JP6760087B2

JP6760087B2 - Control method of power supply device, image forming device, and overcurrent protection circuit

Info

Publication number: JP6760087B2
Application number: JP2017000886A
Authority: JP
Inventors: 政行渡邉; 雄平立本; 誠島添; 明洋林
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2017-01-06
Filing date: 2017-01-06
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2037-01-06
Also published as: JP2018110503A

Description

本発明は、電源装置および画像形成装置、並びに電源装置の過電流保護回路の制御方法に関する。 The present invention relates to a power supply device, an image forming device, and a method for controlling an overcurrent protection circuit of the power supply device.

電子写真方式などによって用紙に画像を印刷するプリンタ、コピー機、ファクシミリ機、またはこれらの機能を集約したＭＦＰ（Multi-functional Peripheral ：多機能機または複合機）などにおいては、制御回路などに種々の直流電圧を供給するための電源装置が備えられている。 In printers, copiers, facsimile machines that print images on paper by electrophotographic methods, or MFPs (Multi-functional Peripherals) that integrate these functions, various control circuits and the like are used. A power supply device for supplying a DC voltage is provided.

低圧の電源装置として、ＤＣ２４ボルトを出力するメインコンバータと、メインコンバータの出力により動作してＤＣ５ボルトを出力するサブコンバータとを有したスイッチング方式の直流安定化電源がしばしば用いられる。 As a low-voltage power supply, a switching type DC regulated power supply having a main converter that outputs 24 volt DC and a sub-converter that operates by the output of the main converter and outputs 5 volt DC is often used.

そのような電源装置において、メインコンバータでは、例えば商用交流電力を整流・平滑した直流電力をスイッチング回路により交流電力に変換してトランスの１次巻線に入力する。トランスの２次巻線に誘起された交流電力を整流・平滑して直流電力を出力する。スイッチング回路の制御に出力電圧の変動をフィードバックすることによって出力電圧を安定化する。サブコンバータとして、ＤＣ２４ボルトをＤＣ５ボルトに変換するＤＣ／ＤＣコンバータが用いられる。 In such a power supply device, in the main converter, for example, DC power obtained by rectifying and smoothing commercial AC power is converted into AC power by a switching circuit and input to the primary winding of the transformer. The AC power induced in the secondary winding of the transformer is rectified and smoothed, and the DC power is output. The output voltage is stabilized by feeding back the fluctuation of the output voltage to the control of the switching circuit. As the sub-converter, a DC / DC converter that converts 24 volt DC to 5 volt DC is used.

そのような電源装置の例が特許文献１、２に開示されている。 Examples of such a power supply device are disclosed in Patent Documents 1 and 2.

特開２００６−６７７０３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-67703 特開２００３−９５１５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-9515

さて、このような従来の電源装置において、適切な過電流保護をどのように行うかという課題がある。 Now, in such a conventional power supply device, there is a problem of how to appropriately perform overcurrent protection.

例えば、メインコンバータの過電流保護については、トランスの一次側の電流を検出して過電流であるかどうかを判断し、過電流である場合にメインコンバータを停止させることが行われている。この場合に、メインコンバータを制御するための制御ＩＣに搭載された過電流保護機能が利用される。 For example, with regard to overcurrent protection of the main converter, the current on the primary side of the transformer is detected to determine whether or not it is an overcurrent, and if it is an overcurrent, the main converter is stopped. In this case, the overcurrent protection function mounted on the control IC for controlling the main converter is used.

この場合に、メインコンバータの過電流保護では、ＤＣ２４ボルトとＤＣ５ボルトの両方の出力に対応した最大電流を考慮して、過電流の判断レベルが設定される。したがって、その判断レベルは必然的に高電力の設定となる。 In this case, in the overcurrent protection of the main converter, the overcurrent determination level is set in consideration of the maximum current corresponding to the outputs of both DC 24 volt and DC 5 volt. Therefore, the judgment level is inevitably set to high power.

他方、サブコンバータの過電流保護については、例えばＤＣ／ＤＣコンバータに付設される過電流保護回路によって、ＤＣ５ボルトの出力のみに対応して過電流か否かを判断し、過電流の場合にＤＣ５ボルトの出力を遮断する構成となっている。 On the other hand, regarding the overcurrent protection of the sub-converter, for example, the overcurrent protection circuit attached to the DC / DC converter determines whether or not the overcurrent corresponds only to the output of DC5 volt, and in the case of the overcurrent, the DC5 It is configured to cut off the output of the bolt.

また、特許文献１にも開示されるように、メインコンバータの出力電圧をサブコンバータの出力電圧まで低下させた状態つまり軽負荷状態で、メインコンバータのみを動作させることがある。 Further, as disclosed in Patent Document 1, only the main converter may be operated in a state where the output voltage of the main converter is lowered to the output voltage of the sub converter, that is, in a light load state.

また一方、ＭＦＰなどでは、一定時間操作がなかった場合にスリープモード（低消費電力モード）に移行することがある。スリープモードでは、電源としてＤＣ５ボルトのみが供給され、一部のＣＰＵのみが動作し、いわゆる軽負荷状態での動作となる。この場合に、その電源装置において、メインコンバータの出力先を遮断するとともに、メインコンバータによってＤＣ５ボルトを供給するよう制御することが考えられる。 On the other hand, the MFP or the like may shift to the sleep mode (low power consumption mode) when there is no operation for a certain period of time. In the sleep mode, only DC 5 volt is supplied as a power source, and only a part of the CPU operates, so that the operation is in a so-called light load state. In this case, it is conceivable that the power supply device cuts off the output destination of the main converter and controls the main converter to supply DC5 volt.

このような場合に、負荷が大幅に低減するにも係わらず過電流の判断レベルが大きいため、メインコンバータの過電流保護が機能しなくなるという問題がある。このような問題について、従来においては認識も対応もされていない。 In such a case, there is a problem that the overcurrent protection of the main converter does not function because the overcurrent determination level is large even though the load is significantly reduced. Conventionally, such a problem has not been recognized or dealt with.

そのため、従来の技術では、軽負荷状態においてＤＣ５ボルトの出力に過電流が発生した場合に、その過電流がトランスの一次側でしか検出できないので、過電流保護機能が働くまでに大きな電流が流れてしまい、電源装置や負荷側などにダメージを与える恐れがある。 Therefore, in the conventional technology, when an overcurrent occurs in the output of DC5 volt in a light load state, the overcurrent can be detected only on the primary side of the transformer, so that a large current flows before the overcurrent protection function works. There is a risk of damaging the power supply and load side.

これについて、例えば、ＤＣ５ボルトの出力先にヒューズなどの電流遮断素子を接続することが考えられる。しかし、この場合には、ユーザやサービスマンの不注意でＤＣ５ボルトラインを地絡させてしまった場合に、電源自体の交換などが必要となって大きな損失を生む結果となることがある。 Regarding this, for example, it is conceivable to connect a current cutoff element such as a fuse to the output destination of DC 5 volt. However, in this case, if the DC5 volt line is inadvertently grounded by the user or the service person, it may be necessary to replace the power supply itself, resulting in a large loss.

また、別途専用の過電流保護回路を設けることも考えられるが、その場合には二次側に過電流検出素子を接続することで電力を余計に消費することとなり、効率が低下する。 Further, it is conceivable to separately provide a dedicated overcurrent protection circuit, but in that case, connecting an overcurrent detection element to the secondary side consumes extra power, which reduces efficiency.

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、メインコンバータとサブコンバータとを有する電源装置において、軽負荷状態でメインコンバータのみを動作させる場合においても適切な過電流保護を行い得るようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, so that in a power supply device having a main converter and a sub-converter, appropriate overcurrent protection can be performed even when only the main converter is operated under a light load state. The purpose is to do.

本発明の実施形態に係る電源装置は、メインコンバータと、前記メインコンバータの出力により動作してその電圧よりも低い電圧を出力するサブコンバータと、前記メインコンバータおよび前記サブコンバータの動作を制御するとともに、前記メインコンバータのみを出力電圧を低下して動作させるときに、前記メインコンバータおよび前記サブコンバータの両方を動作させるときと比べて、前記メインコンバータを保護するために設けられた過電流保護回路における過電流の判断レベルを低下させるよう切り替える制御装置と、を有する。 The power supply device according to the embodiment of the present invention controls the operation of the main converter, the subconverter that operates by the output of the main converter and outputs a voltage lower than the voltage, and the operation of the main converter and the subconverter. In the overcurrent protection circuit provided to protect the main converter, as compared with the case where both the main converter and the sub-converter are operated when only the main converter is operated with the output voltage lowered. It has a control device that switches to lower the judgment level of overcurrent.

本発明の実施形態に係る制御方法は、電源装置の過電流保護回路の制御方法であって、前記電源装置は、メインコンバータと、前記メインコンバータの出力により動作してその電圧よりも低い電圧を出力するサブコンバータと、を有し、前記メインコンバータのみを出力電圧を低下して動作させるときに、前記メインコンバータおよび前記サブコンバータの両方を動作させるときと比べて、前記メインコンバータを保護するために設けられた過電流保護回路における過電流の判断レベルを低下させるよう切り替える。 The control method according to the embodiment of the present invention is a control method of an overcurrent protection circuit of a power supply device, in which the power supply device operates by a main converter and the output of the main converter to generate a voltage lower than the main converter. To protect the main converter when it has an output sub-converter and only the main converter is operated with the output voltage lowered, as compared with the case where both the main converter and the sub-converter are operated. It is switched so as to lower the judgment level of overcurrent in the overcurrent protection circuit provided in.

本発明によると、メインコンバータとサブコンバータとを有する電源装置において、軽負荷状態でメインコンバータのみを動作させる場合においても適切な過電流保護を行うことができる。 According to the present invention, in a power supply device having a main converter and a sub-converter, appropriate overcurrent protection can be performed even when only the main converter is operated in a light load state.

本発明の一実施形態に係る電源装置を備えた画像形成装置の構成の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the structure of the image forming apparatus provided with the power supply apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 電源装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the power supply device. 電源装置における過電流検出部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the overcurrent detection part in a power supply device. 画像形成装置における電源装置に関わる状態遷移を示す図である。It is a figure which shows the state transition related to the power supply device in an image forming apparatus. 過電流保護回路における処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of processing in an overcurrent protection circuit.

図１には本発明の一実施形態に係る電源装置２を備えた画像形成装置１の構成の概要が示されている。 FIG. 1 shows an outline of the configuration of an image forming apparatus 1 provided with a power supply apparatus 2 according to an embodiment of the present invention.

画像形成装置１は、電子写真方式のプリンタエンジン１０を備えたカラープリンタである。しかし、インクジェット方式などであってもよく、また、コピー機、ファクシミリ機、またはこれらの機能を集約したＭＦＰなどであってもよい。画像形成装置１は、モードの切り替えも含んでその全体的な制御を受け持つ制御装置１００、および画像形成装置１の随所の供給先に電力を供給する電源装置２を有している。 The image forming apparatus 1 is a color printer provided with an electrophotographic printer engine 10. However, it may be an inkjet method or the like, or it may be a copier, a facsimile machine, or an MFP that integrates these functions. The image forming apparatus 1 has a control device 100 that is in charge of overall control including mode switching, and a power supply device 2 that supplies electric power to various supply destinations of the image forming apparatus 1.

プリンタエンジン１０は４個のイメージングステーション１１，１２，１３，１４を有しており、カラー印刷に際して、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナー像を並行して形成する。イメージングステーション１１〜１４のそれぞれは、筒状の感光体、帯電チャージャ、現像器、クリーナ、および露光用の光源などを有している。 The printer engine 10 has four imaging stations 11, 12, 13, and 14, and four-color toners of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are used for color printing. Form images in parallel. Each of the imaging stations 11-14 has a tubular photoconductor, a charged charger, a developing device, a cleaner, a light source for exposure, and the like.

４色のトナー像は中間転写ベルト１６に一次転写され、二次転写ローラ対１６Ｅのニップ部を通過するとき、用紙カセット２０から給紙ローラ１５Ａによって引き出されて搬送されてきた用紙９に二次転写される。二次転写の後、用紙９は定着器１７の内部を通って上部の排紙トレイ１８へ送り出される。定着器１７を通過するとき、加熱および加圧によってトナー像が用紙２に定着する。 The four-color toner image is first transferred to the intermediate transfer belt 16, and when passing through the nip portion of the secondary transfer roller vs. 16E, it is secondarily transferred to the paper 9 drawn out from the paper cassette 20 by the paper feed roller 15A. Transcribed. After the secondary transfer, the paper 9 is fed through the inside of the fuser 17 to the upper output tray 18. When passing through the fuser 17, the toner image is fixed on the paper 2 by heating and pressurizing.

画像形成装置１は、電源装置２の出力に関わる動作モードとして、プリント動作モード、待機モード、およびスリープモード（低消費電力モード）を有している。プリント動作モードでは、プリンタエンジン１０を動作させて画像を印刷する。待機モードでは、電源スイッチのオンからプリント動作モードに移るまでの準備を行う。スリープモードでは、プリンタエンジン１０の動作を休止して消費電力を低減する。 The image forming apparatus 1 has a print operation mode, a standby mode, and a sleep mode (low power consumption mode) as operation modes related to the output of the power supply device 2. In the print operation mode, the printer engine 10 is operated to print an image. In the standby mode, preparations are made from turning on the power switch to shifting to the print operation mode. In the sleep mode, the operation of the printer engine 10 is suspended to reduce power consumption.

図２には電源装置２の回路構成が示されている。 FIG. 2 shows the circuit configuration of the power supply device 2.

電源装置２は、モータやソレノイドなどの駆動に必要な第１の出力電圧Ｖ１の電力、および制御装置１００のＣＰＵ（Central Processing Unit ）などの駆動に必要な第２の出力電圧Ｖ２の電力を、並行して出力することができる。第１の出力電圧Ｖ１は、例えば２４ボルトである。第２の出力電圧Ｖ２は、第１の出力電圧Ｖ１よりも低い電圧であり、例えば５ボルトである。 The power supply device 2 uses the power of the first output voltage V1 required to drive the motor, the solenoid, and the like, and the power of the second output voltage V2 required to drive the CPU (Central Processing Unit) of the control device 100. It can be output in parallel. The first output voltage V1 is, for example, 24 volts. The second output voltage V2 is a voltage lower than the first output voltage V1, for example, 5 volts.

電源装置２は、メインコンバータ３、サブコンバータ４、メインコンバータ制御部５、迂回路４０、開閉スイッチ４１、切替え回路４２、および分圧回路４３を有する。 The power supply device 2 includes a main converter 3, a sub-converter 4, a main converter control unit 5, a detour circuit 40, an open / close switch 41, a switching circuit 42, and a voltage dividing circuit 43.

メインコンバータ３は、商用交流を直流に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータである。ＡＣ／ＤＣ変換の方式は、例えばフライバック方式であり、トランス３５を用いて一次側（入力側）から二次側（出力側）へ電力を伝える。 The main converter 3 is an AC / DC converter that converts commercial alternating current into direct current and outputs it. The AC / DC conversion method is, for example, a flyback method, in which electric power is transmitted from the primary side (input side) to the secondary side (output side) by using a transformer 35.

一次側は、フィルタ３０、ダイオードブリッジ３１、平滑コンデンサ３２、過電流検出部３３、およびトランジスタ３４を有する。二次側は、ダイオード３６、平滑コンデンサ３７、モニタ回路３８、スイッチ３９、および出力端子８３，８４を有する。 The primary side has a filter 30, a diode bridge 31, a smoothing capacitor 32, an overcurrent detection unit 33, and a transistor 34. The secondary side has a diode 36, a smoothing capacitor 37, a monitor circuit 38, a switch 39, and output terminals 83 and 84.

一次側において、フィルタ３０は、高調波電流ノイズを低減し、ダイオードブリッジ３１は、商用交流を全波整流し、平滑コンデンサ３２は、全波整流後の脈流を平滑化する。トランジスタ３４は、トランス３５の一次巻線に対する電力（電流）の入力を数十〜数百ＫＨｚ程度の高い周波数で断続させるためのスイッチング素子である。過電流検出部３３の構成を後に述べる。 On the primary side, the filter 30 reduces harmonic current noise, the diode bridge 31 full-wave rectifies commercial alternating current, and the smoothing capacitor 32 smoothes the pulsating current after full-wave rectification. The transistor 34 is a switching element for interrupting the input of electric power (current) to the primary winding of the transformer 35 at a high frequency of about several tens to several hundreds KHz. The configuration of the overcurrent detection unit 33 will be described later.

二次側において、ダイオード３６は、トランス３５の二次巻線からから出力される交流電力を半波整流し、平滑コンデンサ３７は、半波整流後の脈流を平滑化する。平滑コンデンサ３７の端子間電圧Ｖ３７が出力電圧Ｖ１として出力端子８３，８４を介して負荷に印加される。 On the secondary side, the diode 36 half-wave rectifies the AC power output from the secondary winding of the transformer 35, and the smoothing capacitor 37 smoothes the pulsating current after the half-wave rectification. The voltage V37 between the terminals of the smoothing capacitor 37 is applied to the load as the output voltage V1 via the output terminals 83 and 84.

モニタ回路３８は、出力電圧Ｖ１を検出するための集積回路、およびフォトカプラの発光部などから構成される。出力電圧Ｖ１に応じてフォトカプラに電流が流れ、発光量の増減がフィードバック信号Ｓ１としてメインコンバータ制御部５に入力される。 The monitor circuit 38 includes an integrated circuit for detecting the output voltage V1, a light emitting unit of a photocoupler, and the like. A current flows through the photocoupler according to the output voltage V1, and the increase / decrease in the amount of light emitted is input to the main converter control unit 5 as a feedback signal S1.

メインコンバータ制御部５は、フィードバック信号Ｓ１を受信するフォトカプラの受光部を有しており、入力されたフィードバック信号Ｓ１に基づいて、出力電圧Ｖ１が設定値（２４ボルト）となるように、トランス３５に対する電力の入力を制御する。つまり、出力電圧Ｖ１の値が設定値よりも高いときには、トランジスタ３４のオン期間を短くし、設定値よりも低いときにはオン期間を長くするようにパルス幅変調信号Ｓ２のデューティ比を調整する。これにより、ＡＣ／ＤＣコンバータ２は、ＤＣ２４ボルトの直流電力を出力する。 The main converter control unit 5 has a light receiving unit of a photocoupler that receives the feedback signal S1, and is a transformer so that the output voltage V1 becomes a set value (24 volts) based on the input feedback signal S1. Controls the input of power to 35. That is, the duty ratio of the pulse width modulation signal S2 is adjusted so that the ON period of the transistor 34 is shortened when the value of the output voltage V1 is higher than the set value and the ON period is lengthened when the value is lower than the set value. As a result, the AC / DC converter 2 outputs DC power of 24 volt DC.

スイッチ３９は、出力電圧Ｖ１の出力をオンオフするために設けられており、平滑コンデンサ３７と出力端子８３との間の線路を、制御部１００からのリモート信号ＳＲに従って開閉する。画像形成装置１がスリープモードであるとき、スイッチ３９は開状態（切断状態）とされ、出力電圧Ｖ１は出力されない。 The switch 39 is provided to turn on / off the output of the output voltage V1, and opens and closes the line between the smoothing capacitor 37 and the output terminal 83 according to the remote signal SR from the control unit 100. When the image forming apparatus 1 is in the sleep mode, the switch 39 is set to the open state (disconnected state), and the output voltage V1 is not output.

サブコンバータ４は、メインコンバータ３の出力により動作してその出力電圧Ｖ１よりも低い出力電圧Ｖ２を出力するＤＣ／ＤＣコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータの方式は、例えばダイオード整流方式（降圧チョッパ方式）である。サブコンバータ４の出力は、出力端子８５，８６を介して負荷に供給される。 The sub-converter 4 is a DC / DC converter that operates by the output of the main converter 3 and outputs an output voltage V2 lower than the output voltage V1. The DC / DC converter method is, for example, a diode rectification method (step-down chopper method). The output of the subconverter 4 is supplied to the load via the output terminals 85 and 86.

メインコンバータ制御部５は、メインコンバータ３およびサブコンバータ４の動作を制御する。そして、省電力化のためにメインコンバータ３のみを出力電圧を低下して動作させるときに、メインコンバータ３およびサブコンバータ４の両方を動作させるときと比べて、メインコンバータ３を保護するために設けられた後に述べる過電流保護回路６における過電流の判断レベルを低下させるよう切り替える。 The main converter control unit 5 controls the operations of the main converter 3 and the sub converter 4. Then, when operating only the main converter 3 with a reduced output voltage for power saving, it is provided to protect the main converter 3 as compared with the case where both the main converter 3 and the sub converter 4 are operated. It is switched so as to lower the judgment level of the overcurrent in the overcurrent protection circuit 6 described later.

すなわち、メインコンバータ制御部５は、第１のモードと第２のモードとに切り替え可能である。第１のモードにおいて、メインコンバータ３およびサブコンバータ４の両方を動作させる。第２のモードにおいて、メインコンバータ３の出力する電圧（端子間電圧Ｖ３７）をサブコンバータの出力電圧Ｖ２まで低下させた状態でメインコンバータ３のみを動作させる。 That is, the main converter control unit 5 can switch between the first mode and the second mode. In the first mode, both the main converter 3 and the sub-converter 4 are operated. In the second mode, only the main converter 3 is operated in a state where the voltage output by the main converter 3 (voltage between terminals V37) is lowered to the output voltage V2 of the sub-converter.

メインコンバータ制御部５は、メインコンバータ３およびサブコンバータ４の動作を第１のモードと第２のモードとで切り替えるための切替え信号Ｓ５を出力する。 The main converter control unit 5 outputs a switching signal S5 for switching the operation of the main converter 3 and the sub-converter 4 between the first mode and the second mode.

画像形成装置１がプリント動作モードまたは待機モードであるとき、メインコンバータ制御部５は、第１のモードとなる。このとき、電源装置２は、第１の出力電圧Ｖ１（ＤＣ２４ボルト）の電力および第２の出力電圧Ｖ２（ＤＣ５ボルト）の電力を、それぞれ負荷に供給する。 When the image forming apparatus 1 is in the print operation mode or the standby mode, the main converter control unit 5 is in the first mode. At this time, the power supply device 2 supplies the power of the first output voltage V1 (DC 24 volt) and the power of the second output voltage V2 (DC 5 volt) to the load, respectively.

画像形成装置１がスリープモードであるとき、メインコンバータ制御部５は、第２のモードとなる。このとき、電源装置２は、メインコンバータ３の端子間電圧Ｖ３７をサブコンバータ４をスルーさせて取り出す。つまり、出力電圧Ｖ２と同じ電圧に低下させたメインコンバータ３の端子間電圧Ｖ３７を、第２の出力電圧Ｖ２（ＤＣ５ボルト）として出力端子８５，８６に出力する。このとき、第１の出力電圧Ｖ１（ＤＣ２４ボルト）の電力の供給は停止され、かつ、メインコンバータ３と出力端子８３との間はスイッチ３９が開状態となることにより遮断される。 When the image forming apparatus 1 is in the sleep mode, the main converter control unit 5 is in the second mode. At this time, the power supply device 2 takes out the voltage V37 between the terminals of the main converter 3 through the sub-converter 4. That is, the inter-terminal voltage V37 of the main converter 3 reduced to the same voltage as the output voltage V2 is output to the output terminals 85 and 86 as the second output voltage V2 (DC5 volt). At this time, the power supply of the first output voltage V1 (DC24 volt) is stopped, and the switch 39 is opened between the main converter 3 and the output terminal 83, so that the power supply is cut off.

迂回路４０は、スリープモードでメインコンバータ３のみを動作させた場合に、メインコンバータ３により生成した電力を出力端子８５に接続されている負荷に供給するようスルーさせるために設けられた線路である。 The detour circuit 40 is a line provided to allow the power generated by the main converter 3 to be supplied to the load connected to the output terminal 85 when only the main converter 3 is operated in the sleep mode. ..

迂回路４０には、迂回路４０を開閉（切断または接続）するために、開閉スイッチ４１が挿入されている。開閉スイッチ４１として例えばトランジスタを用いることができる。トランジスタがオフ状態であるとき、迂回路４０は切断されている。トランジスタがオン状態であるとき、迂回路４０は接続され、図中に鎖線矢印で示すように、メインコンバータ３から出力端子８５へ電流が流れる。 An open / close switch 41 is inserted in the detour 40 to open / close (disconnect or connect) the detour 40. For example, a transistor can be used as the open / close switch 41. When the transistor is in the off state, the detour 40 is disconnected. When the transistor is on, the detour 40 is connected and a current flows from the main converter 3 to the output terminal 85, as indicated by the chain arrow in the figure.

切替え回路４２は、メインコンバータ制御部５から第２のモードへの切り替えを指令する切替え信号Ｓ５が入力されたときに、サブコンバータ４を入力に感応しない状態、つまりサブコンバータ４が動作しない状態に移行させるとともに、開閉スイッチ４１を開状態から閉状態へ切り替える。これにより、サブコンバータ４がスル−の状態となり、メインコンバータ３の出力電圧（端子間電圧Ｖ３７）が出力端子８５から取り出される。切替え回路４２は、メインコンバータ３の出力する電圧（Ｖ３７）を分割回路４３により分圧した電圧により動作する。 The switching circuit 42 puts the subconverter 4 insensitive to the input, that is, the subconverter 4 does not operate when the switching signal S5 instructing the main converter control unit 5 to switch to the second mode is input. At the same time as shifting, the open / close switch 41 is switched from the open state to the closed state. As a result, the sub-converter 4 is in the through state, and the output voltage (inter-terminal voltage V37) of the main converter 3 is taken out from the output terminal 85. The switching circuit 42 operates by dividing the voltage (V37) output by the main converter 3 by the dividing circuit 43.

なお、端子間電圧Ｖ３７をサブコンバータ４をスルーさせて取り出すために、図に示す以外の迂回路を設けてもよい。例えば、サブコンバータ４の内部に適当な迂回路を設けてもよい。 In addition, in order to take out the voltage V37 between terminals through the sub-converter 4, a detour circuit other than that shown in the figure may be provided. For example, an appropriate detour may be provided inside the subconverter 4.

さて、本実施形態の電源装置２は、メインコンバータ３を過電流から保護する過電流保護回路（OCP: Over Current Protection) ６を備えている。過電流保護回路６は、過電流検出部３３、トランジスタ３４、およびメインコンバータ制御部５から構成され、メインコンバータ３の一次側において、トランジスタ３４に所定以上の電流が流れ続けた場合にトランジスタ３４をオフにする。 The power supply device 2 of the present embodiment includes an overcurrent protection circuit (OCP: Over Current Protection) 6 that protects the main converter 3 from overcurrent. The overcurrent protection circuit 6 is composed of an overcurrent detection unit 33, a transistor 34, and a main converter control unit 5. When a current of a predetermined value or more continues to flow through the transistor 34 on the primary side of the main converter 3, the transistor 34 is connected. Turn off.

なお、サブコンバータ４には、当該サブコンバータ４を過電流から保護するＯＣＰ（過電流保護回路）を備えている。サブコンバータ４を動作させる場合において、電源装置２は、サブコンバータ４に設けられたこの過電流保護回路によって当該サブコンバータ４を過電流から保護する。 The subconverter 4 is provided with an OCP (overcurrent protection circuit) that protects the subconverter 4 from overcurrent. When operating the subconverter 4, the power supply device 2 protects the subconverter 4 from overcurrent by the overcurrent protection circuit provided in the subconverter 4.

図３には電源装置２における過電流検出部３３の構成が示されている。 FIG. 3 shows the configuration of the overcurrent detection unit 33 in the power supply device 2.

過電流検出部３３は、電流検出抵抗３３１、比較器３３２、および基準電圧設定回路３３３を有している。 The overcurrent detection unit 33 includes a current detection resistor 331, a comparator 332, and a reference voltage setting circuit 333.

電流検出抵抗３３１は、平滑コンデンサ３２の負極側の端子とトランジスタ３４との間に挿入されている。電流検出抵抗３３１の端子間に、メインコンバータ３の出力に対応してトランジスタ３４を流れるスイッチング電流Ｉｍに応じた検出電圧Ｖｍが発生する。 The current detection resistor 331 is inserted between the terminal on the negative electrode side of the smoothing capacitor 32 and the transistor 34. A detection voltage Vm corresponding to the switching current Im flowing through the transistor 34 is generated between the terminals of the current detection resistor 331 corresponding to the output of the main converter 3.

比較器３３２は、基準電圧設定回路３３３により設定された基準電圧Ｖｔｈと電流検出抵抗３３１による検出電圧Ｖｍとを比較し、検出電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｔｈよりも高い場合に過電流検出信号Ｓ７をメインコンバータ制御部５に入力する。つまり、比較器３３２の動作は、過電流であるかどうかの判断を行うことに相当し、基準電圧Ｖｔｈが過電流の判断レベルに相当する。過電流検出信号Ｓ７が入力されると、メインコンバータ制御部５は、トランジスタ３４に対するパルス幅変調信号Ｓ２の入力を停止する。これにより、トランジスタ３４はオフになってスイッチング電流Ｉｍが流れなくなり、過電流による回路の損傷が防止される。 The comparator 332 compares the reference voltage Vth set by the reference voltage setting circuit 333 with the detection voltage Vm by the current detection resistor 331, and when the detection voltage Vm is higher than the reference voltage Vth, the overcurrent detection signal S7 is mainly used. Input to the converter control unit 5. That is, the operation of the comparator 332 corresponds to determining whether or not the comparator is overcurrent, and the reference voltage Vth corresponds to the overcurrent determination level. When the overcurrent detection signal S7 is input, the main converter control unit 5 stops the input of the pulse width modulation signal S2 to the transistor 34. As a result, the transistor 34 is turned off and the switching current Im does not flow, and damage to the circuit due to overcurrent is prevented.

過電流検出部３３において、基準電圧設定回路３３３は、電源装置２の出力モードに応じて基準電圧Ｖｔｈを切り替える。すなわち、ＤＣ２４ボルトの電力およびＤＣ５ボルトの電力の両方を出力する第１のモードでは、第１のしきい値電圧Ｖｔｈ１を基準電圧Ｖｔｈとして設定する。これに対して、ＤＣ５ボルトの電力のみを出力する第２のモードでは、第２のしきい値電圧Ｖｔｈ２を基準電圧Ｖｔｈとして設定する。 In the overcurrent detection unit 33, the reference voltage setting circuit 333 switches the reference voltage Vth according to the output mode of the power supply device 2. That is, in the first mode in which both the power of 24 volt DC and the power of 5 volt DC are output, the first threshold voltage Vth1 is set as the reference voltage Vth. On the other hand, in the second mode in which only the power of DC5 volt is output, the second threshold voltage Vth2 is set as the reference voltage Vth.

第１のしきい値電圧Ｖｔｈ１は、ＤＣ２４ボルトの電力の最大電流の仕様とＤＣ５ボルトの電力の最大電流の仕様とに基づいて定められる。例えば、ＤＣ２４ボルトの電力の最大電流を１５アンペアとし、ＤＣ５ボルトの電力の最大電流を１２アンペアとした場合、メインコンバータ３の出力するべき電力の最大値は、ＤＣ２４ボルトとＤＣ５ボルトとのトータルで４２０ワットとなる。 The first threshold voltage Vth1 is determined based on the specifications of the maximum current of the power of 24 volt DC and the specifications of the maximum current of the power of 5 volt DC. For example, when the maximum current of the power of 24 volt DC is 15 amperes and the maximum current of the power of 5 volt DC is 12 amperes, the maximum value of the power to be output by the main converter 3 is the total of 24 volt DC and 5 volt DC. It will be 420 watts.

つまり、メインコンバータ３は、出力が４２０ワットを超えない範囲において正常に動作する必要がある。この４２０ワットの出力に対して、トランジスタ３４を流れるスイッチング電流Ｉｍが例えば６アンペアであるとすると、６アンペアまたはこれにマージンを加えた電流値を超えるスイッチング電流Ｉｍを過電流として検出するよう、第１のしきい値電圧Ｖｔｈ１を設定することになる。つまり、第１のしきい値電圧Ｖｔｈ１が第１のモードにおける過電流の判断レベルとなる。 That is, the main converter 3 needs to operate normally in a range where the output does not exceed 420 watts. Assuming that the switching current Im flowing through the transistor 34 is, for example, 6 amperes with respect to this 420 watt output, the switching current Im exceeding 6 amperes or the current value obtained by adding a margin thereof is detected as an overcurrent. The threshold voltage Vth1 of 1 will be set. That is, the first threshold voltage Vth1 becomes the determination level of the overcurrent in the first mode.

他方、第２のしきい値電圧Ｖｔｈ２は、ＤＣ５ボルトの電力の最大電流の仕様に基づいて定められる。ＤＣ５ボルトの電力の最大電流を１２アンペアとした場合、メインコンバータ３の出力するべき電力の最大値は、６０ワットとなる。この６０ワットの出力に対して、スイッチング電流Ｉｍが例えば１．５アンペアであるとすると、１．５アンペアまたはこれにマージンを加えた電流値を超えるスイッチング電流Ｉｍを過電流として検出するよう、第２のしきい値電圧Ｖｔｈ２を設定することになる。つまり、第２のしきい値電圧Ｖｔｈ２が第２のモードにおける過電流の判断レベルとなる。 On the other hand, the second threshold voltage Vth2 is determined based on the specification of the maximum current of the power of DC5 volt. When the maximum current of the power of 5 volt DC is 12 amperes, the maximum value of the power to be output by the main converter 3 is 60 watts. Assuming that the switching current Im is, for example, 1.5 amperes for this 60 watt output, the switching current Im exceeding 1.5 amperes or the current value obtained by adding a margin thereof is detected as an overcurrent. The threshold voltage Vth2 of 2 will be set. That is, the second threshold voltage Vth2 becomes the judgment level of the overcurrent in the second mode.

図４には電源装置２の出力に関わる画像形成装置１の動作モードの遷移が示されている。 FIG. 4 shows the transition of the operation mode of the image forming apparatus 1 related to the output of the power supply apparatus 2.

電源装置２におけるメインコンバータ制御部５の制御モードは、画像形成装置１の動作モードに応じて切り替えられる。すなわち、画像形成装置１がプリント動作モードＭｐまたは待機モードＭｗであるときは、メインコンバータ３およびサブコンバータ４の両方を動作させる第１のモードＭ１となる。そして、スリープモードＭｓであるときは、メインコンバータ３の出力電圧をサブコンバータ４の出力電圧Ｖ２まで低下させた状態でメインコンバータ３のみを動作させる第２のモードＭ２となる。 The control mode of the main converter control unit 5 in the power supply device 2 is switched according to the operation mode of the image forming device 1. That is, when the image forming apparatus 1 is in the print operation mode Mp or the standby mode Mw, it becomes the first mode M1 in which both the main converter 3 and the sub converter 4 are operated. Then, in the sleep mode Ms, there is a second mode M2 in which only the main converter 3 is operated in a state where the output voltage of the main converter 3 is lowered to the output voltage V2 of the sub converter 4.

第１のモードＭ１のときは、メインコンバータ制御部５は、過電流の判断レベルを、メインコンバータ３およびサブコンバータ４の両方を動作させることに対応した第１の判断レベルとする。すなわち、基準電圧設定回路３３３に「高電力」設定を指令する設定切替え信号Ｓ６を出力し、基準電圧Ｖｔｈとして上に述べたように設定した第１の基準電圧Ｖｔｈ１を出力させる。 In the first mode M1, the main converter control unit 5 sets the overcurrent determination level to the first determination level corresponding to the operation of both the main converter 3 and the sub converter 4. That is, the setting switching signal S6 for instructing the "high power" setting is output to the reference voltage setting circuit 333, and the first reference voltage Vth1 set as described above is output as the reference voltage Vth.

第２のモードＭ２のときは、メインコンバータ制御部５は、過電流の判断レベルを、メインコンバータ３の出力電圧をサブコンバータ４の出力電圧Ｖ２まで低下させた状態でメインコンバータ３のみを動作させることに対応した第２の判断レベルとする。すなわち、基準電圧設定回路３３３に「低電力」設定を指令する設定切替え信号Ｓ６を出力し、基準電圧Ｖｔｈとして第２の基準電圧Ｖｔｈ２を出力させる。 In the second mode M2, the main converter control unit 5 operates only the main converter 3 in a state where the overcurrent determination level is lowered from the output voltage of the main converter 3 to the output voltage V2 of the subconverter 4. This is the second judgment level corresponding to that. That is, the setting switching signal S6 for instructing the "low power" setting is output to the reference voltage setting circuit 333, and the second reference voltage Vth2 is output as the reference voltage Vth.

画像形成装置１は、待機モードＭｗにおいて、印刷ジョブが入力されると、準備が完了している場合には直ちに印刷を開始し、準備が完了していない場合には準備が完了した後に印刷を開始する。印刷が終わると、プリント動作モードＭｐから待機モードＭｗに移行する。待機モードＭｗにおいて、ユーザによる操作のない無操作期間が設定時間（例えば１〜３分）以上続くと、スリープモードＭｓに移行し、その後に何らかの操作があると、スリープモードＭｓから待機モードＭｗに移行する。 When a print job is input in the standby mode Mw, the image forming apparatus 1 immediately starts printing when the preparation is completed, and prints after the preparation is completed when the preparation is not completed. Start. When printing is completed, the print operation mode Mp shifts to the standby mode Mw. In the standby mode Mw, if the non-operation period without any operation by the user continues for a set time (for example, 1 to 3 minutes) or more, the mode shifts to the sleep mode Ms, and if there is any operation thereafter, the sleep mode Ms is changed to the standby mode Mw. Transition.

メインコンバータ制御部５は、画像形成装置１が待機モードＭｗからスリープモードＭｓに移行する際に、過電流の判断レベルを「高電力」設定から「低電力」設定に切り替える。また、スリープモードＭｓから待機モードＭｗに移行する際に、「低電力」設定から「高電力」設定へ切り替える。 When the image forming apparatus 1 shifts from the standby mode Mw to the sleep mode Ms, the main converter control unit 5 switches the overcurrent determination level from the “high power” setting to the “low power” setting. Further, when shifting from the sleep mode Ms to the standby mode Mw, the "low power" setting is switched to the "high power" setting.

図５には、過電流保護回路６における処理の流れの例が示されている。 FIG. 5 shows an example of the processing flow in the overcurrent protection circuit 6.

画像形成装置１の動作モードの動作モードの遷移状況を確認する（＃３０１）。動作モードの遷移が無い場合は（＃３０１でＮＯ）、処理を終了する。動作モードの遷移があった場合は（＃３０１でＹＥＳ）、遷移先の動作モードを確認し（＃３０２）、スリープモードＭｓへ移行した場合は（＃３０３でＹＥＳ）、1 次側における過電流の判断レベルを低電力設定とする（＃３０４）。スリープモードＭｓ以外へ移行した場合は、高電力設定とする（＃３０５）。 The transition status of the operation mode of the operation mode of the image forming apparatus 1 is confirmed (# 301). If there is no operation mode transition (NO in # 301), the process ends. If there is a transition of the operation mode (YES in # 301), check the operation mode of the transition destination (# 302), and if it shifts to the sleep mode Ms (YES in # 303), the overcurrent on the primary side The judgment level of is set to the low power setting (# 304). When shifting to a mode other than sleep mode Ms, set the high power setting (# 305).

以上の実施形態によると、メインコンバータ３とサブコンバータ４とを有する電源装置２において、軽負荷状態でメインコンバータ３のみを動作させる場合においても適切な過電流保護を行うことができる。 According to the above embodiment, in the power supply device 2 having the main converter 3 and the sub-converter 4, appropriate overcurrent protection can be performed even when only the main converter 3 is operated in a light load state.

上に述べた実施形態において、過電流の判断レベルの切替えとして、基準電圧設定回路３３３による基準電圧Ｖｔｈを切り替える代わりに、またはそれとともに、電流検出抵抗３３１を高電力設定のための値Ｒ１または低電力設定のための値Ｒ２に切り替えてもよい。 In the embodiment described above, as switching of the overcurrent determination level, instead of switching the reference voltage Vth by the reference voltage setting circuit 333, or in combination with it, the current detection resistor 331 is set to the value R1 or low for the high power setting. You may switch to the value R2 for power setting.

その他、画像形成装置１および電源装置２のそれぞれの全体または各部の構成、処理の内容、順序、または出力電圧Ｖ１，Ｖ２の値、基準電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２の値などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。 In addition, the configuration of the whole or each part of the image forming apparatus 1 and the power supply apparatus 2, the content and order of processing, the values of the output voltages V1 and V2, the values of the reference voltages Vth1 and Vth2, etc. are in accordance with the gist of the present invention. Can be changed as appropriate.

１画像形成装置
２電源回路（電源装置）
３メインコンバータ
４サブコンバータ
５メインコンバータ制御部（制御装置）
６過電流保護回路
９用紙
１０プリンタエンジン（プリンタ）
３３１電流検出抵抗（検出抵抗）
Ｉｍ電流
Ｍ１第１のモード
Ｍ２第２のモード
Ｍｐプリント動作モード
Ｍｓスリープモード
Ｍｗ待機モード
Ｖ１，Ｖ２出力電圧
Ｖｍ電圧
Ｖｔｈ，Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２基準電圧（判断レベル） 1 Image forming device 2 Power supply circuit (power supply device)
3 Main converter 4 Sub converter 5 Main converter control unit (control device)
6 Overcurrent protection circuit 9 Paper 10 Printer engine (printer)
331 Current detection resistor (detection resistor)
Im Current M1 First mode M2 Second mode Mp Print operation mode Ms Sleep mode Mw Standby mode V1, V2 Output voltage Vm Voltage Vth, Vth1, Vth2 Reference voltage (judgment level)

Claims

With the main converter
A sub-converter that operates by the output of the main converter and outputs a voltage lower than that voltage,
When the operation of the main converter and the sub-converter is controlled and only the main converter is operated by lowering the output voltage, the main converter is compared with the case where both the main converter and the sub-converter are operated. A control device that switches to lower the judgment level of overcurrent in the overcurrent protection circuit provided to protect the
Power supply with.

The control device is
A first mode in which both the main converter and the sub-converter are operated, and a second mode in which only the main converter is operated with the output voltage of the main converter lowered to the output voltage of the sub-converter. Switchable,
In the first mode, the judgment level is set to the first judgment level corresponding to the operation of both the main converter and the sub-converter.
In the second mode, the judgment level is set to the second judgment level corresponding to operating only the main converter in a state where the output voltage of the main converter is lowered to the output voltage of the sub-converter. To do
The power supply device according to claim 1.

In the first mode, the subconverter is protected from overcurrent by an overcurrent protection circuit provided in the subconverter.
The power supply device according to claim 2.

In the second mode, the output voltage of the main converter is taken out by passing the sub converter through.
The power supply device according to claim 2 or 3.

The overcurrent protection circuit of the main converter is provided with a detection resistor that detects the current flowing corresponding to the output of the main converter, and by comparing the voltage generated in the detection resistor with the reference voltage, the overcurrent is generated. A judgment is made as to whether or not there is
By switching the detection resistor or the reference voltage, the judgment level is switched.
The power supply according to any one of claims 1 or 4.

Power supply and
It is equipped with a printer that operates by the output of the power supply device and prints an image on paper.
The power supply device
With the main converter
A sub-converter that operates by the output of the main converter and outputs a voltage lower than that voltage,
When the operation of the main converter and the sub-converter is controlled and only the main converter is operated by lowering the output voltage, the main converter is compared with the case where both the main converter and the sub-converter are operated. A control device that switches to lower the judgment level of overcurrent in the overcurrent protection circuit provided to protect the
An image forming apparatus characterized by having.

The image forming apparatus
The operation modes include a print operation mode in which the printer operates, a standby mode in which preparations are made from turning on the power to the transition to the print operation mode, and a sleep mode in which the operation of the printer is suspended.
The control device is
In the print operation mode and the standby mode, the first is corresponding to operating both the main converter and the sub-converter and operating the judgment level for both the main converter and the sub-converter. Judgment level of
In the sleep mode, only the main converter is operated in a state where the output voltage of the main converter is lowered to the output voltage of the sub-converter, and the judgment level is set to the output voltage of the main converter. The second judgment level corresponds to operating only the main converter with the output voltage of the sub-converter lowered.
The image forming apparatus according to claim 6.

It is a control method of the overcurrent protection circuit of the power supply device.
The power supply device
With the main converter
A sub-converter that operates by the output of the main converter and outputs a voltage lower than that voltage,
Have,
When operating only the main converter with the output voltage lowered, an overcurrent protection circuit provided to protect the main converter is compared with the case where both the main converter and the sub converter are operated. Switch to lower the current judgment level,
A method of controlling an overcurrent protection circuit of a power supply device.