JPH10323031A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH10323031A
JPH10323031A JP13800297A JP13800297A JPH10323031A JP H10323031 A JPH10323031 A JP H10323031A JP 13800297 A JP13800297 A JP 13800297A JP 13800297 A JP13800297 A JP 13800297A JP H10323031 A JPH10323031 A JP H10323031A
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JP
Japan
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power supply
circuit
control circuit
voltage
capacitor
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JP13800297A
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English (en)
Inventor
Atsushi Asayama
厚 朝山
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源装置の起動後、起動回路を電源から切り
離して抵抗損失を無くし、消費電力を低減すると共に高
信頼性を確保するようにした電源装置を提供する。 【解決手段】 直流電源Vin(DC)が入力されるトラ
ンスT1の第1の一次側巻線N11に接続されたスイッチ
ング素子Q1を高周波スイッチングして二次側巻線N21
に電力を伝達する電源装置の前記直流電源に、起動抵抗
R1とスイッチ素子Q2とコンデンサC2をこの順序で直
列に接続した起動回路15を接続し、スイッチ素子Q2
とコンデンサC2との接続点にスイッチング素子Q1を制
御する制御回路10の電源入力端子10aと、トランス
T1の第2の一次側巻線N12に接続された整流平滑回路
12の出力端子を接続し、前記直流電源に起動回路15
と並列にスイッチ素子Q2を制御する制御回路16を接
続したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置に関し、
特に複写機、プリンタ等に適用される電源装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】複写機、プリンタ等の電子機器の電源装
置としては、一次側制御方式のスイッチング電源装置が
用いられている。図3は、従来の電源装置の回路図であ
る。
【0003】電源装置は、入力端子1、2に接続されて
商用電源Vin(AC)を全波整流するダイオードブリッ
ジDB1、ダイオードブリッジDB1の出力端子3、4に
第1の一次側巻線N11が接続されたメイントランス(多
巻線トランス)T1、一次側巻線N11に直列に接続され
たスイッチング素子(例えば、電界効果トランジスタ
「FET」)Q1、このスイッチング素子Q1を制御する
第1の制御回路としてのパルス周波数変調(PFM)制
御回路(以下単に「制御回路」という)10、電源装置
の起動時に制御回路10に電源を供給する起動回路1
1、トランスT1の第2の一次側巻線N12に接続されて
電源装置の起動後制御回路10に直流電源を供給する整
流平滑回路12、トランスT1の二次側巻線N21に接続
されて所定の直流電圧を出力する出力回路13、出力回
路13の出力電圧を検出して制御回路10にフィードバ
ックするフィードバック回路14等により構成されてい
る。
【0004】電源装置の入力端子1、2を商用電源Vin
(AC)に接続すると、ダイオードブリッジDB1、平
滑コンデンサC1により整流平滑された直流電圧Vin
(DC)が端子3に得られる。そして、制御回路10に
よりスイッチング素子Q1を高周波スイッチング(オン
・オフ)することで、トランスT1の二次側巻線N21に
一次側巻線N11との巻線比に応じた交流電圧が発生す
る。出力回路13は、この発生した交流電圧をダイオー
ドD5、チョークコイルL1、平滑コンデンサC4により
整流平滑して直流電圧V0を出力する。フィードバック
回路14は、この出力電圧V0を検出してフィードバッ
ク信号を出力する。制御回路10は、出力電圧V0が所
望の値となるように、フィードバック回路14からのフ
ィードバック信号に基づいてスイッチング素子Q1のス
イッチングデューティを制御する。
【0005】制御回路10の電源は、起動時には起動抵
抗R1、R2、コンデンサC2からなる起動回路11によ
り供給する。つまり、起動抵抗R1によりコンデンサC2
に充電して制御回路10に供給する。コンデンサC2の
端子電圧Vccが制御回路10の動作開始電圧に達する
と、当該制御回路10がスイッチング素子Q1をスイッ
チングし始め、スイッチング素子Q1がスイッチングを
開始すると、トランスT1の第2の一次側巻線N12に交
流電圧が発生する。整流平滑回路12は、この交流電圧
をダイオードD1、コンデンサC3により整流平滑して制
御回路10の電源入力端子10a、10bに供給する。
スイッチング素子Q1がスイッチングを開始した後も起
動抵抗R1には電流が流れ続ける。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図3に示す
ような回路構成において起動回路11の起動抵抗R1
は、常に通電されているために発熱しており、入力直流
電圧Vin(DC)が高いときには顕著に損失が大きくな
り、軽負荷時(又は、待機状態)の効率の悪化、起動抵
抗R1の発熱による周囲の部品の劣化等の問題がある。
また、起動抵抗R1の発熱を減らすために起動抵抗R1、
R2の抵抗値を大きくすると、コンデンサC2の充電電流
が小さくなって充電時間が長くなり、この結果、電源装
置の起動時間が長くなってしまい、使用者にとって使い
にくいものとなってしまうという問題が生じる。
【0007】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、電源装置の起動後、起動回路を電源から切り離して
抵抗損失をなくし、消費電力を低減すると共に高信頼性
を確保するようにした電源装置を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1に係る電源装置は、直流電源が入
力されるトランスの第1の一次側巻線に接続されたスイ
ッチング素子を高周波スイッチングして二次側巻線に電
力を伝達する電源装置であって、前記直流電源に起動抵
抗とスイッチ素子とコンデンサをこの順序で直列に接続
した起動回路を接続し、前記スイッチ素子とコンデンサ
との接続点に前記スイッチング素子を制御する第1の制
御回路の電源入力端子と前記トランスの第2の一次側巻
線に接続された整流平滑回路の出力端子を接続し、前記
直流電源に起動回路と並列に前記スイッチ素子を制御す
る第2の制御回路を接続したことを特徴とする。
【0009】請求項2に係わる電源装置は、前記第2の
制御回路は、電源装置の起動後にスイッチ素子をオフす
ることを特徴とする。
【0010】請求項3に係わる電源装置は、前記第2の
制御回路は、直流電源電圧の抵抗分圧値と整流平滑回路
の電圧値とを比較してスイッチ素子をオフすることを特
徴とする。
【0011】請求項4に係わる電源装置は、前記第2の
制御回路は、整流平滑回路の整流平滑電圧によりスイッ
チ素子を逆バイアスすることを特徴とする。
【0012】請求項5に係わる電源装置は、前記スイッ
チ素子は、トランジスタであることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
【0014】図1は、本発明の実施の一形態に係る電源
装置の回路図である。尚、図3に示す電源装置の回路部
品と同一の回路部品には同一の符号を付してある。図1
の電源装置において、図3の電源装置と異なる点は、図
3の起動回路11に代えてスイッチ素子Q2を有する起
動回路15を使用したこと、及び起動回路15のスイッ
チ素子Q2を制御する第2の制御回路としてのスイッチ
素子制御回路(以下単に「制御回路」という)16を設
けたことである。
【0015】起動回路15は、起動抵抗R1とスイッチ
素子Q2とコンデンサC2が、この順序で接続された直列
回路からなり、スイッチ素子Q2は、トランジスタ(以
下「トランジスタQ2」という)により構成されてい
る。起動抵抗R1の一端は、接続端子3に接続され、他
端はトランジスタQ2のコレクタに接続される。コンデ
ンサC2の一端は、トランジスタQ2のエミッタに接続さ
れ、他端は、接地されている。抵抗R2は、コンデンサ
C2に並列に接続されている。そして、コンデンサC2の
両端が制御回路10の電源入力端子10a、10bに接
続される。
【0016】整流平滑回路12は、メイントランスT1
の第2の一次側巻線N12、整流ダイオードD1、逆流防
止ダイオードD2、及び平滑コンデンサC3からなる。
第2の一次側巻線N12の一方端は、ダイオードD1、D2
を通して起動回路16のトランジスタQ2のエミッタと
とコンデンサC2との接続点に接続され、他方端は、接
地される。
【0017】制御回路16は、分圧抵抗R3、R4、ダイ
オードD3、D4からなり、抵抗R3とR4は直列に接続さ
れ、抵抗R3側が接続端子3に接続され、抵抗R4側が接
地されている。抵抗R3とR4との接続点は、ダイオード
D3を介してトランジスタQ2のベースに接続されてい
る。ダイオードD4は、アノード側がトランジスタQ2の
エミッタに、カソード側がベースに接続されている。整
流平滑回路12の出力電圧(整流平滑電圧)V2は、抵
抗R3とR4との接続点の電圧V1よりも高く設定されて
おり、トランジスタQ2を逆バイアスするように設定さ
れている。
【0018】出力回路13は、トランスT1の二次側巻
線N21、ダイオードD5、D6、チョークコイルL1、平
滑コンデンサC4からなる。二次側巻線N21の一方端
は、ダイオードD5、チョークコイルL1を通して出力端
子5に接続され、他方端は、出力端子6に接続されると
共に接地されている。ダイオードD6は、ダイオードD5
とチョークコイルL1の接続点と二次側巻線N21の他方
端との間に接続されている。また、コンデンサC4はチ
ョークコイルL1の出力側と二次側巻線N21の他方端と
の間に接続されている。
【0019】フィードバック回路14は、比較器を備
え、出力回路13の出力電圧V0を検出して設定電圧と
比較し、偏差に応じたフィードバック信号を出力する。
前記比較器は、設定電圧を任意に調節可能とされてお
り、出力回路13の出力電圧V0を任意に設定可能とさ
れている。フィードバック回路14のフィードバック信
号は、制御回路10にフィードバックされる。
【0020】制御回路10は、高周波パルス信号を出力
してスイッチング素子Q1をスイッチングする。そし
て、このパルス信号の周波数は、フィードバック回路1
4からのフィードバック信号に応じて制御(PFM)さ
れる。即ち、制御回路10は、フィードバック回路14
からのフィードバック信号に基づいて出力回路13の出
力電圧V0がフィードバック回路14で設定した所望の
電圧となるようにスイッチング素子Q1のスイッチング
デューティを制御する。
【0021】以下に電源装置の動作を説明する。
【0022】電源装置は、入力端子1、2が商用電源V
in(AC)に接続されると、ダイオードブリッジDB
1、平滑コンデンサC1により整流平滑された直流電圧
(電源)Vin(DC)が端子3に得られる。制御回路1
6は、この直流電圧Vin(DC)を抵抗R3とR4とによ
り分圧し、これらの抵抗R3とR4との接続点に電圧V1
を発生する。この電圧V1は、抵抗R3、R4、R2等のバ
ランスで決まる。この電圧V1は、ダイオードD3を通し
てトランジスタQ2のベースに加えられ、当該トランジ
スタQ2がオン(導通)する。トランジスタQ2には、ベ
ース・エミッタ間の電圧が(V1−Vf)となるようにベ
ース電流が流れ、コンデンサC2が充電されて端子電圧
Vccが徐々に上昇する。この電圧Vccは、制御回路10
の電源電圧とされる。トランジスタQ2は、抵抗R3によ
り順バイアスされて、Vcc=V1となるまで、導通し、
その後は、Vcc=V1となるように制御動作をする。
【0023】コンデンサC2の端子電圧Vccが上昇して
制御回路10の起動開始電圧に達すると、当該制御回路
10が動作を開始し、スイッチング素子Q1のスイッチ
ングを開始する。スイッチング素子Q1がスイッチング
を開始すると、トランスT1の第2の一次側巻線N12に
は、第1の一次側巻線N11との巻線比に応じたパルス電
圧が発生する。このパルス電圧は、整流平滑回路12の
ダイオードD1により整流されてコンデンサC3を充電し
始め、当該コンデンサC3の端子電圧V2が徐々に上昇す
る。この整流平滑された電圧V2は、制御回路10の電
源入力端子10aに加えられる。尚、制御回路10の電
源電圧をVccとし、電圧V1<V2となるように、抵抗R
3、R4、第2の一次側巻線N12を設定しておく。
【0024】コンデンサC3の端子電圧V2が前記電圧V
1を超えると、トランジスタQ2は、ベース/エミッタが
逆バイアスされてオフ(遮断)となる。これにより起動
抵抗R1は、直流電圧(電源)Vin(DC)から切り離
されて電流が流れなくなる。以後、制御回路10の電源
は、トランスT1の一次側巻線N12に接続された整流平
滑回路12のみにより供給される。これにより起動抵抗
R1による電力の損失が無くなる。ダイオードD4は、ト
ランジスタQ2のベース/エミッタ逆バイアス保護ダイ
オードである。尚、抵抗R4に代えてツェナーダイオー
ドを使用してもよい。
【0025】電源装置の電源スイッチがオフされて商用
電源Vin(AC)の供給が遮断されると、当該電源装置
は作動を停止し、一次側巻線N12の電圧の発生が停止し
て整流平滑回路12の出力電圧V2が0Vまで低下す
る。この結果、トランジスタQ2の逆バイアスもなくな
る。以後、電源装置は、前記電源スイッチがオンされて
商用電源Vin(AC)の供給が始まると、再び起動前状
態となり、前述したような動作をする。 (実施の他の形態)図2は、本発明の実施の他の形態に
係る電源装置の回路図である。図2において図1の電源
装置の回路部品と同一の回路部品には同一の符号を付し
て説明を省略する。図2の電源装置において図1の電源
装置と異なる点は、図1の制御回路16の分圧抵抗R4
に代えてスイッチ素子例えば、抵抗内蔵のトランジスタ
Q3を使用したことである。図2に示すようにトランジ
スタQ3は、コレクタが抵抗R3に接続され、エミッタが
接地され、ベースが整流平滑回路12の出力側に接続さ
れている。
【0026】起動前は、トランジスタQ3がオフされて
おり、この結果、トランジスタQ2がオンとなり、起動
抵抗R1を通してコンデンサC2が充電される。コンデン
サC2の端子電圧Vccが徐々に上昇して制御回路10の
起動開始電圧に達すると、当該制御回路10が動作を開
始し、スイッチング素子Q1のスイッチングを開始す
る。スイッチング素子Q1がスイッチングを開始する
と、トランスT1の第2の一次側巻線N12に第1の一次
側巻線N11との巻線比に応じたパルス電圧が発生する。
このパルス電圧は、整流平滑回路12のダイオードD1
により整流され、コンデンサC3が充電され始め、当該
コンデンサC3の端子電圧V2が徐々に上昇する。これに
よりトランジスタQ3がオンする。
【0027】トランジスタQ3がオンすると、トランジ
スタQ2のベース電圧がエミッタ電圧(コンデンサC2の
端子電圧Vcc)よりも低くなり、当該トランジスタQ2
が逆バイアスされてオフとなる。これにより起動後、起
動抵抗R1は、直流電圧(電源)Vin(DC)から切り
離される。そして、図1に示す電源装置では起動後、ト
ランジスタQ2のベースに印加する電圧V1が整流平滑回
路12の出力電圧V2よりも低い(V1<V2)ことが必
要であるが、図2に示す電源装置では、V1≧V2でも動
作する。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように請求項1に記載の電
源装置によれば、電源装置の起動後は、スイッチ素子に
より、電源から起動回路を切り離すことで起動抵抗によ
る電力の損失をなくすことができると共に、当該起動抵
抗の発熱による周囲の部品の劣化を抑えることができ
る。これにより、電源装置の低消費電力、高信頼性が確
保される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係る電源装置の回路図
である。
【図2】本発明の実施の他の形態に係る電源装置の回路
図である。
【図3】従来の電源装置の回路図である。
【符号の説明】
DB1 ダイオードブリッジ T1 メイントランス(多巻線トランス) C1〜C4 コンデンサ R1〜R4 抵抗 D1〜D6 ダイオード Q1 スイッチング素子(FET) Q2、Q3 スイッチ素子(トランジスタ) 10 スイッチング素子の制御回路(第1の制御回路) 12 整流平滑回路 13 出力回路 14 フィードバック回路 15 起動回路 16 スイッチ素子の制御回路(第2の制御回路)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源が入力されるトランスの第1の
    一次側巻線に接続されたスイッチング素子を高周波スイ
    ッチングして二次側巻線に電力を伝達する電源装置であ
    って、 前記直流電源に起動抵抗とスイッチ素子とコンデンサを
    この順序で直列に接続した起動回路を接続し、前記スイ
    ッチ素子とコンデンサとの接続点に前記スイッチング素
    子を制御する第1の制御回路の電源入力端子と前記トラ
    ンスの第2の一次側巻線に接続された整流平滑回路の出
    力端子を接続し、前記直流電源に起動回路と並列に前記
    スイッチ素子を制御する第2の制御回路を接続したこと
    を特徴とする電源装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の制御回路は、電源装置の起動
    後にスイッチ素子をオフすることを特徴とする請求項1
    に記載の電源装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の制御回路は、直流電源電圧の
    抵抗分圧値と整流平滑回路の電圧値とを比較してスイッ
    チ素子をオフすることを特徴とする請求項1又は2に記
    載の電源装置。
  4. 【請求項4】 前記第2の制御回路は、整流平滑回路の
    整流平滑電圧によりスイッチ素子を逆バイアスすること
    を特徴とする請求項1乃至3に記載の電源装置。
  5. 【請求項5】 前記スイッチ素子は、トランジスタであ
    ることを特徴とする請求項1乃至4に記載の電源装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010003072A (ko) * 1999-06-21 2001-01-15 이형도 기동효율을 높인 전원공급장치
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