JPH1056775A - 画像形成装置の電源装置 - Google Patents

画像形成装置の電源装置

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JPH1056775A
JPH1056775A JP8224335A JP22433596A JPH1056775A JP H1056775 A JPH1056775 A JP H1056775A JP 8224335 A JP8224335 A JP 8224335A JP 22433596 A JP22433596 A JP 22433596A JP H1056775 A JPH1056775 A JP H1056775A
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JP
Japan
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power supply
image forming
forming apparatus
active filter
control
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JP8224335A
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English (en)
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Naomoto Sato
直基 佐藤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40Arrangements for reducing harmonics

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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動作制御・コストの両面において高効率の画
像形成装置の電源装置を得る。 【解決手段】 DC電源1は、AC入力11をダイオー
ドブリッジDBにより整流し、その後に設けられたチョ
ークコイルL、スイッチング素子FET、フライホイー
ルダイオードD、平滑コンデンサCを有し、一般的な昇
圧チョッパ方式のアクティブフィルタが構成される。こ
の構成において、アクティブ・フィルタの制御をデジタ
ル化し、画像形成装置本体の制御部等で制御する。よっ
て、アクティブ・フィルタの制御は、DC−DCコンバ
ータの制御と比較した場合、制御装置に与える負荷も少
ない。また、コストの面からもアクティブ・フィルタの
制御ICと比較してDC−DCコンバータの制御ICは
低コストとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置の電
源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、画像形成装置の電源装置は一般的
に、アクティブ・フィルタを使用し、出力電源を制御す
るために専用の制御ICを設けている。図5はこの制御
ICにより制御された場合のDC電源の入力電流波形で
あり、図6はアクティブ・フィルタなしの場合の入力電
流波形を示している。また、近年の画像形成装置の多機
能化、高精度化等の進化において、それに用いられる電
源装置にも小型軽量化、高精度化・高効率化、低廉価、
且つ多種多様の電源出力を可能とする機能が要求され
る。
【0003】このような要求において、例えば、特開平
8−84467号公報は、コンデンサ入力型整流コンバ
ータ部を備えた単一、または多出力の電源装置を開示し
ている。本従来例では、コンデンサ入力型整流コンバー
タ部と、単一又は複数の所望の電圧の出力を得るDC−
DCコンバータ部とを有し、整流コンバータ部の入力電
流波形を正弦波状として力率改善する制御と、DC−D
Cコンバータ部の電圧制御とを時分割で行うPWM制御
手段20を設けたことを特徴としている。この構成によ
り、入力電流波形の歪による力率低下や、高調波電流の
発生を防ぎ、無効電力の発生を低減したり、同一AC電
源ラインに接続された機器の誤動作等を防ぎ、電力の有
効利用を可能とする、としている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像形成装置の電源装置は、DC電源としての負荷
の変動が大きい場合において、この負荷変動に迅速に対
応するために制御装置の制御周期を短くする必要があ
る。短い周期での動作の制御は、制御装置または専用の
制御ICに多大な負担を与える。このため、装置の小型
化、低廉価化等において求められる要求と相反する結果
を招く問題点を伴う。
【0005】例えば、高調波電流低減と力率改善による
入力電流低減のための手段として昇圧チョッパとDC−
DCコンバータを組み合わせた、2コンバータ方式のア
クティブ・フィルタが最も有力であるが、アクティブ・
フィルタ専用のICが必要なこと等からコストが高くな
る。
【0006】本発明は、動作制御・コストの両面におい
て高効率の画像形成装置の電源装置を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の画像形成装置の電源装置は、昇圧チョッパ
方式のアクティブ・フィルタと、DC−DCコンバータ
とを有し、所定の画像形成装置と接続され、この画像形
成装置がアクティブフィルタをデジタル的に制御するこ
とにより、出力電圧の制御を可能としたことを特徴とし
ている。
【0008】さらに、上記の画像形成装置の電源装置
は、ゼロクロス検出手段を有し、このゼロクロス検出手
段が検出したAC入力のゼロクロス割込み信号を基準
に、アクティブ・フィルタのスイッチング素子をパルス
幅制御するとよい。
【0009】また、AC入力の周波数の違いにより、パ
ルス幅制御の周期を変化させ、さらには、パルス幅制御
の周期を決定した後にアクティブ・フィルタを動作さ
せ、画像形成装置の待機状態に移行していくとよい。
【0010】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる画像形成装置の電源装置の実施の形態を詳細に説明
する。図1〜図4を参照すると本発明の画像形成装置の
電源装置の一実施形態が示されている。
【0011】図1は、画像形成装置の電源装置の実施形
態の構成例を示す回路ブロック図である。本実施形態の
画像形成装置の電源装置は、DC電源1および本体制御
装置2とが、PWMタイマ3およびA/Dコンバータ4
とで接続され、さらに、本体制御装置2がゼロクロス検
出回路5を介してAC電源6と接続されている。
【0012】DC電源1は、AC入力11をダイオード
ブリッジDBにより整流し、その後に設けられたチョー
クコイルL、スイッチング素子FET、フライホイール
ダイオードD、平滑コンデンサCを有して構成される、
一般的な昇圧チョッパ方式のアクティブフィルタ(A
F)である。また、DC−DCコンバータ12は、平滑
コンデンサCの両端の電圧を、規定の出力電圧になるよ
うにDC−DCコンバータ12内の不図示の制御ICに
より制御している。DC−DCコンバータ12の方式
は、一般的には用途により異なるものが採用されるが、
本実施形態においてこの特定は不要である。
【0013】スイッチング素子FETは、専用の制御I
Cにより出力電圧、入力電流をフィードバックしPWM
制御されているが、本実施形態では、アクティブ・フィ
ルタの出力電圧、入力電流をA/D変換し、本体制御装
置2にフィードバックし、演算し、その結果でスイッチ
ング素子FETをPWM制御によりON/OFFする。
【0014】従来、DC電源の制御をデジタル化する手
段等が考案されているが、本実施形態では、図1に示す
様に、高調波電流低減と力率改善による入力電流低減を
目的とした昇圧チョッパ方式のアクティブ・フィルタ
と、DC−DCコンバータ12とを組み合わせて画像形
成装置のDC電源装置を構成する。本構成において、ア
クティブ・フィルタの制御のみをデジタル動作化し、画
像形成装置内の本体制御装置2によって制御する。
【0015】また、本実施形態の目的としてはコストの
低減であり、本来ならDC−DCコンバータの制御も本
体制御装置内に組み込むことが効果がより大きい。画像
形成装置の場合、DC電源としての負荷の変動が大き
く、負荷変動に対応するためには、本体制御装置の制御
周期を短くする等が必要であり、本体制御装置に多大な
負荷を与えてしまう。しかし、アクティブ・フィルタの
制御は、DC−DCコンバータの制御と比較した場合
に、本体制御装置2に与える負担が少ない。
【0016】<動作例1>アクティブ・フィルタの制御
の1つとして、アクティブ・フィルタの出力電圧、すな
わちDC−DCコンバータの入力電圧を一定のDC出力
にする。デジタルアクティブ・フィルタの場合、制御系
の遅れが出るために、予めAC入力波形が正弦波である
と予想して、スイッチング素子のON/OFFのための
パルス信号のデューティのテーブルを用意しておくこと
が効果的である。そのためにAC波形の電圧の極性が反
転する点(ゼロクロスポイント)を基準に、パルス信号
のデューティを更新できるように、図2のように、ゼロ
クロス信号を検出して本体制御装置2の外部割込み入力
とする。
【0017】具体的な一例として、500μsecのタ
イマ割込みを使用し、500μsec毎にパルス信号の
デューティを更新する。AC入力の周波数が50Hzと
すると、1周期は20msecであり、1/2周期では
20回デューティを更新することになる。つまり、ゼロ
クロス信号入力の割込みにより500μsecのタイマ
割込みをスタートさせ、500μsec毎にパルス信号
のデューティを更新することになる。
【0018】また、図2の様にAC入力波形に対してゼ
ロクロス信号がlowアクティブであり、割込み信号の
検出を立ち上りエッジとする。実際のゼロクロス信号に
は、真のゼロクロスポイントを中心として前後に500
μsec程の時間的な幅があるために、ゼロクロス信号
の立ち上りで割込み検出した場合には、真のゼロクロス
ポイントから500μsec遅れた時点での入力波形と
してデューティを決定する。
【0019】図3に、アクティブ・フィルタ(AF)の
出力電圧(またはDC−DCコンバータの入力電圧)
を、212Vに定電圧制御するためのデューティのテー
ブル例を示す。また、これらのテーブルを用いて動作さ
せたアクティブ・フィルタを使用したDC電源の入力電
流波形を図4に示す。
【0020】但し、実際の制御では入力電圧変動等に対
応するために、これらのテーブルを基準に入力電流、出
力電圧、入力電圧をフィードバックし、最適のデューテ
ィを決定する。また、制御周期を500μsecより短
くすれば、入力電流波形はより正弦波に近づき力率は改
善される。
【0021】<動作例2>AC入力周波数の違い(50
/60Hz)により、前記請求項の制御周期を変更する
ことを特徴とする。前記請求項のように50Hz時の制
御周期を500μsecとした場合に、60Hz時には
500μsecでは正しい制御が行えずに制御周期が位
相と異なるとDC−DCコンバータを破壊する可能性も
ある。
【0022】また、60Hz時に同じ分解能を得るため
には500μsec×50Hz/60Hzの制御周期に
する必要がある。よって、ACの入力周波数を検知して
から制御周期を決定する。
【0023】<動作例3>従来のDC電源では、AC入
力と同時にアクティブ・フィルタ、DC−DCコンバー
タが動作し、画像形成装置の制御装置が動作し画像形成
待機状態へと移行していく。負荷電流が少ない場合に
は、アクティブ・フィルタが動作していなくてもDC−
DCコンバータの出力(DC電源の出力)は可能である
ので本発明では請求項3の様にAC入力周波数を検知し
てから制御周期を決定し、その後でアクティブ・フィル
タを動作させてから待機状態へ移行していく。
【0024】仮にアクティブ・フィルタが動作していな
い状態で待機状態に移行していくと、画像形成装置の駆
動系のモータ等が回転する際に負荷電流が増大し、DC
−DCコンバータの出力が低下することが考えられるか
らである。
【0025】上記の実施形態によれば、アクティブ・フ
ィルタの制御をデジタル化し、画像形成装置本体の制御
部等で制御することにより専用ICを削減し、コストの
低減が図れる。アクティブ・フィルタの制御は、DC−
DCコンバータの制御と比較した場合、制御装置に与え
る負荷も少ない。また、コストの面からもアクティブ・
フィルタの制御ICと比較してDC−DCコンバータの
制御ICは低コストなのでアクティブ・フィルタ内蔵の
DC電源の場合、アクティブ・フィルタの制御系をデジ
タル化するだけでコストダウン効果が得られる。
【0026】
【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
画像形成装置の電源装置は、接続された所定の画像形成
装置がアクティブフィルタをデジタル的に制御し、出力
電圧の制御を可能としている。よって、出力電圧制御用
の専用ICが不要となり、コストの低減が図れる。ま
た、アクティブ・フィルタのディジタル的な制御は、D
C−DCコンバータの制御と比較した場合、制御装置に
与える負荷が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の電源装置の実施形態を
示す回路構成ブロック図である。
【図2】AC入力信号に対するゼロクロス信号と割込み
のタイミングを表わした図である。
【図3】アクティブ・フィルタの出力電圧を、定電圧制
御するためのデューティのテーブル例を示す図表であ
る。
【図4】図3のテーブルを用いてアクティブ・フィルタ
を動作させた場合のDC電源の入力電流波形例を示す。
【図5】従来の専用の制御ICを用いてアクティブ・フ
ィルタを動作させた場合のDC電源の入力電流波形例を
示す。
【図6】アクティブ・フィルタを用いない場合のDC電
源の入力電流波形例を示す。
【符号の説明】
1 DC電源 2 本体制御装置 3 PWMタイマ 4 A/Dコンバータ 5 ゼロクロス検出回路 6 AC電源 11 AC入力 12 DC−DCコンバータ C 平滑コンデンサ D フライホイールダイオード DB ダイオードブリッジ FET スイッチング素子 L チョークコイル

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 昇圧チョッパ方式のアクティブ・フィル
    タと、 DC−DCコンバータとを有し、 所定の画像形成装置と接続され、該画像形成装置が前記
    アクティブフィルタをデジタル的に制御することによ
    り、出力電圧の制御を可能としたことを特徴とする画像
    形成装置の電源装置。
  2. 【請求項2】 前記画像形成装置の電源装置は、さら
    に、ゼロクロス検出手段を有し、該ゼロクロス検出手段
    が検出したAC入力のゼロクロス割込み信号を基準に、
    前記アクティブ・フィルタのスイッチング素子をパルス
    幅制御することを特徴とする請求項1記載の画像形成装
    置の電源装置。
  3. 【請求項3】 前記AC入力の周波数の違いにより、前
    記パルス幅制御の周期を変化させることを特徴とする請
    求項2記載の画像形成装置の電源装置。
  4. 【請求項4】 前記AC入力の周波数の違いにより、前
    記パルス幅制御の周期を決定した後に前記アクティブ・
    フィルタを動作させ、前記画像形成装置の待機状態に移
    行していくことを特徴とする請求項2記載の画像形成装
    置の電源装置。
JP8224335A 1996-08-07 1996-08-07 画像形成装置の電源装置 Pending JPH1056775A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010161844A (ja) * 2009-01-07 2010-07-22 Fuji Electric Systems Co Ltd 無停電電源装置
WO2016047207A1 (ja) * 2014-09-24 2016-03-31 三菱電機株式会社 電源制御装置の力率補償回路、その制御方法、およびled照明装置

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