特許ウォッチ

公開番号2024085623
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-27
出願番号2022200229
出願日2022-12-15
発明の名称電源装置および電子機器
出願人株式会社リコー
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H02M 3/00 20060101AFI20240620BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】DCDCコンバータの内蔵FETのON/OFF速度の高速化に伴う電圧発生によるDCDCコンバータの入力電源端子の破壊を防ぐ。
【解決手段】商用電源から供給される交流電源を直流電源に変換する電源装置において、直流電圧を降圧する前段の電圧変換部と、前記前段の電圧変換部の後段に設けられ、前記前段の電圧変換部からの出力電圧を更に降圧する後段の電圧変換部と、前記前段の電圧変換部と前記後段の電圧変換部とを制御する電源制御部と、を備え、前記電源制御部は、前記後段の電圧変換部の監視結果に基づいて、前記前段の電圧変換部の出力電圧を低下させる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
商用電源から供給される交流電源を直流電源に変換する電源装置において、
直流電圧を降圧する前段の電圧変換部と、
前記前段の電圧変換部の後段に設けられ、前記前段の電圧変換部からの出力電圧を更に降圧する後段の電圧変換部と、
前記前段の電圧変換部と前記後段の電圧変換部とを制御する電源制御部と、
を備え、
前記電源制御部は、前記後段の電圧変換部の監視結果に基づいて、前記前段の電圧変換部の出力電圧を低下させる、
ことを特徴とする電源装置。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記電源制御部は、前記後段の電圧変換部の出力電圧のリップルの大きさに基づき、ＰＦＭ（Pulse Frequency Modulation）モードで動作していると判定した場合に、前記前段の電圧変換部の出力電圧を低下させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記電源制御部は、前記後段の電圧変換部の出力電圧がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）モード時の変化電圧幅の最小値と最大値とを下回らないような閾値電圧値を下回ったと判定した場合に、前記ＰＦＭモードで動作していると判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記電源制御部は、前記後段の電圧変換部の出力電圧がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）モード時の変化電圧幅の最小値と最大値とを下回らないような閾値電圧値を下回った回数が一定時間内に規定回数を超えたと判定した場合に、前記ＰＦＭモードで動作していると判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項５】
前記電源制御部は、前記後段の電圧変換部の出力電圧がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）モード時の変化電圧幅の最小値と最大値とを下回らないような閾値電圧値を上回っていると判定した場合に、前記前段の電圧変換部の出力電圧を上昇させる、
ことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項６】
前記電源制御部は、前記後段の電圧変換部のスイッチング動作に用いるスイッチング素子の電圧変化に基づき、ＰＦＭ（Pulse Frequency Modulation）モードで動作していると判定した場合に、前記前段の電圧変換部の出力電圧を低下させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一項に記載の電源装置と、
前記電源装置から電圧の供給を受けるデバイスと、
を備えることを特徴とする電子機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置および電子機器に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
複合機、プリンタといった画像形成装置を一例とする電子機器は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＳｏＣ（System on a Chip）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）といった多様なデバイスを搭載しているため、多数種の電源を必要としている。このような電子機器は、消費電力の低減を目的として、ＤＣ（直流）電圧を別のＤＣ（直流）電圧に変換するＤＣＤＣコンバータを複数使用する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、ＤＣＤＣコンバータは、精度向上のために、スイッチング周波数が上昇している。そのため、ＤＣＤＣコンバータは、内蔵ＦＥＴ（Field Effect Transistor）のＯＮ／ＯＦＦ速度が遅いままでは効率が悪くなることから、併せて内蔵ＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦ速度を高速化する傾向にある。ところが、ＤＣＤＣコンバータは、内蔵ＦＥＴの高速なスイッチングにより、電流の高速変動（ｄＩ／ｄｔ）が発生すると、Ｖ＝Ｌ×ｄＩ／ｄｔの式に従い、寄生インダクタンスの影響を受けやすく、意図せぬ電圧が発生しやすくなる。このように寄生インダクタンスの影響を受けて発生する意図せぬ電圧は、ＤＣＤＣコンバータの入力電源端子を破壊させてしまう、という問題がある。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＤＣＤＣコンバータの内蔵ＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦ速度の高速化に伴う電圧発生によるＤＣＤＣコンバータの入力電源端子の破壊を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、商用電源から供給される交流電源を直流電源に変換する電源装置において、直流電圧を降圧する前段の電圧変換部と、前記前段の電圧変換部の後段に設けられ、前記前段の電圧変換部からの出力電圧を更に降圧する後段の電圧変換部と、前記前段の電圧変換部と前記後段の電圧変換部とを制御する電源制御部と、を備え、前記電源制御部は、前記後段の電圧変換部の監視結果に基づいて、前記前段の電圧変換部の出力電圧を低下させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ＤＣＤＣコンバータの内蔵ＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦ速度の高速化に伴う電圧発生によるＤＣＤＣコンバータの入力電源端子の破壊を防ぐことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置の構成の一例を示す図である。
図２は、画像形成装置が有する電源供給ラインの一例を示す図である。
図３は、ＤＣ電源部のハードウェア構成を示す図である。
図４は、第二のＤＣＤＣコンバータの動作例を示す説明図である。
図５は、閾値電圧値を例示的に示す図である。
図６は、電源制御部による出力電圧調整処理の流れを示すフローチャートである。
図７は、第２の実施の形態にかかる電源制御部による出力電圧調整処理の流れを示すフローチャートである。
図８は、第３の実施の形態にかかるＤＣＤＣコンバータの動作例を示す説明図である。
図９は、電源制御部による出力電圧調整処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、電源装置および電子機器の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態にかかる電子機器は、複写機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能といった複数の機能を１つの装置で実現させた複合機（ＭＦＰ：Multi-Function Peripheral）と称される画像形成装置１００である。
【０００９】
画像形成装置１００は、操作部が有するアプリケーション切替キーをユーザが操作することで、複写機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能等の中から実行する機能を選択する。画像形成装置１００は、複写機能が選択された場合には、複写モードに遷移し、プリンタ機能が選択された場合には、プリンタモードに遷移し、ファクシミリ機能が選択された場合には、ファクシミリモードに遷移する。例えば、画像形成装置１００は、パーソナルコンピュータ等の外部装置から送信される印刷ジョブを受信する。そして、プリンタ機能が選択されてプリンタモードに遷移している場合、外部装置から受信した印刷ジョブに従って印刷処理を実行する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）１０１と、画像読取装置１０２と、プリンタユニット１０３と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許