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公開番号2021164252
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211011
出願番号2020063041
出願日20200331
発明の名称電源装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20210913BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電源起動時の出力電圧のオーバーシュートを抑制することができる電源装置を提供する。
【解決手段】主電源10は、外部電源である画像形成装置900に接続され、入力信号であるRMT_PSUに応じて直流電圧を出力するか否かが決定されるAC/DC電源100と、制御部700とを有する。制御部700は、AC/DC電源100が直流電圧を出力していない状態から、入力信号によって直流電圧の出力を指示された場合、所定時間にわたってスイッチ202を導通状態としてAC/DC電源100を放電させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
出力すべき直流電圧を目標電圧に安定化するように制御されるとともに、入力信号に応じて直流電圧を出力するかまたは直流電圧の出力を停止するかが制御される電源部、
前記電源部の出力にスイッチ手段を通じて接続されて、前記スイッチ手段が導通状態にあるときに前記電源部を放電させる放電手段、及び、
制御手段を有し、
前記制御手段は、前記電源部が直流電圧を出力していない状態から、前記入力信号によって前記電源部に前記直流電圧の出力を指示された場合には、前記直流電圧の出力が指示されてから第1の時間にわたって前記スイッチ手段を導通状態として、前記放電手段を通じて前記電源部を放電させることを特徴とする、
電源装置。
続きを表示(約 900 文字)【請求項2】
前記電源部はコンデンサを有し、前記放電手段は、前記コンデンサに充電された電荷を放電させることを特徴とする、
請求項1に記載の電源装置。
【請求項3】
前記制御手段は、前記入力信号が、前記電源部からの前記直流電圧の出力を指示していないときには、前記スイッチ手段を導通状態とすることを特徴とする、
請求項1または2に記載の電源装置。
【請求項4】
前記第1の時間は、前記電源部の出力が目標電圧に到達するまでの時間以上であることを特徴とする、
請求項1〜3のいずれかに記載の電源装置。
【請求項5】
前記放電手段は、抵抗素子であることを特徴とする、
請求項1〜4のいずれかに記載の電源装置。
【請求項6】
前記放電手段は、前記電源装置が接続された電気機器に設けられた負荷であることを特徴とする、
請求項1〜4のいずれかに記載の電源装置。
【請求項7】
前記制御手段は、前記電源部が直流電圧を出力していて前記スイッチ手段が導通していない状態から、前記入力信号によって前記電源部に前記直流電圧の出力の停止が指示された場合には、前記直流電圧の出力の停止が指示されてから、前記第1の時間とは異なる第2の時間にわたって前記スイッチ手段を導通していない状態を維持することを特徴とする、
請求項1〜6のいずれかに記載の電源装置。
【請求項8】
前記電源は、通常動作状態と、前記通常動作状態よりも消費電力が小さい省電力状態とをとり得る画像形成装置に接続され、
前記電源は、前記画像形成装置が前記省電力状態の場合には、前記画像形成装置から遮断されていることを特徴とする。
請求項1〜7のいずれかに記載の電源装置。
【請求項9】
前記制御手段は、前記画像形成装置が前記省電力状態から前記通常動作状態となったときに、前記第1の時間にわたって前記スイッチ手段を導通させることを特徴とする、
請求項8に記載の電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電源起動時の出力電圧のオーバーシュートを抑制する放電装置を備えた電源装置に関する。
続きを表示(約 2,000 文字)【背景技術】
【0002】
電気機器において、各負荷への給電のために交流電圧を直流電圧に変換するAC/DC装置が搭載されたものがある。AC/DC電源(電源装置)は、商用電源からの交流電圧をダイオードブリッジで整流、平滑コンデンサで平滑化する。その後、トランスを介して2次側のコンデンサを充電して直流電圧を生成する。2次側にはAC/DC電源の出力電圧を検知する回路を備えており、出力電圧が所定の値になるように1次側スイッチング素子を駆動してトランスに流れる電流を制御している。電気機器によっては、AC/DC電源によって生成された直流電圧を別の電圧値の直流電圧に変換するDC/DC電源を備えている場合もある。一般に、AC/DC電源やDC/DC電源等は、電源装置と称される。
【0003】
これらの電源装置には、一般的にソフトスタート機能が備わっている。ソフトスタートとは、電源装置の起動時における突入電流や出力電圧のオーバーシュートを防ぐ目的で備えられた機能である。電源装置の起動時は、出力電圧がGND電位の状態から目標電圧に向かって上昇する。その際に、ソフトスタート機能がない場合、デューティー比(スイッチング素子が導通している時間の割合)が急上昇してしまうことがある。この場合、出力電圧を目標電圧に向けて上昇させる過程で、出力電圧が目標電圧間近であるにもかかわらず、応答性の遅れからデューティー比の低下が遅れて出力電圧が目標電圧を超えてしまう場合がある。この現象はオーバーシュートと称される。
【0004】
これにより、電源装置に備えられた過電圧保護機能により動作が停止し、あるいは、電源装置の出力に接続された負荷が過電圧により故障するおそれがある。その対策として、電源起動時のデューティー比の上昇を緩やかにし、出力電圧の立ち上がりをなだらかにすることでオーバーシュートを抑制する機能がソフトスタートである。特許文献1には、電源装置の2次側電圧検知抵抗に並列にコンデンサとダイオードの直列回路を接続し、電源起動時の2次側電圧検知抵抗の分圧比を緩やかに変化させることでオーバーシュートを抑制する特許が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2002−84741号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、ソフトスタート機能は、電源装置の出力電圧がGND電位の状態からの起動には効果があるが、すでに出力電圧が目標電圧に近い状態からの起動では、応答性の遅れから出力電圧がオーバーシュートするおそれがある。また、ソフトスタートにより出力電圧の立ち上がりがなだらかになることで、電源の起動時間が長くなるおそれもある。
【0007】
以下、出力電圧がオーバーシュートする理由について説明する。なお、オーバーシュートの原因としては、2次側への電力供給が瞬時的に過剰になることが挙げられる。従って、電源装置が正常に動作している状態から短時間の間に停止、再起動をした場合を想定して説明する。短時間で停止及び再起動する原因は、電源装置のコンバータ制御回路の機能によって多少異なるものの、以下の2パターンが挙げられる。
【0008】
パターン1は、電源装置の停止時間中にコンバータ制御回路も停止する場合である。コンバータ制御回路は、一度動作を停止すると再起動する際はソフトスタートを行いながら起動する。電源装置の停止時間が非常に短く負荷が小さい場合、出力電圧がすでに目標電圧に近い状態からの起動となる。このとき、ソフトスタートによってフィードバック制御が始まるまでの間のスイッチングによって出力電圧がオーバーシュートする可能性がある。
【0009】
パターン2は、電源装置の停止時間中にコンバータ制御回路が停止しない場合の例である。電源装置の停止により、1次平滑コンデンサには電力供給がされなくなり、1次平滑コンデンサの電圧が低下する。それに伴い、コンバータ制御回路は出力電圧を維持するためにデューティー比を上げて対応する。その直後に再び電源装置が再起動すると、1次平滑コンデンサの充電が再開される。このとき、コンバータ制御回路はデューティー比を低下させる必要があるが、コンバータ制御回路は停止しておらずソフトスタートが効かない状態であるため、応答性の遅れから出力電圧がオーバーシュートする可能性がある。
【0010】
本発明は、上記の問題に鑑み、オーバーシュートの発生を抑制することが可能な電源装置を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
(【0011】以降は省略されています)

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