２の電源装置の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of the power supply device of the second embodiment 実施例２の第２の電源部及び第３の電源部の構成を示す回路図FIG. 4 is a circuit diagram showing configurations of a second power supply unit and a third power supply unit according to the second embodiment; 実施例２の電源装置の動作を説明するタイミングチャートTiming chart for explaining the operation of the power supply device of the second embodiment 実施例３の第２の電源部及び第３の電源部の構成を示す回路図FIG. 11 is a circuit diagram showing configurations of a second power supply unit and a third power supply unit according to the third embodiment;

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Below, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

［レーザビームプリンタの説明］
図１は、実施例１の電源装置が適用される画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタ１００（以下、プリンタ１００という）の構成を示す概略構成図である。プリンタ１００は、静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム１０１、感光ドラム１０１の表面を一様の電位に帯電する帯電部１０２、感光ドラム１０１上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部１０３を備えている。そして、プリンタ１００は、感光ドラム１０１上に形成されたトナー像を転写部１０５でカセット１０４から供給されたシート（不図示）に転写し、シートに転写されたトナー像を定着器１０６でシートに定着させた後、シートをトレイ１０７に排出する。このようにシートに画像形成を行う感光ドラム１０１、帯電部１０２、現像部１０３、転写部１０５が、画像形成部（画像形成手段）を構成している。また、プリンタ１００は、電源装置１０８を備え、電源装置１０８は、モータ等の駆動部と制御部５００へ電力を供給している。制御部５００（制御手段）はＣＰＵ（不図示）を有しており、ＣＰＵは画像形成部による画像形成動作やシートの搬送動作等を制御する。ＣＰＵの要求電圧精度から、本実施例の電圧精度の規格は、５Ｖ±５％（最小電圧Ｖｍｉｎ＝４．７５～最大電圧Ｖｍａｘ＝５．２５Ｖ）とする。プリンタ１００は、プリント動作が終了し所定時間が経過すると、プリント動作をすぐに実行可能なスタンバイ状態に遷移する。更に、プリンタ１００は、スタンバイ状態に遷移し、スタンバイ状態が所定時間継続した後、待機時の消費電力を低減させるため、低消費電力モードであるスリープ状態に遷移する。このように、プリンタ１００は、スリープ状態、スタンバイ状態、プリント状態の３つの状態を有し、制御部５００は、プリンタ１００をそれぞれの状態に遷移させる。 [Explanation of laser beam printer]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of a laser beam printer 100 (hereinafter referred to as printer 100) as an example of an image forming apparatus to which the power supply device of Embodiment 1 is applied. The printer 100 includes a photosensitive drum 101 as an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, a charging unit 102 that charges the surface of the photosensitive drum 101 to a uniform potential, and an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 101 . is provided with a developing unit 103 for developing the image with toner. The printer 100 transfers the toner image formed on the photosensitive drum 101 to a sheet (not shown) supplied from the cassette 104 by the transfer unit 105, and the toner image transferred to the sheet is transferred to the sheet by the fixing device 106. After fixing, the sheet is discharged to the tray 107 . The photosensitive drum 101, the charging section 102, the developing section 103, and the transfer section 105 that form an image on the sheet in this manner constitute an image forming section (image forming means). The printer 100 also includes a power supply device 108 that supplies power to a driving unit such as a motor and the control unit 500 . The control unit 500 (control means) has a CPU (not shown), and the CPU controls the image forming operation of the image forming unit, the sheet conveying operation, and the like. Based on the required voltage accuracy of the CPU, the voltage accuracy standard of this embodiment is set to 5 V±5% (minimum voltage Vmin=4.75 to maximum voltage Vmax=5.25 V). When the printer 100 completes the print operation and a predetermined time elapses, the printer 100 transitions to a standby state in which the print operation can be immediately executed. Further, the printer 100 transitions to a standby state, and after the standby state continues for a predetermined time, transitions to a sleep state, which is a low power consumption mode, in order to reduce power consumption during standby. As described above, the printer 100 has three states, the sleep state, the standby state, and the print state, and the control unit 500 causes the printer 100 to transition to each state.

［電源装置の説明］
図２は、交流電圧を直流電圧に変換する電源装置１０８の構成の一例を示すブロック図である。電源装置１０８は、第１の電源部であるＡＣ／ＤＣコンバータ２００、第２の電源部であるＤＣ／ＤＣコンバータ３００、第３の電源部であるレギュレータ４００、制御部５００、ロードスイッチ（ロードＳＷ）６００を有している。電源装置１０８において、商用交流電源１１０から入力された交流電圧は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００に入力され、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００によって降圧された直流の出力電圧２１８が生成され、出力される。出力電圧２１８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００に入力され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００によって降圧された直流の出力電圧３１８が生成され、出力される。レギュレータ４００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００の入力端と出力端との間に並列に接続されている。制御部５００（第一の制御部）は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００、ロードＳＷ６００に制御信号を出力することにより、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００、ロードＳＷ６００を制御する。ＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１は、制御部５００からＡＣ／ＤＣコンバータ２００に出力され、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００が出力する出力電圧２１８の目標電圧の切替えを行う。ロードＳＷ制御信号６０１は、制御部５００からロードＳＷ６００に出力され、出力電圧５１８の出力を制御する。また、制御部５００には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００で生成された出力電圧３１８が供給される。ロードＳＷ６００には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００から出力電圧３１８が入力される。また、ロードＳＷ６００には、制御部５００からロードＳＷ制御信号６０１が入力され、ロードＳＷ制御信号６０１に応じて、ロードＳＷ６００のスイッチ素子はオン状態又はオフ状態に設定される。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００から入力された出力電圧３１８をそのまま出力又は遮断することにより、出力電圧５１８の出力を制御する。 [Description of power supply]
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the power supply device 108 that converts AC voltage to DC voltage. The power supply device 108 includes an AC/DC converter 200 as a first power supply unit, a DC/DC converter 300 as a second power supply unit, a regulator 400 as a third power supply unit, a control unit 500, a load switch (load SW ) 600. In the power supply device 108, an AC voltage input from a commercial AC power supply 110 is input to an AC/DC converter 200, and a stepped-down DC output voltage 218 is generated and output by the AC/DC converter 200. The output voltage 218 is input to the DC/DC converter 300, and the DC output voltage 318 is stepped down by the DC/DC converter 300 to be generated and output. Regulator 400 is connected in parallel between the input terminal and the output terminal of DC/DC converter 300 . Control unit 500 (first control unit) outputs control signals to AC/DC converter 200, DC/DC converter 300, and load SW 600, thereby controlling AC/DC converter 200, DC/DC converter 300, and load SW 600. Control. AC/DC converter output voltage switching signal 201 is output from control unit 500 to AC/DC converter 200 to switch the target voltage of output voltage 218 output by AC/DC converter 200 . A load SW control signal 601 is output from the control unit 500 to the load SW 600 and controls the output of the output voltage 518 . Also, the control unit 500 is supplied with the output voltage 318 generated by the DC/DC converter 300 . Output voltage 318 from DC/DC converter 300 is input to load SW 600 . A load SW control signal 601 is input from the control unit 500 to the load SW 600 , and the switch element of the load SW 600 is set to an ON state or an OFF state according to the load SW control signal 601 . As a result, the output of the output voltage 518 is controlled by directly outputting or blocking the output voltage 318 input from the DC/DC converter 300 .

［ＡＣ／ＤＣコンバータ２００の構成］
図３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００の構成の一例を示す回路図である。まず、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００の回路構成について説明する。図３において、商用交流電源１１０から入力された交流電圧は、回路保護用の電流ヒューズ２０３と整流ダイオードブリッジ２０４を介して全波整流され、一次平滑コンデンサ２０５（以下、平滑コンデンサ２０５という）により平滑され、直流電圧となる。そして、平滑コンデンサ２０５に充電された直流電圧は、起動抵抗２０６を介し、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００を制御する電源ＩＣ２０９のＳＴ端子に供給され、供給された電圧が電源ＩＣ２０９の起動電圧に達すると、電源ＩＣ２０９が起動される。電源ＩＣ２０９は、スイッチング素子である電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴという）２０７のスイッチング制御を行う。電源ＩＣ２０９は起動されると、ＤＲＶ端子から抵抗２１０を介してＦＥＴ２０７のゲート端子に駆動パルスを出力する。駆動パルスのハイ（Ｈｉｇｈ）レベルの期間では、ＦＥＴ２０７が導通状態（オン状態ともいう）になり、トランス２０８の一次巻線Ｎｐの両端に平滑コンデンサ２０５の直流電圧が印加される。このとき、トランス２０８の二次巻線Ｎｓ側にも電圧が誘起されるが、ダイオード２１６のアノード端子側を負とする電圧であるため、ダイオード２１６は導通状態とならず、トランス２０８の二次側にエネルギーは伝達されない。同様に、トランス２０８の補助巻線Ｎｂ側にも電圧が誘起されるが、ダイオード２１１のアノード端子側を負とする電圧であるため、ダイオード２１１は導通状態とはならず、補助巻線Ｎｂにもエネルギーは伝達されない。したがって、トランス２０８の一次巻線Ｎｐを流れる電流はトランス２０８の励磁電流だけで、トランス２０８には励磁電流の二乗に比例したエネルギーが蓄積される。なお、励磁電流は、時間に比例して増大する。 [Configuration of AC/DC converter 200]
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the configuration of AC/DC converter 200. As shown in FIG. First, the circuit configuration of AC/DC converter 200 will be described. In FIG. 3, an AC voltage input from a commercial AC power supply 110 is full-wave rectified via a current fuse 203 for circuit protection and a rectifying diode bridge 204, and smoothed by a primary smoothing capacitor 205 (hereinafter referred to as smoothing capacitor 205). resulting in a DC voltage. Then, the DC voltage charged in the smoothing capacitor 205 is supplied to the ST terminal of the power IC 209 that controls the AC/DC converter 200 via the starting resistor 206. When the supplied voltage reaches the starting voltage of the power IC 209, Power supply IC 209 is activated. A power supply IC 209 performs switching control of a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) 207 which is a switching element. When the power supply IC 209 is activated, it outputs a drive pulse from the DRV terminal to the gate terminal of the FET 207 via the resistor 210 . During the high level period of the drive pulse, the FET 207 is in a conducting state (also referred to as an ON state), and the DC voltage of the smoothing capacitor 205 is applied across the primary winding Np of the transformer 208 . At this time, a voltage is also induced on the secondary winding Ns side of the transformer 208, but the voltage is such that the anode terminal side of the diode 216 is negative. No energy is transferred to the sides. Similarly, a voltage is induced on the side of the auxiliary winding Nb of the transformer 208, but the voltage is such that the anode terminal side of the diode 211 is negative. no energy is transferred. Therefore, the current flowing through the primary winding Np of the transformer 208 is only the excitation current of the transformer 208, and energy proportional to the square of the excitation current is stored in the transformer 208. Note that the excitation current increases in proportion to time.

次に、電源ＩＣ２０９のＤＲＶ端子からロー（Ｌｏｗ）レベルの駆動パルスが出力されると、駆動パルスのローレベルの期間では、ＦＥＴ２０７は、導通状態から非導通状態となる。ＦＥＴ２０７が非導通状態になると、トランス２０８の二次巻線Ｎｓ、補助巻線Ｎｂには、ＦＥＴ２０７が導通時のときとは逆極性の電圧が誘起される。その結果、トランス２０８の二次巻線Ｎｓには、ダイオード２１６のアノード端子側を正とする電圧が誘起され、ダイオード２１６が導通状態となる。そして、トランス２０８に蓄積されたエネルギーにより誘起された電圧が、ダイオード２１６と平滑コンデンサ２１７により構成される整流平滑回路により整流、平滑され、直流電圧として出力電圧２１８が生成される。一方、補助巻線Ｎｂには、ダイオード２１１のアノード端子側を正とする電圧が誘起され、ダイオード２１１が導通状態となる。そして、補助巻線Ｎｂに誘起された電圧は、ダイオード２１１を介してコンデンサ２１３に充電され、コンデンサ２１３に充電された直流電圧は、電源ＩＣ２０９のＶＣＣ端子に供給される。 Next, when a low level drive pulse is output from the DRV terminal of the power supply IC 209, the FET 207 changes from the conductive state to the non-conductive state during the low level period of the drive pulse. When the FET 207 becomes non-conducting, a voltage opposite in polarity to that when the FET 207 is conducting is induced in the secondary winding Ns and the auxiliary winding Nb of the transformer 208 . As a result, a voltage is induced in the secondary winding Ns of the transformer 208 so that the anode terminal side of the diode 216 is positive, and the diode 216 becomes conductive. A voltage induced by the energy accumulated in the transformer 208 is rectified and smoothed by a rectifying/smoothing circuit composed of a diode 216 and a smoothing capacitor 217, and an output voltage 218 is generated as a DC voltage. On the other hand, a voltage is induced in the auxiliary winding Nb so that the anode terminal side of the diode 211 becomes positive, and the diode 211 becomes conductive. The voltage induced in the auxiliary winding Nb is charged in the capacitor 213 via the diode 211, and the DC voltage charged in the capacitor 213 is supplied to the VCC terminal of the power IC 209.

［ＡＣ／ＤＣコンバータ２００の出力電圧の制御］
次に、出力電圧２１８の電圧制御について説明する。ＡＣ／ＤＣコンバータ２００では、出力電圧２１８の電圧制御は次のように行われる。まず、トランス２０８の二次側に生成された出力電圧２１８は、レギュレーション抵抗２２３、抵抗２２４、抵抗２２６の直列接続された抵抗で分圧され、シャントレギュレータ２２５のＲＥＦ端子に入力される。そして、シャントレギュレータ２２５では、ＲＥＦ端子に入力された電圧レベルに応じたフィードバック信号がＫ端子（カソード端子）から出力される。シャントレギュレータ２２５のＫ端子は、フォトカプラ２１５のＬＥＤ（発光ダイオード）と接続されている。シャントレギュレータ２２５のＫ端子から出力されたフィードバック信号は、フォトカプラ２１５のＬＥＤを導通状態にし、フォトカプラ２１５のフォトトランジスタをオンして、フィードバック信号に応じた電圧が、電源ＩＣ２０９のＦＢ端子に入力される。抵抗２２１は、フォトカプラ２１５のＬＥＤに流れる電流を制限するための抵抗である。そして、電源ＩＣ２０９は、ＦＢ端子に入力されたフィードバック信号に応じた電圧に基づいて、ＤＲＶ端子から駆動パルスを出力し、ＦＥＴ２０７のスイッチング制御を行うことで、安定した出力電圧の制御を行うことができる。なお、図１の電源ＩＣ２０９内の符号ＳＴ、ＤＲＶ、ＶＣＣ、ＦＢは、各端子の名称である。 [Control of output voltage of AC/DC converter 200]
Next, voltage control of the output voltage 218 will be described. In AC/DC converter 200, voltage control of output voltage 218 is performed as follows. First, the output voltage 218 generated on the secondary side of the transformer 208 is divided by series-connected resistors of the regulation resistor 223 , the resistor 224 and the resistor 226 and input to the REF terminal of the shunt regulator 225 . In the shunt regulator 225, a feedback signal corresponding to the voltage level input to the REF terminal is output from the K terminal (cathode terminal). A K terminal of the shunt regulator 225 is connected to an LED (light emitting diode) of the photocoupler 215 . The feedback signal output from the K terminal of the shunt regulator 225 makes the LED of the photocoupler 215 conductive, turns on the phototransistor of the photocoupler 215, and the voltage corresponding to the feedback signal is input to the FB terminal of the power supply IC 209. be done. A resistor 221 is a resistor for limiting the current flowing through the LED of the photocoupler 215 . The power supply IC 209 outputs a drive pulse from the DRV terminal based on the voltage corresponding to the feedback signal input to the FB terminal, and performs switching control of the FET 207, thereby stably controlling the output voltage. can. Note that symbols ST, DRV, VCC, and FB in the power supply IC 209 in FIG. 1 are the names of respective terminals.

出力電圧２１８の電圧には、スタンバイ状態及びプリント状態において必要な電圧と、スリープ状態において必要な電圧の２種類の電圧がある。出力電圧２１８の電圧は、制御部５００からＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１により、各状態に応じて切り替えることができる。スリープ状態で出力電圧２１８を切り替える理由は、スリープ状態ではモータ等の駆動部や画像形成部を駆動させる必要がなく、スリープ時に必要な出力電圧３１８が出力できればよいためである。そのため、本実施例では、スリープ状態の場合には、出力電圧２１８の目標電圧を、できるだけ出力電圧３１８の目標電圧に近い電圧に設定し、電源装置１０８の効率を向上させている。また、出力電圧２１８は、図２に示すロードＳＷ６００とは別のロードＳＷ（不図示）を介して、モータ等の駆動部や画像形成部である感光ドラム１０１、帯電部１０２、現像部１０３、転写部１０５に供給される。ロードＳＷ（不図示）は、制御部５００の制御により、スタンバイ状態及びプリント状態時にはオン状態となり、モータ等の駆動部や画像形成部へ電力供給を行い、スリープ状態時にはオフ状態となって電力供給を遮断し、消費電力を低減させる。 There are two types of voltages for the output voltage 218: the voltage required in the standby state and print state, and the voltage required in the sleep state. The voltage of the output voltage 218 can be switched according to each state by the AC/DC converter output voltage switching signal 201 from the control section 500 . The reason why the output voltage 218 is switched in the sleep state is that in the sleep state there is no need to drive a driving unit such as a motor or the image forming unit, and the output voltage 318 required in the sleep state can be output. Therefore, in this embodiment, in the sleep state, the target voltage of the output voltage 218 is set as close as possible to the target voltage of the output voltage 318 to improve the efficiency of the power supply device 108 . The output voltage 218 is applied to the photosensitive drum 101, charging unit 102, developing unit 103, photosensitive drum 101, charging unit 102, developing unit 103, and a driving unit such as a motor through a load SW (not shown) different from the load SW 600 shown in FIG. It is supplied to the transfer section 105 . Under the control of the control unit 500, the load switch (not shown) is turned on during the standby state and print state to supply power to driving units such as motors and the image forming unit, and is turned off during the sleep state to supply power. to reduce power consumption.

出力電圧２１８の電圧切替え制御は次のように行われる。電源装置１０８は、プリンタ１００がスタンバイ状態及びプリント状態の場合には、出力電圧２１８をモータ等の駆動部や画像形成部へ供給している。このとき、制御部５００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１をハイレベルに設定し、抵抗２２８と抵抗２２９で分圧された電圧がＦＥＴ２２７のゲート端子へ印加される。すると、ＦＥＴ２２７がオン（ＯＮ）状態となって、ＦＥＴ２２７のドレイン端子－ソース端子間が導通するので、抵抗２２６が無視できる状態（抵抗２２４に接続されていない状態）となる。シャントレギュレータ２２５のＲＥＦ端子に入力される電圧を電圧Ｖｒｅｆ、抵抗２２３の抵抗値を抵抗値Ｒ２２３、抵抗２２４の抵抗値を抵抗値Ｒ２２４、抵抗２２６の抵抗値を抵抗値Ｒ２２６とする。なお、計算の簡略化のためＦＥＴ２２７のオン抵抗を無視できる程小さいものとする。プリンタ１００のスタンバイ状態及びプリント状態における出力電圧２１８の電圧Ｖ２４Ｖは、以下の（式１）で表される。 Voltage switching control of the output voltage 218 is performed as follows. The power supply device 108 supplies an output voltage 218 to a driving section such as a motor and an image forming section when the printer 100 is in a standby state or a printing state. At this time, the control unit 500 sets the AC/DC converter output voltage switching signal 201 to high level, and the voltage divided by the resistors 228 and 229 is applied to the gate terminal of the FET 227 . Then, the FET 227 is turned on (ON), and the drain terminal and the source terminal of the FET 227 are electrically connected, so that the resistor 226 becomes negligible (not connected to the resistor 224). Let the voltage input to the REF terminal of the shunt regulator 225 be the voltage Vref, the resistance value of the resistor 223 be the resistance value R 223 , the resistance value of the resistor 224 be the resistance value R 224 , and the resistance value of the resistor 226 be the resistance value R 226 . For simplicity of calculation, it is assumed that the ON resistance of the FET 227 is negligibly small. The voltage V24V of the output voltage 218 in the standby state and print state of the printer 100 is represented by the following (Equation 1).

Figure 0007214471000001
本実施例では、具体的な数値の設定例として、プリンタ１００のスタンバイ状態及びプリント状態における出力電圧２１８の電圧Ｖ２４Ｖ＝２４Ｖ（第一の直流電圧）とする。
Figure 0007214471000001
 In this embodiment, as an example of setting specific numerical values, the voltage V 24V of the output voltage 218 in the standby state and print state of the printer 100 is set to V 24V =24 V (first DC voltage).

一方、プリンタ１００のスリープ状態において、制御部５００がＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１をローレベル（電圧０Ｖ）に設定すると、ＦＥＴ２２７はオフ（ＯＦＦ）状態となって、ＦＥＴ２２７のドレイン端子－ソース端子間は非導通となる。その結果、抵抗２２６は電気的に無視できない状態、すなわち抵抗２２４と接続されている状態となる。計算の簡略化のため、ＦＥＴ２２７のオフ（ＯＦＦ）時に流れる電流を０Ａとすると、スリープ状態における出力電圧２１８の電圧Ｖ５Ｖは、以下の（式２）で表される。 On the other hand, when the control unit 500 sets the AC/DC converter output voltage switching signal 201 to a low level (voltage 0 V) in the sleep state of the printer 100, the FET 227 is turned off, and the drain terminal of the FET 227 and the source There is no electrical continuity between the terminals. As a result, resistor 226 is electrically non-negligible, that is, connected to resistor 224 . For simplicity of calculation, assuming that the current flowing when the FET 227 is off (OFF) is 0 A, the voltage V 5V of the output voltage 218 in the sleep state is expressed by the following (Equation 2).

Figure 0007214471000002
本実施例では、具体的な数値の設定例として、スリープ状態における出力電圧２１８の電圧Ｖ５Ｖ＝５．２Ｖ（第二の直流電圧）とする。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００は、絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータでもよい。
Figure 0007214471000002
 In this embodiment, as an example of setting specific numerical values, the voltage V 5V of the output voltage 218 in the sleep state is set to 5.2 V (second DC voltage). AC/DC converter 200 may be an insulated DC/DC converter.

［ＤＣ／ＤＣコンバータ３００の構成］
図４は、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ３００、レギュレータ４００の回路構成の一例を示す回路図である。まず、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ３００の回路構成について説明する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３００は、ハイサイドＦＥＴ３６０、ローサイドＦＥＴ３５１、電源ＩＣ３５８（第二の制御部）、インダクタ３５２、コンデンサ３５３、抵抗３５４、３５５、３５９、３６１を有している。ハイサイドＦＥＴ３６０（第一のスイッチング素子）のソース端子は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００の出力電圧２１８が入力される入力端と接続され、ドレイン端子は、インダクタ３５２の一端、及びローサイドＦＥＴ３５１のドレイン端子と接続されている。また、ハイサイドＦＥＴ３６０のゲート端子は、抵抗３５９を介して、電源ＩＣ３５８のＤＲＶＨ端子と接続されている。ローサイドＦＥＴ３５１（第二のスイッチング素子）のドレイン端子は、インダクタ３５２の一端、及びハイサイドＦＥＴ３６０のドレイン端子と接続され、ソース端子は、グランド（ＧＮＤ）と接続されている。また、ローサイドＦＥＴ３５１のゲート端子は、抵抗３６１を介して、電源ＩＣ３５８のＤＲＶＬ端子と接続されている。インダクタ３５２は、一端がハイサイドＦＥＴ３６０のドレイン端子及びローサイドＦＥＴ３５１のドレイン端子と接続され、他端は、コンデンサ３５３の一端、及びＤＣ／ＤＣコンバータ３００の出力端と接続されている。コンデンサ３５３は、一端がインダクタ３５２及びＤＣ／ＤＣコンバータ３００の出力端と接続され、他端はグランドに接続されている。 [Configuration of DC/DC converter 300]
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of the circuit configuration of the step-down DC/DC converter 300 and the regulator 400. As shown in FIG. First, the circuit configuration of the step-down DC/DC converter 300 will be described. The DC/DC converter 300 has a high side FET 360 , a low side FET 351 , a power supply IC 358 (second control section), an inductor 352 , a capacitor 353 , resistors 354 , 355 , 359 and 361 . The source terminal of the high-side FET 360 (first switching element) is connected to the input terminal to which the output voltage 218 of the AC/DC converter 200 is input, and the drain terminal is connected to one end of the inductor 352 and the drain terminal of the low-side FET 351. It is connected. Also, the gate terminal of the high-side FET 360 is connected to the DRVH terminal of the power supply IC 358 via the resistor 359 . A drain terminal of the low-side FET 351 (second switching element) is connected to one end of the inductor 352 and a drain terminal of the high-side FET 360, and a source terminal is connected to the ground (GND). Also, the gate terminal of the low-side FET 351 is connected to the DRVL terminal of the power supply IC 358 via the resistor 361 . The inductor 352 has one end connected to the drain terminal of the high-side FET 360 and the drain terminal of the low-side FET 351 , and the other end connected to one end of the capacitor 353 and the output end of the DC/DC converter 300 . The capacitor 353 has one end connected to the inductor 352 and the output end of the DC/DC converter 300, and the other end connected to the ground.

ＤＣ／ＤＣコンバータ３００は、スイッチング素子であるＰチャンネルのハイサイドＦＥＴ３６０がオン（ＯＮ）している間は、インダクタ３５２を介してコンデンサ３５３に電流が流れる。一方、ハイサイドＦＥＴ３６０がオフ（ＯＦＦ）している間は、インダクタ３５２に蓄えられたエネルギーは、ＮチャンネルのローサイドＦＥＴ３５１を介して出力される。なお、ローサイドＦＥＴ３５１は、ここではＮチャンネルのＦＥＴを使用しているが、例えばＰチャンネルのＦＥＴ又は整流ダイオードであってもよい。電源ＩＣ３５８は、ＰＷＭ制御によってハイサイドＦＥＴ３６０、ローサイドＦＥＴ３５１を交互にオン（ＯＮ）させて、出力電圧３１８の電圧が目標電圧になるように、ハイサイドＦＥＴ３６０とローサイドＦＥＴ３５１のオンデューティを制御する。電源ＩＣ３５８の電源端子であるＶＣＣ端子には、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００の出力電圧２１８が入力されている。 In the DC/DC converter 300 , current flows through the capacitor 353 via the inductor 352 while the P-channel high-side FET 360 , which is a switching element, is on (ON). On the other hand, while the high-side FET 360 is off (OFF), the energy stored in the inductor 352 is output via the N-channel low-side FET 351 . Although the low-side FET 351 uses an N-channel FET here, it may be a P-channel FET or a rectifier diode, for example. The power supply IC 358 alternately turns on the high-side FET 360 and the low-side FET 351 by PWM control, and controls the on-duty of the high-side FET 360 and the low-side FET 351 so that the voltage of the output voltage 318 becomes the target voltage. The output voltage 218 of the AC/DC converter 200 is input to the VCC terminal, which is the power supply terminal of the power supply IC 358 .

電源ＩＣ３５８のＤＲＶＨ端子は、抵抗３５９を介してハイサイドＦＥＴ３６０のゲート端子と接続され、ＤＲＶＬ端子は、抵抗３６１を介してローサイドＦＥＴ３５１のゲート端子と接続されている。また、電源ＩＣ３５８のＦＢ端子には、出力電圧３１８を抵抗３５４と抵抗３５５とで分圧した電圧が入力される。電源ＩＣ３５８は、ＦＢ端子に入力された電圧と電源ＩＣ３５８の内部の基準電圧とを比較し、出力電圧３１８が目標電圧になるように、ＤＲＶＨ端子及びＤＲＶＬ端子から、それぞれハイサイドＦＥＴ３６０、ローサイドＦＥＴ３５１に駆動信号を出力している。電源ＩＣ３５８は、出力電圧３１８が目標電圧よりも低い場合にはハイサイドＦＥＴ３６０のオンデューティが高くなるようにＤＲＶＨ端子から駆動信号を出力する。一方、電源ＩＣ３５８は、出力電圧３１８が目標電圧よりも高い場合には、ローサイドＦＥＴ３５１のオンデューティが高くなるようにＤＲＶＬ端子から駆動信号を出力する。なお、ローサイドＦＥＴ３５１をダイオードに置き換えて構成することも可能である。 The DRVH terminal of the power supply IC 358 is connected to the gate terminal of the high side FET 360 via the resistor 359 , and the DRVL terminal is connected to the gate terminal of the low side FET 351 via the resistor 361 . A voltage obtained by dividing the output voltage 318 by the resistors 354 and 355 is input to the FB terminal of the power supply IC 358 . The power supply IC 358 compares the voltage input to the FB terminal with the reference voltage inside the power supply IC 358, and outputs voltages from the DRVH terminal and the DRVL terminal to the high side FET 360 and the low side FET 351, respectively, so that the output voltage 318 becomes the target voltage. It outputs drive signals. The power supply IC 358 outputs a drive signal from the DRVH terminal so that the on-duty of the high-side FET 360 becomes high when the output voltage 318 is lower than the target voltage. On the other hand, when the output voltage 318 is higher than the target voltage, the power supply IC 358 outputs a drive signal from the DRVL terminal so that the on-duty of the low-side FET 351 becomes high. It is also possible to replace the low-side FET 351 with a diode.

ＤＣ／ＤＣコンバータ３００によって制御される出力電圧３１８を電圧Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣとし、電源ＩＣ３５８内部の基準電圧を電圧ＶＦＢ（ＤＣＤＣ）、抵抗３５４、抵抗３５５の抵抗値をそれぞれＲ３５４、Ｒ３５５とする。すると、電圧Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣは、以下の（式３）で表される。 Let the output voltage 318 controlled by the DC/DC converter 300 be the voltage V5V_DCDC , the reference voltage inside the power supply IC 358 be the voltage VFB(DCDC) , and the resistance values of the resistors 354 and 355 be R354 and R355, respectively. Then, the voltage V 5V_DCDC is represented by (Equation 3) below.

Figure 0007214471000003
本実施例では、具体的な数値の例として、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００によって制御される出力電圧３１８の電圧Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣ＝５．２１Ｖとする。ＤＣ／ＤＣコンバータ３００によって制御される出力電圧３１８の電圧である５．２１Ｖは、後述するレギュレータ４００によって制御される出力電圧３１８の電圧５．２Ｖ（所定の直流電圧）よりも高い、５．２Ｖ近傍の電圧である。
Figure 0007214471000003
 In this embodiment, as an example of specific numerical values, the voltage V 5V_DCDC of the output voltage 318 controlled by the DC/DC converter 300 is set to V 5V_DCDC =5.21V. 5.21 V, which is the voltage of the output voltage 318 controlled by the DC/DC converter 300, is 5.2 V, which is higher than the voltage 5.2 V (predetermined DC voltage) of the output voltage 318 controlled by the regulator 400, which will be described later. voltage in the neighborhood.

［レギュレータ４００の構成］
次に、レギュレータ４００の回路構成について説明する。本実施例のレギュレータ４００はシリーズレギュレータであり、シャントレギュレータ３８７、トランジスタ３８２、ＦＥＴ３８５（スイッチ素子）、ツェナーダイオード３９４、抵抗３７４、３７６、３８０、３８１、３８３、３９３を有している。レギュレータ４００は、ＰチャンネルのＦＥＴ３８５のゲート端子－ソース端子間電圧により、ＦＥＴ３８５のドレイン端子－ソース端子間に印加される電圧を制御して、出力電圧３１８を定電圧に維持する。出力電圧３１８は、レギュレーション抵抗３７４、及び抵抗３７６で分圧され、分圧された電圧がシャントレギュレータ３８７のＲＥＦ端子に入力される。そして、フィードバック部であるシャントレギュレータ３８７のＲＥＦ端子に入力された電圧レベルに応じたフィードバック信号である電圧がシャントレギュレータ３８７のＫ（カソード）端子から出力される。シャントレギュレータ３８７のＫ端子の電圧は、抵抗３８０を介して出力電圧２１８でプルアップされ、ツェナーダイオード３９４のカソード端子と接続されている。ツェナーダイオード３９４のアノード端子は、抵抗３８３の一端と接続され、抵抗３８３の他端は、抵抗３９３とトランジスタ３８２のベース端子とに接続されている。なお、トランジスタ３８２のベース端子には、シャントレギュレータ３８７のＫ端子から出力された電圧がツェナーダイオード３９４を介して、抵抗３８３、及び抵抗３９３で分圧された電圧が入力される。 [Configuration of regulator 400]
Next, the circuit configuration of regulator 400 will be described. The regulator 400 of this embodiment is a series regulator and has a shunt regulator 387, a transistor 382, an FET 385 (switch element), a Zener diode 394, resistors 374, 376, 380, 381, 383, and 393. The regulator 400 controls the voltage applied between the drain terminal and the source terminal of the P-channel FET 385 by the voltage between the gate terminal and the source terminal of the P-channel FET 385 to maintain the output voltage 318 at a constant voltage. The output voltage 318 is divided by the regulation resistors 374 and 376 , and the divided voltage is input to the REF terminal of the shunt regulator 387 . A voltage, which is a feedback signal corresponding to the voltage level input to the REF terminal of the shunt regulator 387 as a feedback section, is output from the K (cathode) terminal of the shunt regulator 387 . The voltage of the K terminal of shunt regulator 387 is pulled up by output voltage 218 via resistor 380 and connected to the cathode terminal of Zener diode 394 . The anode terminal of Zener diode 394 is connected to one end of resistor 383 , and the other end of resistor 383 is connected to resistor 393 and the base terminal of transistor 382 . A voltage obtained by dividing the voltage output from the K terminal of the shunt regulator 387 by the resistors 383 and 393 via the Zener diode 394 is input to the base terminal of the transistor 382 .

抵抗３８１は、ＦＥＴ３８５のゲート端子－ソース端子間に接続され、ゲート端子－ソース端子間の電位安定のために設けられている。トランジスタ３８２のコレクタ端子は、ＦＥＴ３８５のゲート端子に接続され、シャントレギュレータ３８７のＫ端子から出力される電圧に応じて、ＦＥＴ３８５のゲート端子に印加される電圧を調整している。ＰチャンネルのＦＥＴ３８５のソース端子は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００の出力電圧２１８が入力される入力端と接続され、ドレイン端子は、レギュレータ４００の主力端と接続されている。なお、シャントレギュレータ３８７は、出力電圧３１８を目標電圧に制御できるような素子、例えばコンパレータやオペアンプ等でもよい。ツェナーダイオード３９４は、シャントレギュレータ３８７のＫ端子から出力される電圧を降圧し、トランジスタ３８２を確実にオン、オフさせるために設けられている。したがって、シャントレギュレータ３８７のＫ端子から出力される電圧範囲が狭い場合には、Ｋ端子の電圧（以下、Ｋ端子電圧ともいう）を降圧せずにトランジスタ３８２のベース端子に入力することができるため、ツェナーダイオード３９４は削除してもよい。なお、トランジスタ３８２の暗電流が小さい場合は、暗電流によってＦＥＴ３８５がオンしてしまうおそれがない。そのため、トランジスタ３８２のベース端子に入力される電圧を抵抗３９３、３８３で分圧する必要がなく、抵抗３９３を削除してもよい。 A resistor 381 is connected between the gate terminal and the source terminal of the FET 385 and provided for stabilizing the potential between the gate terminal and the source terminal. The collector terminal of the transistor 382 is connected to the gate terminal of the FET 385 and adjusts the voltage applied to the gate terminal of the FET 385 according to the voltage output from the K terminal of the shunt regulator 387 . The source terminal of the P-channel FET 385 is connected to the input terminal to which the output voltage 218 of the AC/DC converter 200 is input, and the drain terminal is connected to the main power terminal of the regulator 400 . The shunt regulator 387 may be an element capable of controlling the output voltage 318 to a target voltage, such as a comparator or an operational amplifier. The Zener diode 394 is provided to step down the voltage output from the K terminal of the shunt regulator 387 and to reliably turn on/off the transistor 382 . Therefore, when the voltage range output from the K terminal of the shunt regulator 387 is narrow, the voltage of the K terminal (hereinafter also referred to as the K terminal voltage) can be input to the base terminal of the transistor 382 without stepping down. , Zener diode 394 may be omitted. In addition, when the dark current of the transistor 382 is small, there is no possibility that the FET 385 is turned on by the dark current. Therefore, the voltage input to the base terminal of the transistor 382 need not be divided by the resistors 393 and 383, and the resistor 393 may be omitted.

［レギュレータ４００の定電圧制御］
次に、レギュレータ４００の定電圧制御について説明する。レギュレータ４００では、出力電圧３１８が目標電圧よりも高い場合には、シャントレギュレータ３８７のＲＥＦ端子に入力される電圧が高くなるため、Ｋ端子電圧が下がる。その結果、トランジスタ３８２のベース端子に入力される電流が低下するので、トランジスタ３８２のコレクタ端子に流れるコレクタ電流も低下する。そのため、ＦＥＴ３８５のゲート端子－ソース端子間電圧が低下し、ＦＥＴ３８５のドレイン端子－ソース端子間のオン抵抗が上昇するので、出力電圧３１８が低下することになる。なお、出力電圧３１８がＤＣ／ＤＣコンバータ３００によってレギュレータ４００の目標電圧よりも高い電圧に制御されている場合は、ＦＥＴ３８５はオフ（ＯＦＦ）状態（オン抵抗が最大）となり、レギュレータ４００は動作を停止する。一方、出力電圧３１８が目標電圧よりも低い場合は、シャントレギュレータ３８７のＲＥＦ端子に入力される電圧が低くなるため、Ｋ端子電圧が上がる。その結果、トランジスタ３８２のベース端子に入力されるベース電流が上昇するので、トランジスタ３８２のコレクタ端子に流れるコレクタ電流も上昇する。そのため、ＦＥＴ３８５のゲート端子－ソース端子間電圧が上昇し、ＦＥＴ３８５のドレイン端子－ソース端子間のオン抵抗が低下するので、出力電圧３１８が上昇することになる。 [Constant Voltage Control of Regulator 400]
Next, constant voltage control of regulator 400 will be described. In the regulator 400, when the output voltage 318 is higher than the target voltage, the voltage input to the REF terminal of the shunt regulator 387 increases, so the K terminal voltage decreases. As a result, the current input to the base terminal of the transistor 382 is reduced, so the collector current flowing through the collector terminal of the transistor 382 is also reduced. Therefore, the voltage between the gate terminal and the source terminal of the FET 385 decreases, and the ON resistance between the drain terminal and the source terminal of the FET 385 increases, so that the output voltage 318 decreases. When the output voltage 318 is controlled by the DC/DC converter 300 to a voltage higher than the target voltage of the regulator 400, the FET 385 is turned off (on resistance is maximum), and the regulator 400 stops operating. do. On the other hand, when the output voltage 318 is lower than the target voltage, the voltage input to the REF terminal of the shunt regulator 387 becomes lower, so the K terminal voltage rises. As a result, since the base current input to the base terminal of the transistor 382 increases, the collector current flowing through the collector terminal of the transistor 382 also increases. As a result, the voltage between the gate terminal and the source terminal of the FET 385 increases, and the ON resistance between the drain terminal and the source terminal of the FET 385 decreases, so that the output voltage 318 increases.

レギュレータ４００によって制御される出力電圧３１８を電圧Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧとし、シャントレギュレータ３８７の基準電圧を基準電圧ＶＲＥＦ（ＲＥＧ）、抵抗３７４、抵抗３７６の抵抗値をそれぞれＲ３７４、Ｒ３７６とする。すると、電圧Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧは、以下の（式４）で表される。 Let the output voltage 318 controlled by the regulator 400 be the voltage V 5V_REG , the reference voltage of the shunt regulator 387 be the reference voltage V REF(REG) , and the resistance values of the resistors 374 and 376 be R 374 and R 376 , respectively. Then, the voltage V5V_REG is represented by the following (Equation 4).

Figure 0007214471000004
本実施例では、具体的な数値の例として、Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧ＝５．２Ｖとする。
Figure 0007214471000004
 In this embodiment, V 5V_REG =5.2V as an example of specific numerical values.

［レギュレータ４００の動作］
次に、レギュレータ４００の動作について説明する。まず、入力電圧が高い場合、すなわち入力電圧であるＡＣ／ＤＣコンバータ２００の出力電圧２１８が出力電圧３１８の目標電圧より高い場合には、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ３００は出力電圧３１８を目標電圧に制御できる。そのため、レギュレータ４００は、上述したように、ＦＥＴ３８５をオフ（ＯＦＦ）するように制御する。具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００が出力電圧を目標電圧（Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣ＝５．２１Ｖ）で制御しているときは、レギュレータ４００はＤＣ／ＤＣコンバータ３００が出力した出力電圧３１８と、レギュレータ４００の出力電圧の目標電圧とを比較する。そして、レギュレータ４００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００が出力した出力電圧３１８の電圧が、レギュレータ４００の出力電圧の目標電圧（Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧ＝５．２Ｖ）より高いと判断し、上述したようにＦＥＴ３８５の動作をオフするように制御する。 [Operation of regulator 400]
Next, the operation of regulator 400 will be described. First, when the input voltage is high, that is, when the output voltage 218 of the AC/DC converter 200, which is the input voltage, is higher than the target voltage of the output voltage 318, the step-down DC/DC converter 300 reduces the output voltage 318 to the target voltage. can be controlled to Therefore, the regulator 400 controls to turn off the FET 385 as described above. Specifically, when the DC/DC converter 300 controls the output voltage at the target voltage (V 5V_DCDC =5.21V), the regulator 400 controls the output voltage 318 output by the DC/DC converter 300 and the regulator 400 Compare the output voltage of the target with the target voltage. Then, the regulator 400 determines that the voltage of the output voltage 318 output by the DC/DC converter 300 is higher than the target voltage (V 5V_REG =5.2 V) of the output voltage of the regulator 400, and operates the FET 385 as described above. to turn off.

一方、入力電圧が低い場合、すなわちＡＣ／ＤＣコンバータ２００の出力電圧２１８が電圧Ｖ５Ｖ＝５．２Ｖの場合は、次のようになる。ＤＣ／ＤＣコンバータ３００は、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータであるため、出力電圧３１８を目標電圧Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣ＝５．２１Ｖに維持する制御ができなくなり、その結果、出力電圧３１８が目標電圧よりも低下する。出力電圧３１８がレギュレータ４００の出力電圧の目標電圧Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧ＝５．２Ｖ以下（所定の直流電圧以下）になると、レギュレータ４００が起動される。そして、シャントレギュレータ３８７のＫ端子から出力された電圧が、トランジスタ３８２のベース端子に出力される。これにより、トランジスタ３８２がオンし、ＦＥＴ３８５がオンされて、ＦＥＴ３８５により出力電圧３１８が目標電圧（Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧ＝５．２Ｖ）となるように、定電圧制御が行われる。 On the other hand, when the input voltage is low, that is, when the output voltage 218 of the AC/DC converter 200 is the voltage V 5V =5.2V, the following holds. Since the DC/DC converter 300 is a step-down DC/DC converter, it becomes impossible to maintain the output voltage 318 at the target voltage V5V_DCDC =5.21V, and as a result, the output voltage 318 drops below the target voltage. do. When the output voltage 318 becomes equal to or lower than the target voltage V5V_REG =5.2V of the output voltage of the regulator 400 (below the predetermined DC voltage), the regulator 400 is activated. A voltage output from the K terminal of the shunt regulator 387 is output to the base terminal of the transistor 382 . As a result, the transistor 382 is turned on, the FET 385 is turned on, and the FET 385 performs constant voltage control so that the output voltage 318 becomes the target voltage (V 5V_REG =5.2 V).

次に、レギュレータ４００の出力電圧３１８の目標電圧（Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧ＝５．２Ｖ）をＤＣ／ＤＣコンバータ３００の出力電圧３１８の目標電圧Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣ＝５．２１Ｖよりも低くしている理由について説明する。レギュレータ４００がＦＥＴ３８５をオンする制御を行う場合には、レギュレータ４００への入力電圧である出力電圧２１８と出力電圧３１８の電圧差が小さい、又はほとんど電圧差がない状態であり、ＦＥＴ３８５による損失を低減させる必要がある。ＤＣ／ＤＣコンバータ３００が出力電圧３１８を目標電圧に制御している間は、レギュレータ４００への入力電圧も高い状態であり、この状態でレギュレータ４００がＦＥＴ３８５をオンさせてしまうと、ＦＥＴ３８５による損失が大きくなってしまうことになる。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００が出力電圧３１８を目標電圧に制御できる場合、すなわちレギュレータ４００への入力電圧が高い場合には、ＦＥＴ３８５がオンしないようにレギュレータ４００を起動する必要がない。そこで、レギュレータ４００の出力電圧３１８の目標電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ３００の出力電圧の目標電圧よりも低く設定することにより、ＦＥＴ３８５をオフするようにしている。 Next, the reason why the target voltage ( V5V_REG =5.2V) of the output voltage 318 of the regulator 400 is set lower than the target voltage V5V_DCDC =5.21V of the output voltage 318 of the DC/DC converter 300 will be explained. When the regulator 400 controls to turn on the FET 385, the voltage difference between the output voltage 218, which is the input voltage to the regulator 400, and the output voltage 318 is small or almost no voltage difference, and the loss due to the FET 385 is reduced. need to let While the DC/DC converter 300 is controlling the output voltage 318 to the target voltage, the input voltage to the regulator 400 is also in a high state. It's going to get bigger. Therefore, when the DC/DC converter 300 can control the output voltage 318 to the target voltage, that is, when the input voltage to the regulator 400 is high, it is not necessary to activate the regulator 400 so that the FET 385 is not turned on. Therefore, by setting the target voltage of the output voltage 318 of the regulator 400 lower than the target voltage of the output voltage of the DC/DC converter 300, the FET 385 is turned off.

次に、レギュレータ４００を設けていることの効果について説明する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３００は、出力電圧２１８の電圧が低下した状態でハイサイドＦＥＴ３６０を導通状態（オン状態）にすると、ＦＥＴのオン抵抗とコイル（インダクタ３５２）の抵抗成分とによって電圧低下が生じ、出力電圧３１８は更に低下してしまう。その結果、出力電圧３１８を目標電圧に維持することができないおそれがある。そこで、レギュレータ４００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００への入力電圧が低下している場合には、上述したようにＦＥＴ３８５をオン状態に設定し、出力電圧３１８を定電圧制御することで、出力電圧３１８の電圧精度を向上させることができる。例えば、出力電圧３１８の負荷が１０Ａ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００のハイサイドＦＥＴ３６０のオン抵抗７ｍΩ、コイル（インダクタ３５２）の直流抵抗６．３ｍΩとする。出力電圧２１８を５．２Ｖとすると、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧Ｖ５Ｖ＿ＤＣＤＣは、５．０７Ｖ（≒５．２Ｖ－（７ｍΩ＋６．３ｍΩ）×１０Ａ）となる。一方、レギュレータ４００のＦＥＴ３８５のオン抵抗が３．３ｍΩとすると、レギュレータ４００の出力電圧Ｖ５Ｖ＿ＲＥＧは、５．１７Ｖ（≒５．２Ｖ－３．３ｍΩ×１０Ａ）となる。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００のハイサイドＦＥＴ３６０をオンせずにレギュレータ４００により定電圧制御を行うことで、ＤＣ／ＤＣコンバータのハイサイドＦＥＴ３６０とインダクタ３５２の抵抗成分による電圧低下をなくすことができる。その結果、出力電圧精度を向上させることができる。 Next, the effect of providing the regulator 400 will be described. When the DC/DC converter 300 turns on the high-side FET 360 while the voltage of the output voltage 218 is lowered, a voltage drop occurs due to the on-resistance of the FET and the resistance component of the coil (inductor 352). The output voltage 318 will drop further. As a result, there is a possibility that the output voltage 318 cannot be maintained at the target voltage. Therefore, when the input voltage to the DC/DC converter 300 is low, the regulator 400 turns on the FET 385 as described above, and controls the output voltage 318 so that the output voltage 318 voltage accuracy can be improved. For example, assume that the load of the output voltage 318 is 10 A, the ON resistance of the high-side FET 360 of the DC/DC converter 300 is 7 mΩ, and the DC resistance of the coil (inductor 352) is 6.3 mΩ. Assuming that the output voltage 218 is 5.2V, the output voltage V 5V_DCDC of the DC/DC converter is 5.07V (≈5.2V−(7mΩ+6.3mΩ)×10A). On the other hand, if the ON resistance of the FET 385 of the regulator 400 is 3.3 mΩ, the output voltage V 5V_REG of the regulator 400 is 5.17 V (≈5.2 V−3.3 mΩ×10 A). Therefore, by performing constant voltage control with the regulator 400 without turning on the high-side FET 360 of the DC/DC converter 300, the voltage drop due to the resistance components of the high-side FET 360 and the inductor 352 of the DC/DC converter can be eliminated. As a result, output voltage accuracy can be improved.

［制御動作の説明］
図５は、プリンタ１００がスタンバイ状態からスリープ状態へ遷移する場合と、スリープ状態からスタンバイ状態へ遷移する場合の電源装置１０８の動作を示すタイミングチャートである。図５において、（ｉ）はＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１の出力レベルを示し、Ｈｉｇｈはハイレベルの出力を示し、Ｌｏｗはローレベルの出力を示す。（ｉｉ）は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００の出力電圧２１８の電圧を示す電圧波形であり、２４Ｖ、５．２Ｖは、出力電圧２１８の電圧値である。（ｉｉｉ）は、ロードＳＷ制御信号６０１の出力レベル（ＯＮ、ＯＦＦ）を示している。また、図５の横軸は経過時間ｔを示す。Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ，Ｔｅ，Ｔｆはタイミング（時間）を示す。 [Explanation of control operation]
FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the power supply device 108 when the printer 100 transitions from the standby state to the sleep state and when the printer 100 transitions from the sleep state to the standby state. In FIG. 5, (i) indicates the output level of the AC/DC converter output voltage switching signal 201, High indicates a high level output, and Low indicates a low level output. (ii) is a voltage waveform showing the voltage of the output voltage 218 of the AC/DC converter 200, and 24V and 5.2V are the voltage values of the output voltage 218; (iii) indicates the output level (ON, OFF) of the load SW control signal 601 . Moreover, the horizontal axis of FIG. 5 indicates the elapsed time t. Ta, Tb, Tc, Td, Te, and Tf indicate timing (time).

まず、プリンタ１００がスタンバイ状態からスリープ状態へ遷移する場合の電源装置１０８の動作について説明する。タイミングＴａは、プリンタ１００がスタンバイ状態に遷移してから、プリント状態に遷移することなく、所定時間である時間Ｔ１が経過したタイミングを示している。前述したように、プリンタ１００はスタンバイ状態に遷移してから所定時間が経過すると、制御部５００はプリンタ１００の消費電力を低減するために、プリンタ１００をスリープ状態に遷移させる。そのため、制御部５００は、タイミングＴａにおいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１をハイ（Ｈｉｇｈ）レベルからロー（Ｌｏｗ）レベルに切り替える。そして、ＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１がローレベルのときには、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００は、出力電圧２１８が５．２Ｖとなるように出力電圧を制御する。その結果、出力電圧２１８は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００の応答時間が経過すると（タイミングＴｂ）、２４Ｖから５．２Ｖに遷移する。タイミングＴｂでは、出力電圧２１８が５．２Ｖに低下し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００のハイサイドＦＥＴ３６０とインダクタ３５２の抵抗成分によって、出力電圧３１８の電圧が低下し始める。そのため、上述したように、レギュレータ４００がＦＥＴ３８５をオンさせて、出力電圧３１８の定電圧制御を行う。 First, the operation of the power supply device 108 when the printer 100 transitions from the standby state to the sleep state will be described. Timing Ta indicates the timing at which time T1, which is a predetermined time, has elapsed without transitioning to the printing state after the printer 100 transitioned to the standby state. As described above, after a predetermined period of time has passed since the printer 100 transitioned to the standby state, the control unit 500 transitions the printer 100 to the sleep state in order to reduce the power consumption of the printer 100 . Therefore, the control unit 500 switches the AC/DC converter output voltage switching signal 201 from the high level to the low level at the timing Ta. When the AC/DC converter output voltage switching signal 201 is at low level, the AC/DC converter 200 controls the output voltage so that the output voltage 218 becomes 5.2V. As a result, the output voltage 218 transitions from 24V to 5.2V when the response time of the AC/DC converter 200 elapses (timing Tb). At timing Tb, the output voltage 218 drops to 5.2 V, and the voltage of the output voltage 318 begins to drop due to the resistance components of the high-side FET 360 and the inductor 352 of the DC/DC converter 300 . Therefore, as described above, the regulator 400 turns on the FET 385 to perform constant voltage control of the output voltage 318 .

タイミングＴｃにおいて、制御部５００は、ロードＳＷ制御信号６０１をオン（ＯＮ）状態からオフ（ＯＦＦ）状態に切り替え、ロードＳＷ６００をオフ状態に設定することにより、プリント状態及びスタンバイ状態に動作する負荷への電力供給を遮断する。これにより、スリープ状態の消費電力は更に低減される。なお、プリント状態及びスタンバイ状態に動作する負荷には、プリント時に搬送される記録材の位置を検知する紙搬送センサ（不図示）等がある。また、タイミングＴｃは、タイミングＴａでＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１により、出力電圧２１８を２４Ｖから５．２Ｖに切り替えた後、出力電圧２１８が目標電圧５．２Ｖへの遷移を終えたと推定されるタイミングに設定される。 At timing Tc, the control unit 500 switches the load SW control signal 601 from the ON state to the OFF state, and sets the load SW 600 to the OFF state, so that the loads operating in the print state and the standby state are switched. cut off the power supply to the This further reduces power consumption in the sleep state. The loads operating in the print state and standby state include a paper transport sensor (not shown) for detecting the position of the recording material transported during printing. Timing Tc is estimated to have finished transitioning to the target voltage of 5.2 V after the output voltage 218 was switched from 24 V to 5.2 V by the AC/DC converter output voltage switching signal 201 at timing Ta. is set to the timing when

次に、プリンタ１００がスリープ状態からスタンバイ状態へ遷移する場合の電源装置１０８の動作について説明する。制御部５００は、例えばパーソナルコンピュータ等の外部機器（不図示）からプリント指示を受信すると、プリント動作を行うために、プリンタ１００をスリープ状態からスタンバイ状態に遷移させる。タイミングＴｄにおいて、制御部５００は、ロードＳＷ制御信号６０１をオフ（ＯＦＦ）状態からオン（ＯＮ）状態に切り替えて、ロードＳＷ６００をオン状態に設定し、出力電圧３１８である出力電圧５１８を負荷に供給する。続いて、タイミングＴｅにおいて、制御部５００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１をロー（Ｌｏｗ）レベルからハイ（Ｈｉｇｈ）レベルに切り替える。前述したように、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１がハイ（Ｈｉｇｈ）レベルのときには、出力電圧２１８が５．２Ｖから２４Ｖとなるように制御する。タイミングＴｆでは、出力電圧２１８が５．２Ｖから上昇し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００による出力電圧３１８が目標電圧（５．２１Ｖ）よりも降下しなくなる、そのため、レギュレータ４００は、ＦＥＴ３８５をオフするように制御する。 Next, the operation of the power supply device 108 when the printer 100 transitions from the sleep state to the standby state will be described. Upon receiving a print instruction from an external device (not shown) such as a personal computer, the control unit 500 shifts the printer 100 from the sleep state to the standby state in order to perform the print operation. At timing Td, the control unit 500 switches the load SW control signal 601 from the OFF state to the ON state, sets the load SW 600 to the ON state, and supplies the output voltage 518, which is the output voltage 318, to the load. supply. Subsequently, at timing Te, the control unit 500 switches the AC/DC converter output voltage switching signal 201 from Low level to High level. As described above, AC/DC converter 200 controls output voltage 218 from 5.2V to 24V when AC/DC converter output voltage switching signal 201 is at a high level. At the timing Tf, the output voltage 218 rises from 5.2V, and the output voltage 318 by the DC/DC converter 300 does not drop below the target voltage (5.21V). Control.

以上説明したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００への入力電圧を下げスイッチング損失を低減する低消費電力モードでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００の出力電圧３１８に応じて、レギュレータ４００が出力電圧３１８を定電圧に維持するように制御を行う。これにより、目標電圧に対する出力電圧３１８の電圧精度を向上させることができる。
以上説明したように、本実施例によれば、低消費電力モードにおいて、出力電圧の電圧精度を向上させることができる。 As described above, in the low power consumption mode in which the input voltage to DC/DC converter 300 is lowered to reduce switching loss, regulator 400 adjusts output voltage 318 to a constant voltage according to output voltage 318 of DC/DC converter 300. control to maintain Thereby, the voltage accuracy of the output voltage 318 with respect to the target voltage can be improved.
As described above, according to this embodiment, it is possible to improve the voltage accuracy of the output voltage in the low power consumption mode.

実施例１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００、レギュレータ４００は、常時起動されている電源装置１０８について説明した。実施例２では、制御部５００によりＤＣ／ＤＣコンバータ、レギュレータの起動が制御される電源装置１０８について説明する。なお、電源装置１０８において、実施例１と同様の回路については、同じ符号を付すことによりここでの説明を省略する。 In the first embodiment, the DC/DC converter 300 and the regulator 400 have been described for the power supply device 108 in which they are always activated. In a second embodiment, a power supply device 108 in which activation of a DC/DC converter and a regulator is controlled by a control unit 500 will be described. In the power supply device 108, circuits similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted here.

［電源装置の説明］
図６は、本実施例の電源装置１０８の構成の一例を示すブロック図である。電源装置１０８は、第１の電源部であるＡＣ／ＤＣコンバータ２００、第２の電源部であるＤＣ／ＤＣコンバータ３１０、第３の電源部であるレギュレータ４１０、制御部５００、ロードスイッチ（ロードＳＷ）６００を有している。本実施例の電源装置１０８は、実施例１の電源装置１０８と比べて、制御部５００から出力されるＤＣ／ＤＣコンバータ起動信号３０１（第一の制御信号）、レギュレータ起動信号４０１（第二の制御信号）が追加されている点が異なる。なお、後述するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０、及びレギュレータ４１０は、実施例１のＤＣ／ＤＣコンバータ３００及びレギュレータ４００とは構成が異なる。一方、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００及びロードＳＷ６００の構成は実施例１と同様であり、ここでの説明を省略する。 [Description of power supply]
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the power supply device 108 of this embodiment. The power supply device 108 includes an AC/DC converter 200 as a first power supply unit, a DC/DC converter 310 as a second power supply unit, a regulator 410 as a third power supply unit, a control unit 500, a load switch (load SW ) 600. Compared with the power supply device 108 of the first embodiment, the power supply device 108 of the present embodiment has a DC/DC converter activation signal 301 (first control signal) and a regulator activation signal 401 (second control signal) output from the control unit 500. control signal) is added. As will be described later, the DC/DC converter 310 and the regulator 410 are different in configuration from the DC/DC converter 300 and the regulator 400 of the first embodiment. On the other hand, the configurations of the AC/DC converter 200 and the load switch 600 are the same as those of the first embodiment, and descriptions thereof are omitted here.

ＤＣ／ＤＣコンバータ起動信号３０１は、制御部５００からＤＣ／ＤＣコンバータ３１０に入力され、制御部５００がＤＣ／ＤＣコンバータ３１０の動作、停止を制御するための信号である。また、レギュレータ起動信号４０１は、制御部５００からレギュレータ４１０に入力され、制御部５００が、レギュレータ４１０の定電圧制御に関係なく、ＦＥＴ３８５を強制的にオフ（ＯＦＦ）するための信号である。 The DC/DC converter start signal 301 is input from the control unit 500 to the DC/DC converter 3 1 0, and is a signal for the control unit 500 to control the operation and stop of the DC/DC converter 3 1 0. A regulator activation signal 401 is input from the control unit 500 to the regulator 410 , and is a signal for the control unit 500 to forcibly turn off the FET 385 regardless of the constant voltage control of the regulator 410 .

［ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０の説明］
図７は、本実施例の降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ３１０、レギュレータ４１０の回路構成の一例を示す回路図である。なお、実施例１の図４と同じ回路については、同じ符号を付し、説明は省略する。まず、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ３１０の回路構成について説明する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０は、ハイサイドＦＥＴ３６２、ローサイドＦＥＴ３５１、電源ＩＣ３５８、インダクタ３５２、コンデンサ３５３、抵抗３５４、３５５、３５９、３６１から構成されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０は、実施例１のＤＣ／ＤＣコンバータ３００と比べて、ハイサイドＦＥＴがＮチャンネルのＦＥＴである点、電源ＩＣ３５８にＤＣ／ＤＣコンバータ起動信号３０１が入力されるＥＮ端子が追加されている点が異なる。 [Description of DC/DC converter 310]
FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of the circuit configuration of the step-down DC/DC converter 310 and the regulator 410 of this embodiment. The same reference numerals are assigned to the same circuits as those in FIG. 4 of the first embodiment, and the description thereof is omitted. First, the circuit configuration of the step-down DC/DC converter 310 will be described. The DC/DC converter 310 is composed of a high side FET 362 , a low side FET 351 , a power supply IC 358 , an inductor 352 , a capacitor 353 , resistors 354 , 355 , 359 and 361 . DC/DC converter 310 differs from DC/DC converter 300 of Embodiment 1 in that the high-side FET is an N-channel FET, and an EN terminal for inputting DC/DC converter activation signal 301 to power supply IC 358 is added. The difference is that

ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０は、スイッチング素子であるＮチャンネルのハイサイドＦＥＴ３６２をオン（ＯＮ）している間は、インダクタ３５２を介してコンデンサ３５３に電流が流れる。一方、ハイサイドＦＥＴ３６０をオフ（ＯＦＦ）している間は、インダクタ３５２に蓄えられたエネルギーは、ＮチャンネルのローサイドＦＥＴ３５１を介して出力される。なお、本実施例では、ハイサイドＦＥＴ３６２はＮチャンネルＦＥＴを使用しているが、ＰチャンネルのＦＥＴでもよい。また、ローサイドＦＥＴ３５１は、ＮチャンネルのＦＥＴを使用しているが、例えばＰチャンネルのＦＥＴ又は整流ダイオードであってもよい。 In the DC/DC converter 310 , current flows through the capacitor 353 via the inductor 352 while the N-channel high-side FET 362 , which is a switching element, is turned on. On the other hand, while the high-side FET 360 is turned off (OFF), the energy stored in the inductor 352 is output via the N-channel low-side FET 351 . In this embodiment, the high-side FET 362 uses an N-channel FET, but may be a P-channel FET. Also, although the low-side FET 351 uses an N-channel FET, it may be a P-channel FET or a rectifying diode, for example.

電源ＩＣ３５８は、ＰＷＭ制御によってハイサイドＦＥＴ３６２、ローサイドＦＥＴ３５１のスイッチング動作を行い、出力電圧３１８の電圧が目標電圧になるように、ハイサイドＦＥＴ３６０とローサイドＦＥＴ３５１のオンデューティを制御する。電源ＩＣ３５８の電源端子であるＶＣＣ端子には、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００の出力電圧２１８が入力されている。電源ＩＣ３５８のＤＲＶＨ端子は、抵抗３５９を介してハイサイドＦＥＴ３６２のゲート端子と接続され、ＤＲＶＬ端子は、抵抗３６１を介してローサイドＦＥＴ３５１のゲート端子と接続されている。また、電源ＩＣ３５８のＦＢ端子には、出力電圧３１８を抵抗３５４と抵抗３５５で分圧した電圧が入力される。電源ＩＣ３５８は、ＦＢ端子に入力された電圧と電源ＩＣ３５８の内部の基準電圧とを比較し、出力電圧３１８が目標電圧になるように、ＤＲＶＨ端子及びＤＲＶＬ端子から、それぞれハイサイドＦＥＴ３６２、ローサイドＦＥＴ３５１に駆動信号を出力する。電源ＩＣ３５８は、出力電圧３１８が目標電圧よりも低い場合にはハイサイドＦＥＴ３６２のオンデューティが高くなるようにＤＲＶＨ端子から駆動信号を出力する。一方、電源ＩＣ３５８は、出力電圧３１８が目標電圧よりも高い場合には、ローサイドＦＥＴ３５１のオンデューティが高くなるようにＤＲＶＬ端子から駆動信号を出力する。電源ＩＣ３５８のＥＮ端子は、制御部５００から電源ＩＣ３５８の起動及び停止を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ起動信号３０１が抵抗３３０を介して入力される端子である。ＥＮ端子にハイ（Ｈｉｇｈ）レベルのＤＣ／ＤＣコンバータ起動信号３０１が入力されると電源ＩＣ３５８は起動され、ＥＮ端子にロー（Ｌｏｗ）のＤＣ／ＤＣコンバータ起動信号３０１が入力されると電源ＩＣ３５８は動作を停止する。 The power supply IC 358 performs switching operations of the high-side FET 362 and the low-side FET 351 by PWM control, and controls the on-duty of the high-side FET 360 and the low-side FET 351 so that the voltage of the output voltage 318 becomes the target voltage. The output voltage 218 of the AC/DC converter 200 is input to the VCC terminal, which is the power supply terminal of the power supply IC 358 . The DRVH terminal of the power supply IC 358 is connected to the gate terminal of the high side FET 362 via the resistor 359 , and the DRVL terminal is connected to the gate terminal of the low side FET 351 via the resistor 361 . A voltage obtained by dividing the output voltage 318 by the resistors 354 and 355 is input to the FB terminal of the power supply IC 358 . The power supply IC 358 compares the voltage input to the FB terminal with the reference voltage inside the power supply IC 358, and outputs voltages from the DRVH terminal and the DRVL terminal to the high side FET 362 and the low side FET 351, respectively, so that the output voltage 318 becomes the target voltage. Outputs the drive signal. The power supply IC 358 outputs a drive signal from the DRVH terminal so that the on-duty of the high-side FET 362 becomes high when the output voltage 318 is lower than the target voltage. On the other hand, when the output voltage 318 is higher than the target voltage, the power supply IC 358 outputs a drive signal from the DRVL terminal so that the on-duty of the low-side FET 351 becomes high. The EN terminal of the power supply IC 358 is a terminal to which the DC/DC converter start signal 301 for controlling start and stop of the power supply IC 358 is input from the control unit 500 via the resistor 330 . When a high level DC/DC converter activation signal 301 is input to the EN terminal, the power supply IC 358 is activated, and when a low level DC/DC converter activation signal 301 is input to the EN terminal, the power supply IC 358 is activated. stop working.

次に、入力電圧の違いによるＤＣ／ＤＣコンバータ３１０の出力電圧３１８の電圧精度について説明する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０の入力電圧が高い（出力電圧２１８が２４Ｖ）場合、すなわちプリンタ１００がスタンバイ状態及びプリント状態の場合には、入力電圧２１８と出力電圧３１８の電圧差が大きい。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０のオンデューティ（オン状態の期間）が短く、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０のスイッチング時のハイサイドＦＥＴ３６２のオフ（ＯＦＦ）状態の期間が長い。これにより、電源ＩＣ３５８の内部に設けられたブートストラップ回路（不図示）内のコンデンサへの充電期間が十分ある。その結果、コンデンサの電圧はハイサイドＦＥＴ３６２を駆動するのに必要な電圧まで昇圧され、ハイサイドＦＥＴ３６２を駆動することができる。すなわち、入力電圧が高い場合では、ハイサイドＦＥＴ３６２を駆動できるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０は、出力電圧３１８を目標電圧に制御することができる。 Next, the voltage accuracy of the output voltage 318 of the DC/DC converter 310 due to the difference in input voltage will be described. When the input voltage of DC/DC converter 310 is high (output voltage 218 is 24 V), that is, when printer 100 is in the standby state and print state, the voltage difference between input voltage 218 and output voltage 318 is large. Therefore, the on-duty (on-state period) of DC/DC converter 310 is short, and the off-state period of high-side FET 362 during switching of DC/DC converter 310 is long. As a result, there is sufficient time to charge the capacitor in the bootstrap circuit (not shown) provided inside the power supply IC 358 . As a result, the voltage on the capacitor is boosted to the voltage required to drive the high side FET 362 so that the high side FET 362 can be driven. That is, when the input voltage is high, the high-side FET 362 can be driven, so the DC/DC converter 310 can control the output voltage 318 to the target voltage.

一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０の入力電圧２１８が低い（出力電圧２１８が５．２Ｖ）場合、すなわちプリンタ１００がスリープ状態の場合には、入力電圧２１８と出力電圧３１８の電圧差が小さい。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０のオンデューティが大きくなる（長くなる）ため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０のスイッチング時のハイサイドＦＥＴ３６２のオフ（ＯＦＦ）状態の期間が短い。そのため、電源ＩＣ３５８の内部にあるブートストラップ回路（不図示）内のコンデンサへの充電期間が不十分になり、ハイサイドＦＥＴ３６２を駆動するのに必要な電圧まで昇圧できず、ハイサイドＦＥＴ３６２を十分に駆動することができない。すなわち、入力電圧２１８が低い場合では、ハイサイドＦＥＴ３６２を十分に駆動することができないため、出力電圧３１８を目標電圧に制御することができず、出力電圧３１８が低下してしまう。また、ハイサイドＦＥＴ３６２のオンデューティを１００％で駆動するためには、ハイサイドＦＥＴ３６２のオフ状態の期間がないため、電源ＩＣ３５８の内部にあるブートストラップ回路（不図示）内のコンデンサへの充電ができない。そのため、新たに別の電源回路が必要となってしまい、高価な電源ＩＣが必要となってしまう。また、安価な電源ＩＣでは、別の電源回路を有していないため、ハイサイドＦＥＴ３６２の最大オンデューティには制限が設けられてしまう。本実施例では、電源ＩＣ３５８の最大オンデューティは、８０％に制限されているものとする。 On the other hand, when the input voltage 218 of the DC/DC converter 310 is low (the output voltage 218 is 5.2 V), that is, when the printer 100 is in sleep mode, the voltage difference between the input voltage 218 and the output voltage 318 is small. Therefore, the on-duty of the DC/DC converter 310 is increased (longer), so that the off (OFF) period of the high-side FET 362 during switching of the DC/DC converter 310 is short. As a result, the charging period for the capacitor in the bootstrap circuit (not shown) inside the power supply IC 358 becomes insufficient, and the voltage required to drive the high-side FET 362 cannot be boosted. unable to drive. That is, when the input voltage 218 is low, the high-side FET 362 cannot be sufficiently driven, so the output voltage 318 cannot be controlled to the target voltage, and the output voltage 318 drops. In order to drive the on-duty of the high-side FET 362 at 100%, since there is no off-state period of the high-side FET 362, the capacitor in the bootstrap circuit (not shown) inside the power supply IC 358 is charged. Can not. Therefore, another power supply circuit is newly required, and an expensive power supply IC is required. Moreover, since an inexpensive power supply IC does not have a separate power supply circuit, the maximum on-duty of the high-side FET 362 is limited. In this embodiment, it is assumed that the maximum on-duty of the power supply IC 358 is limited to 80%.

最大オンデューティの制限がある電源ＩＣを用いる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０の入力電圧２１８が低下し、電源ＩＣ３５８のオンデューティが最大オンデューティに達すると、前述したようにハイサイドＦＥＴを１００％でオンすることができない。その結果、出力電圧３１８が低下してしまい、要求される出力電圧精度を満足することができない。そこで、本実施例の電源装置１０８では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０に並列に接続されたレギュレータ４１０を設けている。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０が最大オンデューティに達して出力電圧３１８が低下してしまう際に、レギュレータ４１０を動作させて、出力電圧３１８の低下を防ぐことができる。 When using a power supply IC with a maximum on-duty limit, when the input voltage 218 of the DC/DC converter 310 drops and the on-duty of the power supply IC 358 reaches the maximum on-duty, the high-side FET is switched to 100 as described above. % cannot be turned on. As a result, the output voltage 318 drops and the required output voltage accuracy cannot be satisfied. Therefore, in the power supply device 108 of this embodiment, the regulator 410 is connected in parallel with the DC/DC converter 310 . As a result, when the DC/DC converter 310 reaches the maximum on-duty and the output voltage 318 drops, the regulator 410 can be operated to prevent the output voltage 318 from dropping.

［レギュレータ４１０の動作］
次に、レギュレータ４１０の動作について説明をする。本実施例のレギュレータ４１０はシリーズレギュレータであり、シャントレギュレータ３８７、トランジスタ３８２、ＦＥＴ３８５、ツェナーダイオード３９４、抵抗３７４、３７６、３８０、３８１、３８３、３９３，７８４を有している。レギュレータ４１０は、実施例１のレギュレータ４００と比べて、レギュレータ起動信号４０１が入力される点が異なる。上述したように、レギュレータ起動信号４０１は、レギュレータ４１０の定電圧制御に関係なく、ＦＥＴ３８５を強制的にオフ状態に設定する信号である。図７において、制御部５００からローレベルのレギュレータ起動信号４０１が入力されると、抵抗７８４、ツェナーダイオード３９４、抵抗３８３を介して、トランジスタ３８２のベース端子にローレベルの信号が入力され、トランジスタ３８２がオフする。その結果、ＦＥＴ３８５のゲート端子－ソース端子間には、電圧が印加されなくなるので、ＦＥＴ３８５はオフ状態に設定され、レギュレータ４１０のＦＥＴ３８５を強制的にオフ状態に設定することができる。一方、制御部５００からハイレベルのレギュレータ起動信号４０１が入力されると、シャントレギュレータ３８７のＫ（カソード）端子から電圧が出力されている状態と同様の状態となる。そのため、抵抗７８４、ツェナーダイオード３９４、抵抗３８３を介して、トランジスタ３８２のベース端子にハイレベルの信号が入力されることにより、トランジスタ３８２がオンする。その結果、ＦＥＴ３８５のゲート端子－ソース端子間には、電圧が印加されるので、ＦＥＴ３８５はオン状態に設定される。このように、トランジスタ３８２がオンし、ＦＥＴ３８５がオン状態に設定されることによって、出力電圧３１８の定電圧制御が行われる。 [Operation of regulator 410]
Next, the operation of regulator 410 will be described. The regulator 410 of this embodiment is a series regulator and has a shunt regulator 387, a transistor 382, an FET 385, a Zener diode 394, resistors 374, 376, 380, 381, 383, 393 and 784. A regulator 410 differs from the regulator 400 of the first embodiment in that a regulator activation signal 401 is input. As described above, the regulator activation signal 401 is a signal that forcibly sets the FET 385 to the OFF state regardless of the constant voltage control of the regulator 410 . In FIG. 7, when a low-level regulator activation signal 401 is input from the control unit 500, a low-level signal is input to the base terminal of the transistor 382 via the resistor 784, the Zener diode 394, and the resistor 383, and the transistor 382 turns off. As a result, no voltage is applied between the gate terminal and the source terminal of the FET 385, so that the FET 385 is turned off, and the FET 385 of the regulator 410 can be forcibly turned off. On the other hand, when a high-level regulator activation signal 401 is input from the control unit 500 , the state is the same as when voltage is output from the K (cathode) terminal of the shunt regulator 387 . Therefore, a high-level signal is input to the base terminal of the transistor 382 via the resistor 784, the Zener diode 394, and the resistor 383, and the transistor 382 is turned on. As a result, a voltage is applied between the gate terminal and the source terminal of the FET 385, so that the FET 385 is set to the ON state. Thus, the constant voltage control of the output voltage 318 is performed by turning on the transistor 382 and setting the FET 385 to the ON state.

このように、レギュレータ４１０の起動は、レギュレータ起動信号４０１によって行われる。そして、レギュレータ４１０がレギュレータ起動信号４０１によって起動されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０は、制御部５００からのＤＣ／ＤＣコンバータ起動信号３０１により動作を停止する。そのため、本実施例では、実施例１で説明したＤＣ／ＤＣコンバータ３００が動作している間に、レギュレータ４１０のＦＥＴ３８５が出力電圧３１８を定電圧制御することはない。そしてレギュレータ４１０が起動されている間は、レギュレータ４１０の出力電圧の目標電圧はＤＣ／ＤＣコンバータ３００の出力電圧の目標電圧よりも高く（最大電圧Ｖｍａｘ（＝５．２５Ｖ）以下）設定することができ、出力電圧精度を向上することができる。 Thus, regulator 410 is activated by regulator activation signal 401 . When regulator 410 is activated by regulator activation signal 401 , DC/DC converter 310 stops operating by DC/DC converter activation signal 301 from control unit 500 . Therefore, in this embodiment, the FET 385 of the regulator 410 does not perform constant voltage control on the output voltage 318 while the DC/DC converter 300 described in the first embodiment is operating. While the regulator 410 is activated, the target voltage of the output voltage of the regulator 410 can be set higher than the target voltage of the output voltage of the DC/DC converter 300 (maximum voltage Vmax (=5.25 V) or less). can improve the output voltage accuracy.

［制御動作の説明］
図８は、プリンタ１００がスタンバイ状態からスリープ状態へ遷移する場合と、スリープ状態からスタンバイ状態へ遷移する場合の電源装置１０８の動作を示すタイミングチャートである。図８において、（ｉ）はＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１の出力レベルを示し、Ｈｉｇｈはハイレベルの出力を示し、Ｌｏｗはローレベルの出力を示す。（ｉｉ）は、出力電圧２１８の電圧を示す電圧波形であり、２４Ｖ、５．２Ｖは、出力電圧２１８の電圧値である。（ｉｉｉ）は、レギュレータ起動信号４０１の出力レベル（ＯＮ、ＯＦＦ）を示す信号波形であり、（ｉｖ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ起動信号３０１の出力レベル（ＯＮ、ＯＦＦ）を示す信号波形である。（ｖ）は、ロードＳＷ制御信号６０１の出力レベル（ＯＮ、ＯＦＦ）を示す信号波形である。また、図８の横軸は経過時間ｔを示す。Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ，Ｔｅ，Ｔｆはタイミング（時間）を示す。 [Explanation of control operation]
FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the power supply device 108 when the printer 100 transitions from the standby state to the sleep state and when the printer 100 transitions from the sleep state to the standby state. In FIG. 8, (i) indicates the output level of the AC/DC converter output voltage switching signal 201, High indicates a high level output, and Low indicates a low level output. (ii) is a voltage waveform showing the voltage of the output voltage 218, and 24V and 5.2V are the voltage values of the output voltage 218; (iii) is a signal waveform indicating the output level (ON, OFF) of the regulator activation signal 401, and (iv) is a signal waveform indicating the output level (ON, OFF) of the DC/DC converter activation signal 301. . (v) is a signal waveform indicating the output level (ON, OFF) of the load SW control signal 601 . Moreover, the horizontal axis of FIG. 8 indicates the elapsed time t. Ta, Tb, Tc, Td, Te, and Tf indicate timing (time).

まず、プリンタ１００がスタンバイ状態からスリープ状態へ遷移する場合の電源装置１０８の動作について説明する。タイミングＴａは、プリンタ１００がスタンバイ状態に遷移してから、プリント状態に遷移することなく、所定時間である時間Ｔ１が経過したタイミングを示している。前述したように、プリンタ１００はスタンバイ状態に遷移してから所定時間が経過すると、制御部５００はプリンタ１００の消費電力を低減するために、プリンタ１００をスリープ状態に遷移させる。そのため、制御部５００は、タイミングＴａにおいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１をハイ（Ｈｉｇｈ）レベルからロー（Ｌｏｗ）レベルに切り替える。そして、ＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１がローレベルのときには、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００は、出力電圧２１８が５．２Ｖとなるように出力電圧を制御する。その結果、出力電圧２１８は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００の応答時間が経過すると（タイミングＴｂ）、２４Ｖから５．２Ｖに遷移する。 First, the operation of the power supply device 108 when the printer 100 transitions from the standby state to the sleep state will be described. Timing Ta indicates the timing at which time T1, which is a predetermined time, has elapsed without transitioning to the printing state after the printer 100 transitioned to the standby state. As described above, after a predetermined period of time has passed since the printer 100 transitioned to the standby state, the control unit 500 transitions the printer 100 to the sleep state in order to reduce the power consumption of the printer 100 . Therefore, the control unit 500 switches the AC/DC converter output voltage switching signal 201 from the high level to the low level at the timing Ta. When the AC/DC converter output voltage switching signal 201 is at low level, the AC/DC converter 200 controls the output voltage so that the output voltage 218 becomes 5.2V. As a result, the output voltage 218 transitions from 24V to 5.2V when the response time of the AC/DC converter 200 elapses (timing Tb).

タイミングＴｂは、タイミングＴａから時間Ｔ２が経過したタイミングを示している。時間Ｔ２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００の出力電圧２１８が２４Ｖから５．２Ｖへ遷移する途中のタイミングとなる時間であり、タイミングＴｂでの出力電圧２１８（所定の直流電圧）は、５．２Ｖよりも高い電圧である。タイミングＴｂでは、制御部５００によりレギュレータ起動信号４０１がオフ（ＯＦＦ）からオン（ＯＮ）に切り替えられてレギュレータ４１０が起動され、レギュレータ４１０は、出力電圧３１８を定電圧に制御する。また、制御部５００は、スリープ状態の消費電力を低減させるために、ＤＣ／ＤＣコンバータ起動信号３０１をオン（ＯＮ）からオフ（ＯＦＦ）へ切り替えて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０の動作を停止させる。レギュレータ４１０が起動された後は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０の動作を停止させても、出力電圧３１８はレギュレータ４１０によって定電圧に制御される。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０の動作を停止することができ、同時にスリープ状態での消費電力を低減させることができる。 A timing Tb indicates a timing when the time T2 has passed from the timing Ta. Time T2 is a timing during which output voltage 218 of AC/DC converter 200 transitions from 24V to 5.2V, and output voltage 218 (predetermined DC voltage) at timing Tb is 5.2V is also a high voltage. At timing Tb, the controller 500 switches the regulator activation signal 401 from OFF to ON to activate the regulator 410, and the regulator 410 controls the output voltage 318 to a constant voltage. Further, in order to reduce power consumption in the sleep state, control unit 500 switches DC/DC converter activation signal 301 from on (ON) to off (OFF) to stop the operation of DC/DC converter 310 . After regulator 410 is activated, output voltage 318 is controlled to a constant voltage by regulator 410 even if the operation of DC/DC converter 310 is stopped. Therefore, the operation of DC/DC converter 310 can be stopped, and at the same time power consumption in the sleep state can be reduced.

タイミングＴｃでは、プリント状態及びスタンバイ状態で動作する負荷への電力供給を遮断するために、制御部５００は、ロードＳＷ制御信号６０１をオン（ＯＮ）からオフ（ＯＦＦ）に切り替えて、ロードＳＷ６００をオフ状態に設定する。プリンタ１００のスリープ状態では、スリープ状態の動作に不要な負荷への電力供給を遮断することで、消費電力が低減される。 At timing Tc, the control unit 500 switches the load SW control signal 601 from on (ON) to off (OFF) to turn off the load SW 600 in order to cut off the power supply to the loads operating in the print state and the standby state. Set to off state. In the sleep state of the printer 100, power consumption is reduced by cutting off the power supply to loads that are unnecessary for operation in the sleep state.

次に、プリンタ１００がスリープ状態からスタンバイ状態へ遷移する場合の電源装置１０８の動作について説明する。制御部５００は、例えばパーソナルコンピュータ等の外部機器（不図示）からプリント指示を受信すると、プリント動作を行うために、プリンタ１００をスリープ状態からスタンバイ状態に遷移させる。タイミングＴｄにおいて、制御部５００は、ロードＳＷ制御信号６０１をオフ（ＯＦＦ）状態からオン（ＯＮ）状態に切り替えて、ロードＳＷ６００をオン状態に設定することで、出力電圧５１８を負荷に供給する。続いて、タイミングＴｅにおいて、制御部５００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１をロー（Ｌｏｗ）レベルからハイ（Ｈｉｇｈ）レベルに切り替える。前述したように、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ出力電圧切替信号２０１がハイ（Ｈｉｇｈ）レベルのときには、出力電圧２１８が２４Ｖとなるように制御する。その結果、出力電圧２１８は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００の応答時間に応じて５．２Ｖから２４Ｖに遷移する。タイミングＴｆでは、出力電圧２１８が５．２Ｖから上昇すると、制御部５００はＤＣ／ＤＣコンバータ起動信号３０１をオフ（ＯＦＦ）からオン（ＯＮ）に切り替えて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０を起動させる。そして、制御部５００は、レギュレータ起動信号４０１をオン（ＯＮ）からオフ（ＯＦＦ）に切り替えて、レギュレータ４１０のＦＥＴ３８５を強制的にオフ状態に設定し、出力電圧３１８の定電圧制御を停止させる。 Next, the operation of the power supply device 108 when the printer 100 transitions from the sleep state to the standby state will be described. Upon receiving a print instruction from an external device (not shown) such as a personal computer, the control unit 500 shifts the printer 100 from the sleep state to the standby state in order to perform the print operation. At timing Td, the control unit 500 switches the load SW control signal 601 from an OFF state to an ON state to set the load SW 600 to an ON state, thereby supplying the output voltage 518 to the load. Subsequently, at timing Te, the control unit 500 switches the AC/DC converter output voltage switching signal 201 from Low level to High level. As described above, AC/DC converter 200 controls output voltage 218 to 24V when AC/DC converter output voltage switching signal 201 is at a high level. As a result, output voltage 218 transitions from 5.2V to 24V depending on the response time of AC/DC converter 200 . At timing Tf, when the output voltage 218 rises from 5.2 V, the controller 500 switches the DC/DC converter start signal 301 from off (OFF) to on (ON) to start the DC/DC converter 310 . Then, the control unit 500 switches the regulator activation signal 401 from ON to OFF, forcibly sets the FET 385 of the regulator 410 to an OFF state, and stops the constant voltage control of the output voltage 318 .

以上説明したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００への入力電圧を下げスイッチング損失を低減する低消費電力モードでは、レギュレータ起動信号４０１によってレギュレータ４１０を起動し、定電圧制御を行うように動作させる。そして、同時にＤＣ／ＤＣコンバータ起動信号３０１によりＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止させる。これにより、出力電圧の電圧精度を向上させるとともに、消費電力を削減することができる。また、本実施例では、レギュレータ４１０は、出力電圧３１８の目標電圧設定を高く設定できるため、実施例１よりも出力電圧精度を更に向上させることができる。
以上説明したように、本実施例によれば、低消費電力モードにおいて、出力電圧の電圧精度を向上させることができる。 As described above, in the low power consumption mode in which the input voltage to DC/DC converter 300 is lowered to reduce switching loss, regulator activation signal 401 activates regulator 410 to perform constant voltage control. At the same time, the operation of the DC/DC converter is stopped by the DC/DC converter start signal 301 . As a result, it is possible to improve the voltage accuracy of the output voltage and reduce the power consumption. Moreover, in the present embodiment, the regulator 410 can set the target voltage setting of the output voltage 318 higher, so that the output voltage accuracy can be further improved as compared with the first embodiment.
As described above, according to this embodiment, it is possible to improve the voltage accuracy of the output voltage in the low power consumption mode.

実施例２では、制御部５００によりＤＣ／ＤＣコンバータ、レギュレータの起動が制御される電源装置１０８について説明した。実施例３では、実施例２と同様のＤＣ／ＤＣコンバータと、実施例２とは異なる構成のレギュレータを備える電源装置１０８について説明する。なお、電源装置１０８において、実施例２と同様の回路については、同じ符号を付すことにより、ここでの説明を省略する。 In the second embodiment, the power supply device 108 in which the controller 500 controls activation of the DC/DC converter and the regulator has been described. In a third embodiment, a power supply device 108 including a DC/DC converter similar to that in the second embodiment and a regulator with a configuration different from that in the second embodiment will be described. In the power supply device 108, circuits similar to those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted here.

図９は、本実施例の降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ３１０、レギュレータ７１０の回路構成の一例を示す回路図である。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０は、実施例２の図７に示すＤＣ／ＤＣコンバータ３１０と同様であり、ここでの説明は省略する。 FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of the circuit configuration of the step-down DC/DC converter 310 and the regulator 710 of this embodiment. Note that the DC/DC converter 310 is the same as the DC/DC converter 310 shown in FIG. 7 of the second embodiment, and description thereof will be omitted here.

［レギュレータ７１０の動作］
レギュレータ７１０の動作について説明する。本実施例のレギュレータ７１０は、シリーズレギュレータであり、シャントレギュレータ３８７、トランジスタ３８２、ＦＥＴ７８５、ツェナーダイオード３９４、抵抗３７４、３７６、３８０、３８３、３９３、７８０を有している。なお、本実施例のレギュレータ７１０では、実施例２のレギュレータ４１０と比べて、ＰチャンネルのＦＥＴ３８５の代わりに、ＮチャンネルのＦＥＴ７８５が使用され、抵抗３８１の代わりに抵抗７８０が使用されている点が異なる。また、本実施例のレギュレータ７１０では、実施例２のレギュレータ４１０と比べて、レギュレータ起動信号４０１が削除されている。レギュレータ７１０は、トランジスタ３８２によりＦＥＴ７８５のゲート端子－ソース端子間電圧を制御することによって、ＦＥＴ７８５のドレイン端子－ソース端子間に印加される電圧を制御して、出力電圧３１８の定電圧制御を行う。抵抗７８０は、ＦＥＴ７８５のゲート端子とソース端子とに接続され、ＦＥＴ７８５のゲート端子－ソース端子間の電位を安定させるために設けられている。本実施例のＦＥＴ７８５は、ＮチャンネルのＦＥＴを使用している。そのため、入力電圧２１８と出力電圧３１８の電圧差がＦＥＴ７８５のゲート端子の閾値電圧よりも大きくして、ＦＥＴ７８５を駆動する必要がある。そのため、本実施例では、プリンタ１００のスリープ状態時の入力電圧２１８をＦＥＴ７８５が駆動可能な電圧まで上げておく。具体的には、ＡＣ／ＤＣコンバータ２００のスリープ状態時の出力電圧２１８を電圧Ｖ５Ｖ＝６．５Ｖとすることにより、入力電圧２１８と出力電圧３１８の電圧差がＦＥＴ７８５のゲート端子の閾値電圧よりも大きくなり、ＦＥＴ７８５を駆動可能にしている。これにより、出力電圧２１８が低下して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１０による出力電圧３１８が低下しても、レギュレータ７１０が出力電圧３１８を定電圧制御するため、出力電圧３１８の電圧精度を向上することができる。 [Operation of regulator 710]
The operation of regulator 710 will be described. The regulator 710 of this embodiment is a series regulator and has a shunt regulator 387 , a transistor 382 , an FET 785 , a Zener diode 394 , resistors 374 , 376 , 380 , 383 , 393 and 780 . Note that the regulator 710 of this embodiment differs from the regulator 410 of the second embodiment in that an N-channel FET 785 is used instead of the P-channel FET 385 and a resistor 780 is used instead of the resistor 381. different. Further, in the regulator 710 of this embodiment, the regulator activation signal 401 is eliminated compared to the regulator 410 of the second embodiment. The regulator 710 controls the voltage applied between the drain terminal and the source terminal of the FET 785 by controlling the voltage between the gate terminal and the source terminal of the FET 785 using the transistor 382 , thereby performing constant voltage control of the output voltage 318 . A resistor 780 is connected to the gate terminal and the source terminal of the FET 785 and provided to stabilize the potential between the gate terminal and the source terminal of the FET 785 . The FET 785 of this embodiment uses an N-channel FET. Therefore, the voltage difference between the input voltage 218 and the output voltage 318 must be greater than the threshold voltage of the gate terminal of the FET 785 to drive the FET 785 . Therefore, in this embodiment, the input voltage 218 during the sleep state of the printer 100 is raised to a voltage that can drive the FET 785 . Specifically, by setting the output voltage 218 of the AC/DC converter 200 in the sleep state to the voltage V 5V =6.5 V, the voltage difference between the input voltage 218 and the output voltage 318 becomes lower than the threshold voltage of the gate terminal of the FET 785. also increases, making FET 785 drivable. As a result, even if the output voltage 218 drops and the output voltage 318 from the DC/DC converter 310 drops, the regulator 710 controls the output voltage 318 to a constant voltage, so that the voltage accuracy of the output voltage 318 can be improved. can.

以上説明したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００への入力電圧を下げスイッチング損失を低減する低消費電力モードでは、レギュレータ７１０を定電圧制御させることによって、出力電圧の電圧精度を向上させることができる。また、レギュレータ７１０のＦＥＴ７８５のように、ＮチャンネルのＦＥＴを用いても、出力電圧３１８の電圧精度を向上させることができる。
以上説明したように、本実施例によれば、低消費電力モードにおいて、出力電圧の電圧精度を向上させることができる。 As described above, in the low power consumption mode in which the input voltage to the DC/DC converter 300 is lowered to reduce the switching loss, the constant voltage control of the regulator 710 can improve the voltage accuracy of the output voltage. Also, the voltage accuracy of the output voltage 318 can be improved by using an N-channel FET like the FET 785 of the regulator 710 .
As described above, according to this embodiment, it is possible to improve the voltage accuracy of the output voltage in the low power consumption mode.

２００ ＡＣ／ＤＣコンバータ
３００ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４００ レギュレータ 200 AC/DC converter 300 DC/DC converter 400 regulator

Claims (18)

交流電圧を直流電圧に変換する電源装置であって、
交流電圧を変換して、第一の直流電圧、又は前記第一の直流電圧よりも低い第二の直流電圧を出力する第一の電源部と、
前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力され、前記第二の直流電圧を出力する第二の電源部と、
前記第二の電源部に並列に接続され、前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力され、前記第二の直流電圧を出力する第三の電源部と、
を備え、
前記第二の電源部は、前記第二の直流電圧よりも高い直流電圧を前記第二の直流電圧に変換する電源部であり、
前記第三の電源部は、出力電圧を前記第二の直流電圧に維持するシリーズレギュレータであり、
前記第二の直流電圧は、前記第一の電源部から前記第一の直流電圧よりも低く、前記第二の直流電圧よりも高い所定の直流電圧が出力されているときには前記第二の電源部から出力され、前記第一の電源部から前記所定の直流電圧以下の電圧が出力されているときには前記第三の電源部から出力され、
前記第一の電源部、前記第二の電源部、及び前記第三の電源部を制御する第一の制御部を備え、
前記第一の制御部は、前記第一の電源部の出力電圧を前記第一の直流電圧、又は前記第二の直流電圧に切り替え、
前記第二の電源部は、
前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力される第一のスイッチング素子と、
前記第一のスイッチング素子と直列に接続された第二のスイッチング素子又はダイオードと、
一端が前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子又はダイオードに接続され、他端が前記第二の電源部の出力端に接続されたコイルと、
一端が前記コイルの前記他端に接続され、他端がグランドに接続されたコンデンサと、
前記第二の電源部から出力される直流電圧に応じて、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する第二の制御部と、
を有し、
前記第三の電源部は、
前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力されるスイッチ素子と、
前記第三の電源部の出力電圧に応じたフィードバック信号を出力するフィードバック部と、を有し、
前記スイッチ素子は、前記フィードバック信号に応じてオン又はオフし、
前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力される入力端は、前記第二の電源部の入力端と接続され、
前記第三の電源部の出力電圧が出力される出力端は、前記第二の電源部の前記出力端と接続され、
前記所定の直流電圧は、前記第二の直流電圧であり、
前記スイッチ素子は、前記第三の電源部の前記出力端の電圧が前記第二の直流電圧以下のときにオンし、前記第三の電源部の前記出力端の電圧が前記第二の直流電圧より高いときにはオフし、
前記第二の制御部は、前記第二の電源部の前記出力端に出力される直流電圧が前記第二の直流電圧よりも高い近傍の電圧になるように、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することを特徴とする電源装置。 A power supply device that converts AC voltage to DC voltage,
a first power supply that converts an AC voltage and outputs a first DC voltage or a second DC voltage that is lower than the first DC voltage;
a second power supply unit that receives the DC voltage output from the first power supply unit and outputs the second DC voltage;
a third power supply unit connected in parallel to the second power supply unit, receiving the DC voltage output from the first power supply unit, and outputting the second DC voltage;
with
The second power supply unit is a power supply unit that converts a DC voltage higher than the second DC voltage into the second DC voltage,
the third power supply unit is a series regulator that maintains the output voltage at the second DC voltage;
The second DC voltage is lower than the first DC voltage and higher than the second DC voltage is output from the first power supply unit when a predetermined DC voltage is output from the second power supply unit. and output from the third power supply unit when a voltage lower than the predetermined DC voltage is output from the first power supply unit ,
A first control unit that controls the first power supply unit, the second power supply unit, and the third power supply unit,
The first control unit switches the output voltage of the first power supply unit to the first DC voltage or the second DC voltage,
The second power supply unit
a first switching element to which the DC voltage output from the first power supply is input;
a second switching element or diode connected in series with the first switching element;
a coil having one end connected to the first switching element and the second switching element or diode and the other end connected to the output terminal of the second power supply unit;
a capacitor having one end connected to the other end of the coil and the other end connected to ground;
a second control unit that controls switching operations of the first switching element and the second switching element according to the DC voltage output from the second power supply;
has
The third power supply unit
a switch element to which the DC voltage output from the first power supply unit is input;
a feedback unit that outputs a feedback signal according to the output voltage of the third power supply unit;
the switch element is turned on or off according to the feedback signal;
an input terminal to which the DC voltage output from the first power supply is input is connected to an input terminal of the second power supply;
an output terminal for outputting an output voltage of the third power supply section is connected to the output terminal of the second power supply section,
The predetermined DC voltage is the second DC voltage,
The switch element is turned on when the voltage at the output terminal of the third power supply section is equal to or lower than the second DC voltage, and the voltage at the output terminal of the third power supply section is the second DC voltage. off when higher,
The second control unit controls the first switching element and the A power supply device, characterized by controlling the switching operation of a second switching element . 前記第一のスイッチング素子は、Ｐチャンネルの電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 2. The power supply device according to claim 1 , wherein said first switching element is a P-channel field effect transistor. 前記所定の直流電圧は、前記第一の直流電圧よりも低く、前記第二の直流電圧よりも高い電圧であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 2. The power supply device according to claim 1 , wherein said predetermined DC voltage is lower than said first DC voltage and higher than said second DC voltage. 前記第一の制御部は、前記第二の制御部による前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のスイッチング動作又はスイッチング動作の停止を制御する第一の制御信号と、前記第三の電源部の前記スイッチ素子のオン又はオフを制御する第二の制御信号と、を有し、
前記第一の制御信号及び前記第二の制御信号により、前記第二の電源部及び前記第三の電源部の出力電圧を制御することを特徴とする請求項３に記載の電源装置。 The first control unit includes a first control signal for controlling switching operation or stopping of the switching operation of the first switching element and the second switching element by the second control unit; a second control signal for controlling on or off of the switch element of the power supply unit;
4. The power supply device according to claim 3 , wherein output voltages of said second power supply section and said third power supply section are controlled by said first control signal and said second control signal. 前記第一の制御部は、
前記第一の電源部が前記所定の直流電圧よりも高い電圧を出力しているときには、前記第一の制御信号により前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子はスイッチング動作を行い前記第二の電源部から前記第二の直流電圧を出力し、かつ前記第二の制御信号により前記第三の電源部が前記第二の直流電圧を出力しないように前記第三の電源部の前記スイッチ素子をオフし、
前記第一の電源部が前記所定の直流電圧以下の電圧を出力しているときには、前記第一の制御信号により前記第二の電源部が前記第二の直流電圧を出力しないように前記第二の制御部による前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のスイッチング動作を停止させ、かつ前記第三の電源部の前記スイッチ素子をオンし前記第三の電源部が前記第二の直流電圧を出力することを特徴とする請求項４に記載の電源装置。 The first control unit is
When the first power supply unit is outputting a voltage higher than the predetermined DC voltage, the first control signal causes the first switching element and the second switching element to perform switching operations. The switch of the third power supply unit outputs the second DC voltage from the two power supply units and prevents the third power supply unit from outputting the second DC voltage according to the second control signal. turn off the element,
When the first power supply unit outputs a voltage equal to or lower than the predetermined DC voltage, the second control signal is used to prevent the second power supply unit from outputting the second DC voltage. The switching operation of the first switching element and the second switching element by the control unit of is stopped, and the switch element of the third power supply unit is turned on, and the third power supply unit outputs the second direct current 5. The power supply device according to claim 4 , which outputs a voltage. 前記第一の制御部は、前記第一の制御信号及び前記第二の制御信号を、前記第一の電源部の出力電圧が前記所定の直流電圧になったタイミングで出力することを特徴とする請求項５に記載の電源装置。 The first control unit outputs the first control signal and the second control signal at timing when the output voltage of the first power supply unit reaches the predetermined DC voltage. The power supply device according to claim 5 . 前記第一のスイッチング素子は、Ｎチャンネルの電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項６に記載の電源装置。 7. The power supply device according to claim 6 , wherein said first switching element is an N-channel field effect transistor. 前記スイッチ素子は、Ｐチャンネルの電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電源装置。 8. The power supply device according to claim 1 , wherein said switch element is a P - channel field effect transistor. 前記所定の直流電圧は、前記第一の直流電圧よりも低く、前記第二の直流電圧よりも高い電圧であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 2. The power supply device according to claim 1 , wherein said predetermined DC voltage is lower than said first DC voltage and higher than said second DC voltage. 前記スイッチ素子は、Ｎチャンネルの電界効果トランジスタであり、
前記所定の直流電圧は、前記第二の直流電圧に前記電界効果トランジスタが起動される閾値電圧を加えた電圧であることを特徴とする請求項９に記載の電源装置。 The switch element is an N-channel field effect transistor,
10. The power supply device according to claim 9 , wherein said predetermined DC voltage is a voltage obtained by adding a threshold voltage at which said field effect transistor is activated to said second DC voltage. 前記第一の制御部は、前記第一の電源部の出力電圧を前記第一の直流電圧、又は前記所定の直流電圧に切り替えることを特徴とする請求項１０に記載の電源装置。 11. The power supply apparatus according to claim 10 , wherein said first control section switches the output voltage of said first power supply section to said first DC voltage or said predetermined DC voltage. 前記第一のスイッチング素子は、Ｎチャンネルの電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項１１に記載の電源装置。 12. The power supply device according to claim 11 , wherein said first switching element is an N-channel field effect transistor. 前記第二の制御部が前記第一のスイッチング素子のオンデューティを制御するとき、前記オンデューティは１００％より低い値に制限されていることを特徴とする請求項７又は請求項１２に記載の電源装置。 13. The on -duty is limited to a value lower than 100% when the second control section controls the on -duty of the first switching element. Power supply. 前記第二の電源部又は前記第三の電源部から出力される前記第二の直流電圧の負荷への供給、又は供給を遮断するロードスイッチを備え、
前記第一の制御部は、前記ロードスイッチの切替えを行うことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の電源装置。 A load switch that supplies or cuts off the supply of the second DC voltage output from the second power supply unit or the third power supply unit to a load,
14. The power supply device according to any one of claims 1 to 13 , wherein the first control unit switches the load switch. 記録材に画像形成を行う画像形成手段と、
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の電源装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 an image forming means for forming an image on a recording material;
A power supply device according to any one of claims 1 to 14 ;
An image forming apparatus comprising: 記録材に画像形成を行う画像形成手段と、
請求項１４に記載の電源装置と、
前記画像形成手段を制御して記録材に画像形成を行うプリント状態と、前記プリント状態に遷移が可能なスタンバイ状態と、消費電力を低減するスリープ状態とを切り替え可能な制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第一の制御部を制御して、前記プリント状態及び前記スタンバイ状態では前記第一の電源部から前記第一の直流電圧を出力し、前記スリープ状態では前記第一の電源部から前記第二の直流電圧を出力することを特徴とする画像形成装置。 an image forming means for forming an image on a recording material;
A power supply device according to claim 14 ;
a control means capable of switching between a print state in which an image is formed on a recording material by controlling the image forming means, a standby state in which transition to the print state is possible, and a sleep state in which power consumption is reduced;
with
The control means controls the first control section to output the first DC voltage from the first power supply section in the print state and the standby state, and the first power supply in the sleep state. and outputting the second DC voltage from a portion of the image forming apparatus. 前記制御手段は、前記第一の制御部により前記ロードスイッチを制御して、前記プリント状態及び前記スタンバイ状態では前記負荷に前記第二の直流電圧を出力し、前記スリープ状態では前記負荷に前記第二の直流電圧を出力しないことを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。 The control means controls the load switch by the first control section to output the second DC voltage to the load in the print state and the standby state, and to the load in the sleep state. 17. The image forming apparatus according to claim 16 , wherein the second DC voltage is not output. 記録材に画像形成を行う画像形成手段と、
交流電圧を直流電圧に変換する電源装置と、
を備える画像形成装置であって、
前記電源装置は、
交流電圧を変換して、第一の直流電圧、又は前記第一の直流電圧よりも低い第二の直流電圧を出力する第一の電源部と、
前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力され、前記第二の直流電圧を出力する第二の電源部と、
前記第二の電源部に並列に接続され、前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力され、前記第二の直流電圧を出力する第三の電源部と、
を有し、
前記第二の電源部は、前記第二の直流電圧よりも高い直流電圧を前記第二の直流電圧に変換する電源部であり、
前記第三の電源部は、出力電圧を前記第二の直流電圧に維持するシリーズレギュレータであり、
前記第二の直流電圧は、前記第一の電源部から前記第一の直流電圧よりも低く、前記第二の直流電圧よりも高い所定の直流電圧が出力されているときには前記第二の電源部から出力され、前記第一の電源部から前記所定の直流電圧以下の電圧が出力されているときには前記第三の電源部から出力され、
前記第一の電源部、前記第二の電源部、及び前記第三の電源部を制御する第一の制御部を備え、
前記第一の制御部は、前記第一の電源部の出力電圧を前記第一の直流電圧、又は前記第二の直流電圧に切り替え、
前記第二の電源部は、
前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力される第一のスイッチング素子と、
前記第一のスイッチング素子と直列に接続された第二のスイッチング素子又はダイオードと、
一端が前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子又はダイオードに接続され、他端が前記第二の電源部の出力端に接続されたコイルと、
一端が前記コイルの前記他端に接続され、他端がグランドに接続されたコンデンサと、
前記第二の電源部から出力される直流電圧に応じて、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する第二の制御部と、
を有し、
前記第三の電源部は、
前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力されるスイッチ素子と、
前記第三の電源部の出力電圧に応じたフィードバック信号を出力するフィードバック部と、を有し、
前記スイッチ素子は、前記フィードバック信号に応じてオン又はオフし、
前記第一の電源部から出力された直流電圧が入力される入力端は、前記第二の電源部の入力端と接続され、
前記第三の電源部の出力電圧が出力される出力端は、前記第二の電源部の前記出力端と接続され、
前記所定の直流電圧は、前記第二の直流電圧であり、
前記スイッチ素子は、前記第三の電源部の前記出力端の電圧が前記第二の直流電圧以下のときにオンし、前記第三の電源部の前記出力端の電圧が前記第二の直流電圧より高いときにはオフし、
前記第二の制御部は、前記第二の電源部の前記出力端に出力される直流電圧が前記第二の直流電圧よりも高い近傍の電圧になるように、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することを特徴とする画像形成装置。 an image forming means for forming an image on a recording material;
a power supply that converts alternating current voltage to direct current voltage;
An image forming apparatus comprising
The power supply device
a first power supply that converts an AC voltage and outputs a first DC voltage or a second DC voltage that is lower than the first DC voltage;
a second power supply unit that receives the DC voltage output from the first power supply unit and outputs the second DC voltage;
a third power supply unit connected in parallel to the second power supply unit, receiving the DC voltage output from the first power supply unit, and outputting the second DC voltage;
has
The second power supply unit is a power supply unit that converts a DC voltage higher than the second DC voltage into the second DC voltage,
the third power supply unit is a series regulator that maintains the output voltage at the second DC voltage;
The second DC voltage is lower than the first DC voltage and higher than the second DC voltage is output from the first power supply unit when a predetermined DC voltage is output from the second power supply unit. and output from the third power supply unit when a voltage lower than the predetermined DC voltage is output from the first power supply unit ,
A first control unit that controls the first power supply unit, the second power supply unit, and the third power supply unit,
The first control unit switches the output voltage of the first power supply unit to the first DC voltage or the second DC voltage,
The second power supply unit
a first switching element to which the DC voltage output from the first power supply is input;
a second switching element or diode connected in series with the first switching element;
a coil having one end connected to the first switching element and the second switching element or diode and the other end connected to the output terminal of the second power supply unit;
a capacitor having one end connected to the other end of the coil and the other end connected to ground;
a second control unit that controls switching operations of the first switching element and the second switching element according to the DC voltage output from the second power supply;
has
The third power supply unit
a switch element to which the DC voltage output from the first power supply unit is input;
a feedback unit that outputs a feedback signal according to the output voltage of the third power supply unit;
the switch element is turned on or off according to the feedback signal;
an input terminal to which the DC voltage output from the first power supply is input is connected to an input terminal of the second power supply;
an output terminal for outputting an output voltage of the third power supply section is connected to the output terminal of the second power supply section,
The predetermined DC voltage is the second DC voltage,
The switch element is turned on when the voltage at the output terminal of the third power supply section is equal to or lower than the second DC voltage, and the voltage at the output terminal of the third power supply section is the second DC voltage. off when higher,
The second control unit controls the first switching element and the An image forming apparatus that controls the switching operation of a second switching element .
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