JP2013099110A - 電源装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電源制御IC110が動作開始可能な電圧に入力交流電圧になったことを、第1のコンバータ101に備えられたトランス140の補助巻線142の電圧から判定することで、判定に伴う消費電力を低減する。また、補助巻線142の電圧は一定の電圧に維持されるように第1のコンバータ101が動作するため、その電圧を監視しているだけでは、入力交流電圧Vinが動作下限電圧以下になったことを検知できないので、第2のコンバータ151の1次側に印加されている電圧から入力交流電圧Vinに比例した第2電圧を生成してそれを監視する。これにより、電源制御IC110は、入力交流電圧Vinに応じて、精度よく動作の開始と停止を行う。
【選択図】図1
Description
入力された交流電圧を整流平滑して出力する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路から出力された電圧を第1のトランスにより変換して出力する第1のコンバータと、
前記整流平滑回路から出力された電圧を第2のトランスにより変換して出力する第2のコンバータと
を備えた電源装置であって、
前記第2のコンバータは、
前記整流平滑回路の2つの出力端の一方に電流流入端子が接続された第1のスイッチング素子と、
前記整流平滑回路の2つの出力端の他方に電流流出端子が接続され、電流流入端子が前記第1のスイッチング素子の電流流出端子に接続された第2のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子の制御端子と前記第2のスイッチング素子の制御端子とに制御信号を出力することで前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子とをスイッチング動作させる制御回路と、
前記第1のコンバータが備える前記第1のトランスの補助巻線の電圧に応じた第1電圧を生成して前記制御回路に印加する第1電圧圧生成回路と、
前記第2のコンバータの1次側に印加されている電圧から前記交流電圧に応じた第2電圧を生成する第2電圧生成回路と
を備え、
前記制御回路は、前記第1電圧が動作開始閾値以上になると動作を開始し、前記第2電圧が前記動作開始閾値よりも小さな動作制限閾値以下になると自己の動作を停止ないしは制限することを特徴とする電源装置が提供される。
図1は、実施例1の電源装置の回路図である。本実施例では、一般的な電流共振方式の電源装置を採用しているが、フライバック方式やフォワード方式の電源装置に対しても本発明の技術思想を適用可能である。
動作停止電圧Vstopは動作開始電圧Vstartよりも低い電圧である。動作停止電圧Vstopを検知する目的は2つある。第1の目的は、スイッチングFET106、107、トランス115、電流共振コンデンサ108などの素子を、過電流状態から保護することである。入力交流電圧Vinが低ければ低いほど、1次側の電流が多くなる。これは、2次側の電力を一定の出力に維持しようと電源回路が働くためである。しかし、入力交流電圧Vinが低くなりすぎると、1次側の素子の状態が素子定格を超えた過電流状態になる恐れがある。そこで、過電流状態から1次側の素子を保護することが第1の目的である。第2の目的は、スイッチングFET106、107に貫通電流が流れることを抑制することである。スイッチングFET107がONすると同時に、スイッチングFET106に内蔵されている寄生ダイオードが逆回復を始める。この逆回復時の逆方向電流によって、貫通電流が流れてしまう。このように、入力交流電圧Vinが所定電圧よりも低くなると、貫通電流が流れてしまうことがある。図2(A)は、スイッチングFET106、107のドレイン電流に生じる貫通電流の一例を示している。このような貫通電流が発生すると、第2のコンバータの変換効率が低下したり、素子の破壊が発生したりしうる。よって、この貫通電流を抑制することが第2の目的である。
・素子を過電流状態から保護すること
・スイッチングFETに貫通電流を流さないこと
を達成するために、電源制御IC110は、入力交流電圧Vinの低下を精度よく検知する必要がある。
電源制御IC110のVSEN端子に、動作開始電圧Vstartに対応して決定された動作開始閾値以上の電圧が与えられると、電源制御IC110が動作を開始し、それによって第2のコンバータ151が動作を開始する。一方、異常な低電圧を検知すると電源制御IC110が動作を停止する。つまり、電源制御IC110は、VSEN端子の電圧が、動作停止電圧Vstopに対応して決定された動作制限閾値以下になると、自己の動作を停止ないしは制限する。
電源制御IC110のVSEN端子には、電源制御IC110に動作を開始させるための第1電圧は、第1のコンバータ101によって生成される。まず、第1のコンバータ101のトランス140の補助巻線142の両端電圧は、抵抗112、ダイオード113およびコンデンサ114から構成された整流平滑回路により整流平滑される。整流平滑された電圧は、トランジスタ206、ダイオード207を介して、抵抗208と抵抗209とより構成された分圧回路に印加される。なお、トランジスタ206の電流流入端子と制御端子との間には電流制限抵抗205が接続されている。抵抗208と抵抗209とよって分圧された電圧がVSENに印加される。この分圧された電圧は補助巻線142の両端電圧に比例した電圧である。このように、これらの回路は、第1のコンバータ101が備える第1のトランス140の補助巻線の電圧に比例した第1電圧を生成して電源制御IC110に印加する第1電圧圧生成回路として機能する。抵抗208と抵抗209の分圧比は、たとえば、入力交流電圧Vinが80Vであるときに、分圧された電圧が動作開始閾値に一致するように設定される。動作開始閾値は動作開始電圧Vstartに比例した電圧である。
VSEN端子電圧=(Ve206−Vf207)×R209 /(R208+R209) 式(1)
Ve206=Vb206−Vbe206 式(2)
・Ve206:トランジスタ206のエミッタ端子電圧
・Vbe206:トランジスタ206のベース・エミッタ間電圧
・Vf207:ダイオード207の順方向電圧
・R208:抵抗208の抵抗値
・R209:抵抗209の抵抗値
このように、VSEN端子には上記の電圧が与えられることにより、電源制御IC110が起動動作に備えることができる。
第2のコンバータ151が動作を開始すると、コントロールユニット133がトランジスタ206をOFFする制御信号を、フォトカプラ132を通じてトランジスタ131に出力する。これにより、トランジスタ131の状態が切り替わり、それに応じてトランジスタ211の状態も切り替わる(ONになる)。トランジスタ211がONになると、トランジスタ206のベース電圧が引き下げられるため、最終的に、トランジスタ206がOFFになる。なお、トランジスタ211の制御端子には電流制限抵抗203が接続されている。トランジスタ206がOFFになれば、これまでVSEN端子に供給されていた第1電圧が供給されなくなる。その代わりとして、本実施例では、スイッチングFET107のドレイン・ソース間の電圧をダイオード201およびコンデンサ204で整流平滑し、かつ、抵抗202および抵抗209で分圧して生成された電圧(第2電圧)がVSEN電圧に印加される。第2電圧は入力交流電圧Vinの実効値に比例した電圧である。つまり、これらの回路は、第2のコンバータ151の1次側に印加されている電圧から交流電圧に比例した第2電圧を生成する第2電圧生成回路として機能している。第2電圧生成回路は一種の電圧源であるが、第2のコンバータ151が動作を開始すると、電圧を供給可能となる電圧源である。このように、VSEN端子に電圧を供給する電圧源は、第2のコンバータ151が動作を開始する前と後とでは切り替わることが、本実施例の特徴の1つとなっている。
第2のコンバータ151が安定して動作している状態では、スイッチングFET107のドレイン・ソース間の電圧である第2電圧がVSEN端子に引き続き印加されている。ここで、スイッチングFET107のドレイン・ソース間の電圧波形は、1次平滑コンデンサ105の+端子電圧をピークとした矩形波のような波形となる。この波形の周期は、スイッチングFET107のスイッチング周期に一致する。
Vacr=((R209/(R209+R202))×Vdch×ON_DUTY)/(ON_DUTY+R/R209×OFF_DUTY) ・・・・(3)
R209:抵抗209の抵抗値
R202:抵抗202の抵抗値
R:抵抗202と抵抗209の並列合成抵抗つまり、R=R202×R209/(R202+R209)
Vdch:1次平滑コンデンサ105の+端子電圧
ON_DUTY:スイッチングFET107がON状態のときのDUTY比
OFF_DUTY:スイッチングFET107がOFF状態のときのDUTY比
(ただし、ダイオード201の順方向電圧は無視)
もし、ダイオード201がない場合やダイオード201がショートしていた場合、つまり、抵抗202だけで回路が構成されている場合、Vacrは(4)式で表現可能である。
Vacr=((R209/(R202+R209))×Vdch×ON_DUTY)/(ON_DUTY+ OFF_DUTY) ・・・・(4)
しかし、ダイオード201がある場合、スイッチングFET107がOFF状態のときに、コンデンサ204からの電位がR/R209の比率だけ減少してしまう。そこで、(4)式のOFF_DUTYにR/R209を乗算して(3)式が導かれている。
電源制御IC110は、VSEN端子の電圧Vsnsが動作制限閾値以下になると、保護動作を実行する。たとえば、電源制御IC110は、スイッチングFET106、107の発振動作を停止させる。これにより、1次側素子の素子定格を超えるような過電流状態が抑制される。また、スイッチングFET106、107に流れる貫通電流を抑制できる。あるいは、電源制御IC110は、スイッチング周波数を現在の設定値よりも増加してもよい。現在の設定値とは、VSEN端子の電圧Vsnsが動作停止電圧Vstop以下になった瞬間におけるスイッチングFET106、107のスイッチング周波数のことである。図2(B)が示すように、スイッチングFET106、107のスイッチング周波数が高くなると、スイッチングFET106、107の各ドレイン電流には貫通電流が発生しない。なお、スイッチング周波数を高くすると、電圧出力部127の電圧が通常動作時よりも低下してしまうが、1次側素子の定格を超えるような過電流状態や貫通電流を抑制できる。このように、電源制御IC110は、スイッチング周波数が高くして自己の動作を制限することで、貫通電流を抑制してもよい。なお、通常動作時とは、VSEN端子の電圧Vsnsが動作制限閾値を超えている時(入力交流電圧Vinが60Vを超えている時)のことである。
図3は実施例2にかかる電源装置の回路図である。実施例2は、実施例1と比較して、動作開始電圧と動作停止電圧を検知する電圧検知回路400の構成が異なっている。なお、図3において、図1と共通する事項については説明の簡潔化を図るために同一の参照符号を付与している。
この動作はすでに実施例1で説明したとおりであるため、その説明を省略する。
次に、第2のコンバータ151が動作を開始すると、上述したように、トランジスタ206がOFFする。これにより、これまで第1のコンバータ101からVSEN端子に供給されていた第1電圧が供給されなくなる。その代わりとして、実施例2では、1次平滑コンデンサ105の+端子の電圧を分圧して得られた第2電圧がVSEN端子に供給されるようになる。なお、実施例2でもコンデンサ204をVSEN端子に接続しているため、切り替え時における電圧の低下が抑制される。
第2のコンバータ151が安定動作している場合、上述したように、1次平滑コンデンサ105の+端子の電圧に比例した電圧が電源制御IC110のVSEN端子に供給されている。そして、入力交流電圧Vinが動作停止電圧Vstop(例:60V)に達したときに、VSEN端子に印加される電圧が動作制限閾値Vlow以下になるように、抵抗401、抵抗402、コンデンサ204の各定数が設定される。
Vlow <Vdch*(R402/(R401+R402))−Vf201 ・・・・(5)
Vdch=Vstop×√2 ・・・・(6)
R401:抵抗401の抵抗値
R402:抵抗402の抵抗値
Vf201:ダイオード201の順方向電圧Vf
Vdch:1次平滑コンデンサ105の+端子電圧
Vstop:入力交流電圧Vinについて定められた動作停止電圧(例:60V)
動作停止電圧Vstopは、1次側の各素子の定格を超えるような過電流状態を抑制でき、かつ、スイッチングFET106、107の貫通電流を抑制できるように、予め実験やシミュレーションによって決定される。
実施例2の低電圧検知後の動作は実施例1と同様のため説明を省略する。また、実施例2でも実施例1と共通する回路については、同様の効果が発揮される。このように動作開始電圧Vstartを取得する位置と、動作停止電圧Vstopを取得する位置とを異ならしめることで、第2のコンバータ151は安定して起動し、かつ、入力交流電圧Vinが低下したときには安全に停止できるようになる。また、省電力モードに移行すると、第1電圧および第2電圧の印加が停止するため、消費電力の点で従来技術よりも有利である。
図4は、実施例3にかかる電源装置の回路図である。実施例1、2では単一の電圧検出端子で動作開始電圧Vstartを表す第1電圧と動作停止電圧Vstopに表す第2電圧を検出していたが、実施例3では、VSEN端子で動作開始電圧Vstartを検知し、電圧検知回路600で動作停止電圧Vstopを検知することを特徴している。電圧検知回路600は、入力交流電圧Vinが動作停止電圧Vstop(例:60V)まで低下すると、電源制御ICのVcc端子への電力の供給を遮断するように作用する。なお、実施例3でも、すでに説明した個所には同一の参照符号を付与することで説明の簡潔化を図る。
第1のコンバータ101のトランス140の補助巻線142の電圧が、抵抗112、ダイオード113およびコンデンサ114により構成された整流平滑回路により整流平滑される。整流平滑された電圧は抵抗208と抵抗209で分圧されて第1電圧が生成され、電源制御IC110のVSEN端子に印加される。印加された第1電圧は、補助巻線142の電圧に比例した電圧である。この第1電圧が動作開始閾値以上になると、電源制御IC110が動作を開始する。なお、電源制御ICのVcc端子への電力の供給については、すでに説明したとおりである。
第2のコンバータ151が動作を開始した後も引き続きVSEN端子には、第1のコンバータ101からの電圧が印加される。
図4によれば、抵抗604とツェナーダイオード605によって、動作制限閾値に対応した基準電圧が作られている。この基準電圧がコンパレータ602の+端子に入力される。一方、コンパレータ602の−端子には、スイッチングFET107のドレイン・ソース間の電圧に比例した第2電圧が入力される。なお、スイッチングFET107のドレイン・ソース間の電圧が、ダイオード201によって整流され、コンデンサ608によって平滑され、抵抗606と抵抗607とによって分圧されることで、第2電圧が生成される。このように、コンパレータ602は、第2電圧と動作制限閾値とを比較する比較器として機能している。
コンパレータ602の+端子電圧 < コンパレータ602の−端子電圧
が満たされ、かつ、
動作開始後には、
コンパレータ602の+端子電圧 > コンパレータ602の−端子電圧
となるように、抵抗604、ツェナーダイオード605、抵抗606、抵抗607の各定数が選択されている。
Vcon(−)=((R607/(R607+R606))×Vdch×ON_DUTY)/(ON_DUTY+R/R607×OFF_DUTY) ・・・・(7)
R607:抵抗607の抵抗値
R606:抵抗606の抵抗値
R:抵抗606と抵抗607の並列合成抵抗つまり、R=R606×R607/(R606+R607)
Vdch:1次平滑コンデンサ105の+端子電圧
ON_DUTY:スイッチングFET107が、ON状態のときのDUTY比
OFF_DUTY:スイッチングFET107が、OFF状態のときのDUTY比
(ただし、ダイオード201の順方向電圧は無視した場合)
また、コンパレータ602の+端子電圧をVcon(+)とすると、次式が成立する。
Vcon(+)=Vz ・・・・(8)
Vz:ツェナーダイオード605のツェナー電圧
(iv) 動作停止電圧を検知した後の各回路の動作と効果
入力交流電圧Vinが低下すると、1次平滑コンデンサ105の両端電圧も低下する。入力交流電圧Vinが動作停止電圧Vstop以下になると、第2電圧が動作制限電圧以下になるため、コンパレータ602の比較結果がLowからHiに反転する。比較結果は、フォトカプラ603を介して、コントロールユニット133のVCON端子に入力される。コントロールユニット133は、比較結果がHiに変化したことを認識すると、フォトカプラ132を介して、トランジスタ131をOFFに切り替える。これにより、電源制御IC110の駆動電力の供給が停止する。このように、コントロールユニット133、フォトカプラ132、トランジスタ131および電圧検知回路600は、第2電圧が動作制限閾値を超えている場合、第1のコンバータから制御回路に駆動電力を供給し、第2電圧が動作制限閾値以下になった場合、第1のコンバータ101から電源制御IC110への駆動電力の供給を遮断する遮断回路として機能する。
実施例1ないし3においては、便宜上、電流共振方式の電源装置を一例として採用したが、フライバック方式やフォワード方式など、他の方式にも本発明を適用できる。これらの方式でも、入力交流電圧Vinが低ければ低いほど、1次側の電流が多くなり、過電流状態などが発生しうるからである。
Claims (9)
- 入力された交流電圧を整流平滑して出力する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路から出力された電圧を第1のトランスにより変換して出力する第1のコンバータと、
前記整流平滑回路から出力された電圧を第2のトランスにより変換して出力する第2のコンバータと
を備えた電源装置であって、
前記第2のコンバータは、
前記整流平滑回路の2つの出力端の一方に電流流入端子が接続された第1のスイッチング素子と、
前記整流平滑回路の2つの出力端の他方に電流流出端子が接続され、電流流入端子が前記第1のスイッチング素子の電流流出端子に接続された第2のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子の制御端子と前記第2のスイッチング素子の制御端子とに制御信号を出力することで前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子とをスイッチング動作させる制御回路と、
前記第1のコンバータが備える前記第1のトランスの補助巻線の電圧に応じた第1電圧を生成して前記制御回路に印加する第1電圧圧生成回路と、
前記第2のコンバータの1次側に印加されている電圧から前記交流電圧に応じた第2電圧を生成する第2電圧生成回路と
を備え、
前記制御回路は、前記第1電圧が動作開始閾値以上になると動作を開始し、前記第2電圧が前記動作開始閾値よりも小さな動作制限閾値以下になると自己の動作を停止ないしは制限することを特徴とする電源装置。 - 前記制御回路は、当該制御回路が動作を開始する際に前記第1電圧が印加され、当該制御回路が動作を開始すると前記第2電圧が印加される電圧検出端子を備え、
前記制御回路は、前記電圧検出端子に印加されている前記第1電圧が前記動作開始閾値以上になると動作を開始し、前記電圧検出端子に印加されている前記第2電圧が、前記動作制限閾値以下になると動作を制限することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 - 前記電圧検出端子には、当該電圧検出端子に印加されている電圧が前記第1電圧から前記第2電圧に切り替えられる際に当該電圧検出端子に印加されている前記第1電圧を維持するコンデンサが接続されていることを特徴とする請求項2に記載の電源装置。
- 前記第2電圧が前記動作制限閾値以下になると、前記制御回路は、動作を停止するか、または、前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子とのスイッチング周波数を増加することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記制御回路は、当該制御回路が動作を開始する際に前記第1電圧が印加される電圧検出端子を備え、
前記制御回路は、前記電圧検出端子に印加されている前記第1電圧が前記動作開始閾値以上になると動作を開始し、
前記第2のコンバータは、
前記第2電圧と、前記動作制限閾値とを比較するコンパレータと、
前記第2電圧が前記動作制限閾値を超えている場合、前記第1のコンバータから前記制御回路に駆動電力を供給し、前記第2電圧が前記動作制限閾値以下になった場合、前記第1のコンバータからの前記制御回路への前記駆動電力の供給を遮断する遮断回路と
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 - 前記第2電圧生成回路は、前記第2のコンバータの1次側に印加されている電圧を、前記第1のスイッチング素子の電流流出端子と、前記第2のスイッチング素子の電流流入端子との接続点から取得することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記第2電圧生成回路は、前記第2のコンバータの1次側に印加されている電圧を、前記整流平滑回路の平滑コンデンサの両端電圧から取得することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記制御回路が動作を停止すると、前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子もスイッチング動作を停止することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の電源装置。
- 画像形成装置であって、
像担持体と、
前記像担持体を露光して潜像を形成する露光装置と、
トナーを用いて前記潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像を前記像担持体から用紙に転写する転写装置と、
前記トナー像を前記用紙に定着させる定着装置と、
前記像担持体または前記定着装置を駆動する電力を供給する、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の電源装置と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014126651A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Kyocera Document Solutions Inc | 電源装置及びこれを備えた画像形成装置 |
JP2015154531A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | キヤノン株式会社 | 電源装置及び画像形成装置 |
US10014787B2 (en) | 2016-05-10 | 2018-07-03 | Fuji Electric Co., Ltd. | Switching power supply with input voltage detection at the switching node |
US11705814B2 (en) | 2020-05-27 | 2023-07-18 | Fuji Electric Co., Ltd. | Switching control circuit and LLC converter |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5316902B2 (ja) | 2010-11-05 | 2013-10-16 | ブラザー工業株式会社 | 電源システム及び画像形成装置 |
JP5729990B2 (ja) * | 2010-11-30 | 2015-06-03 | キヤノン株式会社 | スイッチング電源装置、及び、スイッチング電源装置を備えた画像形成装置 |
JP5873293B2 (ja) * | 2011-10-31 | 2016-03-01 | キヤノン株式会社 | 電源装置および画像形成装置 |
JP6168746B2 (ja) * | 2012-10-10 | 2017-07-26 | キヤノン株式会社 | スイッチング電源及びスイッチング電源を備えた画像形成装置 |
JP6040768B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2016-12-07 | ブラザー工業株式会社 | スイッチング電源、電源供給システム及び画像形成装置 |
JP6218467B2 (ja) | 2013-07-12 | 2017-10-25 | キヤノン株式会社 | 電源装置及び画像形成装置 |
JP6364894B2 (ja) | 2014-04-01 | 2018-08-01 | ブラザー工業株式会社 | 電源システムおよび画像形成装置 |
TWI521841B (zh) * | 2015-01-21 | 2016-02-11 | 杰力科技股份有限公司 | 輸入側不採用電解電容器的電源轉換器 |
CN106936325A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-07-07 | 蔚来汽车有限公司 | 多功能车载功率变换器和包含其的电动汽车 |
JP6961437B2 (ja) * | 2017-09-28 | 2021-11-05 | キヤノン株式会社 | 電源装置及び画像形成装置 |
JP7114364B2 (ja) | 2018-06-22 | 2022-08-08 | キヤノン株式会社 | 電源装置及び画像形成装置 |
JP7263019B2 (ja) | 2019-01-15 | 2023-04-24 | キヤノン株式会社 | 電圧検知装置及び画像形成装置 |
JP2021189296A (ja) | 2020-05-29 | 2021-12-13 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07337010A (ja) * | 1994-06-14 | 1995-12-22 | Sony Corp | スイッチング電源回路 |
JPH1198839A (ja) * | 1997-09-19 | 1999-04-09 | Toko Inc | 自励式スイッチング電源回路 |
JP2003199342A (ja) * | 2001-12-25 | 2003-07-11 | Canon Inc | スイッチング電源装置、スイッチング電源システム、画像形成装置、スイッチング電源システムにおける制御方法、プログラムおよび記憶媒体 |
WO2005109618A1 (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 共振型スイッチング電源装置 |
JP2009100591A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-07 | Sanken Electric Co Ltd | スイッチング電源装置 |
JP2011055596A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Sanken Electric Co Ltd | 力率改善回路 |
WO2011132275A1 (ja) * | 2010-04-21 | 2011-10-27 | キヤノン株式会社 | 電流共振電源 |
US8891997B2 (en) * | 2011-10-31 | 2014-11-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Power supply system for stopping and starting operation in accordance with input voltage and image forming apparatus including the same |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1748541A1 (en) * | 2004-05-17 | 2007-01-31 | Fidelix Y.K. | Switching power supply device |
JP4735072B2 (ja) | 2005-06-23 | 2011-07-27 | サンケン電気株式会社 | スイッチング電源装置 |
JP4308183B2 (ja) | 2005-10-12 | 2009-08-05 | パナソニック株式会社 | スイッチング電源制御用半導体装置およびスイッチング電源装置 |
JP2007293340A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Oce Technologies Bv | 電源過負荷防止を有する可変速印刷装置 |
JP4245066B2 (ja) * | 2007-06-11 | 2009-03-25 | サンケン電気株式会社 | 多出力スイッチング電源装置 |
JP5435912B2 (ja) | 2008-08-29 | 2014-03-05 | シャープ株式会社 | 電源装置及び照明装置 |
JP4525817B2 (ja) * | 2008-10-30 | 2010-08-18 | サンケン電気株式会社 | スイッチング電源装置 |
JP5268615B2 (ja) | 2008-12-15 | 2013-08-21 | キヤノン株式会社 | 電源装置および画像形成装置 |
JP2010165857A (ja) | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Canon Inc | トランス、スイッチング電源装置及びdc−dcコンバータ装置 |
JP5489502B2 (ja) | 2009-03-19 | 2014-05-14 | キヤノン株式会社 | 電源装置 |
JP5170117B2 (ja) | 2010-01-18 | 2013-03-27 | 株式会社村田製作所 | スイッチング制御回路及びスイッチング電源装置 |
JP5648316B2 (ja) | 2010-05-18 | 2015-01-07 | サンケン電気株式会社 | スイッチング電源装置 |
JP5693048B2 (ja) * | 2010-05-31 | 2015-04-01 | キヤノン株式会社 | 電流共振電源 |
-
2011
- 2011-10-31 JP JP2011239555A patent/JP5873293B2/ja active Active
-
2012
- 2012-10-22 US US13/657,770 patent/US8891997B2/en active Active
- 2012-10-31 CN CN201210425360.7A patent/CN103095141B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07337010A (ja) * | 1994-06-14 | 1995-12-22 | Sony Corp | スイッチング電源回路 |
JPH1198839A (ja) * | 1997-09-19 | 1999-04-09 | Toko Inc | 自励式スイッチング電源回路 |
JP2003199342A (ja) * | 2001-12-25 | 2003-07-11 | Canon Inc | スイッチング電源装置、スイッチング電源システム、画像形成装置、スイッチング電源システムにおける制御方法、プログラムおよび記憶媒体 |
WO2005109618A1 (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 共振型スイッチング電源装置 |
JP2009100591A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-07 | Sanken Electric Co Ltd | スイッチング電源装置 |
JP2011055596A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Sanken Electric Co Ltd | 力率改善回路 |
WO2011132275A1 (ja) * | 2010-04-21 | 2011-10-27 | キヤノン株式会社 | 電流共振電源 |
US8891997B2 (en) * | 2011-10-31 | 2014-11-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Power supply system for stopping and starting operation in accordance with input voltage and image forming apparatus including the same |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014126651A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Kyocera Document Solutions Inc | 電源装置及びこれを備えた画像形成装置 |
JP2015154531A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | キヤノン株式会社 | 電源装置及び画像形成装置 |
US10014787B2 (en) | 2016-05-10 | 2018-07-03 | Fuji Electric Co., Ltd. | Switching power supply with input voltage detection at the switching node |
JP2021153390A (ja) * | 2016-05-10 | 2021-09-30 | 富士電機株式会社 | スイッチング電源装置 |
US11705814B2 (en) | 2020-05-27 | 2023-07-18 | Fuji Electric Co., Ltd. | Switching control circuit and LLC converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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