JP6335438B2 - スイッチ制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

スイッチ制御装置及び画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6335438B2
JP6335438B2 JP2013105116A JP2013105116A JP6335438B2 JP 6335438 B2 JP6335438 B2 JP 6335438B2 JP 2013105116 A JP2013105116 A JP 2013105116A JP 2013105116 A JP2013105116 A JP 2013105116A JP 6335438 B2 JP6335438 B2 JP 6335438B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switch
power
triac
turned
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013105116A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014225838A (ja
Inventor
悠二 藤原
悠二 藤原
水野 文明
文明 水野
由香 深澤
由香 深澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2013105116A priority Critical patent/JP6335438B2/ja
Priority to US14/268,714 priority patent/US9141057B2/en
Publication of JP2014225838A publication Critical patent/JP2014225838A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6335438B2 publication Critical patent/JP6335438B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/50Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control
    • G03G15/5004Power supply control, e.g. power-saving mode, automatic power turn-off
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/081Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters wherein the phase of the control voltage is adjustable with reference to the AC source
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/25Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/257Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/2573Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with control circuit
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0032Control circuits allowing low power mode operation, e.g. in standby mode
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Thyristor Switches And Gates (AREA)

Description

本発明は、商用交流電源からの電力を所定の負荷に供給、又は遮断するスイッチ手段を制御するスイッチ制御装置、及びこれを用いた画像形成装置に関する。
商用交流電源からの電力を所定の負荷に、供給、又は遮断するスイッチ手段として、サイリスタやゲート制御式半導体スイッチ(以下、トライアックという)が知られている。サイリスタやトライアックを制御するスイッチ制御装置は、制御用電源によって駆動され、商用交流電源から供給されるゲート電流をサイリスタやトライアックのゲート端子に印加、又は遮断することでサイリスタやトライアックのスイッチング動作を行っている。
例えば特許文献1では、サイリスタにフォトカプラを並列接続し、サイリスタとフォトカプラのオン/オフが互いに逆となるように制御している。これにより、制御用電源が正常動作していない場合でも、商用交流電源に接続された負荷に、電力を供給できるサイリスタゲートドライブ回路を提案している。
特開2009−207241号公報
しかしながら、上述した従来例では、サイリスタゲートドライブ回路に制御用電源からの電源を供給できなくなる場合でもサイリスタをオン状態にすることができるが、近年求められるようになった低消費電力化は考慮していない。なぜならば、サイリスタのオフ状態を維持したい場合に、フォトカプラを2つ点灯させなければいけないからである。また、低消費電力を達成するためには、サイリスタをオフ状態にした場合の、商用交流電源からサイリスタゲートドライブ回路を介して負荷へ流れる漏れ電流も、無視できない電流量であった。
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、サイリスタやトライアックを駆動するゲートドライブ回路の消費電力を低減することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
(1)商用交流電源とAC−DCコンバータとの間に設けられ、前記商用交流電源からの電力を前記AC−DCコンバータに供給又は遮断するためのスイッチ手段を制御するスイッチ制御装置であって、前記スイッチ手段をオン又はオフに切り換えるスイッチ駆動手段と、前記スイッチ駆動手段を制御するための電力を出力する制御用電源と、前記スイッチ駆動手段と前記制御用電源との間に設けられ、前記制御用電源から前記スイッチ駆動手段への電力を供給又は遮断する電力伝達手段と、前記電力伝達手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電力伝達手段により前記制御用電源から前記スイッチ駆動手段への電力を遮断している間は、前記スイッチ駆動手段により前記スイッチ手段をオンし、前記AC−DCコンバータから電力が供給され、前記制御用電源から前記スイッチ駆動手段に電力を供給している間は、前記スイッチ駆動手段により前記スイッチ手段をオフし、前記制御用電源から電力が供給されることを特徴とするスイッチ制御装置。
(2)記録材に画像形成を行う画像形成手段と、前記(1)記載のスイッチ制御装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
本発明によれば、サイリスタやトライアックを駆動するゲートドライブ回路の消費電力を低減することができる。
実施例1の電源装置の構成を説明するブロック図 実施例1のトライアックゲートドライブ回路の構成を説明する図 実施例1のトライアックゲートドライブ回路の動作を説明する図 実施例2の回路構成の詳細を説明する図 実施例3の画像形成装置を説明する図
以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。
[スイッチ制御装置の構成]
図1は実施例1であるスイッチ制御装置100を示す。商用交流電源(AC)101と、商用交流電源(AC)101からの交流電力を供給する負荷102との間には、スイッチ手段であるゲート制御式半導体スイッチ(以下、トライアックという)103が設けられている。スイッチ制御装置100はトライアック103をオン/オフ制御する。負荷102は、例えば後述する画像形成装置に搭載される電源装置のAC−DCコンバータであり、更に詳しくは電源装置の一次側の数百μFの電解コンデンサである。
スイッチ制御装置100は、スイッチ駆動手段であるトライアックゲートドライブ回路104、制御用電源105、電力伝達部106、及び判断部107から構成される。トライアックゲートドライブ回路104は、トライアック103のゲート端子に商用交流電源101から供給される交流電流を直流電流に整流して得られるゲート電流を印加、又は遮断することにより、トライアック103のスイッチング動作を制御する。なお、トライアック103のゲート端子を、以下G端子という(図2参照)。
トライアックゲートドライブ回路104には、トライアックゲートドライブ回路104を制御するための電力を供給する制御用電源105が電力伝達部106を介して接続されている。電力伝達部106には、電力伝達部106を制御する制御手段である判断部107が接続されている。判断部107は、例えばCPUであり、後述する画像形成装置ではエンジンコントローラである。判断部107は、制御用電源105からトライアックゲートドライブ回路104に電力を供給する場合、ローレベル信号を電力伝達部106に出力し、電力を遮断する場合、ハイレベル信号を電力伝達部106に出力する。
判断部107を駆動するための電力は、負荷102が稼働している場合は負荷102から供給されるが、負荷102が停止している場合は制御用電源105から供給される。これは、負荷102が停止している状態から、例えば後述する画像形成装置の電源スイッチをオン操作した場合に、負荷102が停止状態でもトライアック103をオン状態に切り換えるのには、判断部107が常時駆動状態になっている必要があるからである。
制御用電源105としては、例えばアルカリ電池等の比較的長寿命の電池や充電式電池が用いられる。充電式電池を用いた場合、負荷102が稼働している間に負荷102からの出力電力によって自動的に充電されるようにしてもよい。なお、制御用電源105の電圧は、例えば3.3Vである。トライアックゲートドライブ回路104は、制御用電源105からの電力が電力伝達部106により供給された場合、トライアック103のG端子に商用交流電源101から供給されるゲート電流を遮断する。これにより、トライアックゲートドライブ回路104は、商用交流電源101から負荷102に供給される電力を遮断する。また、トライアックゲートドライブ回路104は、制御用電源105からの電力が電力伝達部106により遮断された場合、トライアック103のG端子に商用交流電源101から供給されるゲート電流を供給する。これにより、トライアックゲートドライブ回路104は、商用交流電源101から負荷102に電力を供給する。
トライアックゲートドライブ回路104及び電力伝達部106を具体的な回路で示す図2において、トライアック103のT1端子は商用交流電源101に、トライアック103のT2端子は負荷102に、それぞれ接続されている。トライアック103のT2、G端子間にはダイオードブリッジ型の整流回路(以下、ダイオードブリッジという)201が接続されており、商用交流電源101から、負荷102を通して供給されてきた電流を整流している。整流後の電流は抵抗202及びFET(電界効果トランジスタ)203を介して、再びダイオードブリッジ201で整流され、トライアック103のG端子に流れ込む。抵抗204はFET203のゲート、ソース間に並列に接続されており、FET203は抵抗204に印加される電圧がFET203のゲートカットオフ電圧以上になるとオン状態となる。ツェナーダイオード205も同様に、FET203のゲート、ソース間に並列に接続されており、FET203のゲート、ソース間に印加される電圧がFET203のゲート、ソース間耐圧以上に印加されないように、電圧を制限する保護素子の役割を果たしている。抵抗206はダイオードブリッジ201で整流された後の電圧のうち、FET203のゲート、ソース間に印加される電圧を引いた電圧が印加されるように設置された抵抗である。
フォトカプラ207は、FET203のゲート、ソース間に並列に接続されている。フォトカプラ207の発光ダイオードは、アノードがトランジスタ210のコレクタに接続されているとともにカソードが接地されており、トランジスタ210がオンであるときに発光し、トランジスタ210がオフであるときに消灯する。フォトカプラ207の発光ダイオードが消灯している場合、フォトカプラ207のフォトトランジスタはオフ状態となり、FET203のゲート、ソース間はオープン状態となる。このため、上述したようにFET203は抵抗204に印加される電圧が所定値以上になるとオン状態となる。FET203がオン状態となると、商用交流電源101から、負荷102を通して供給されてきた電流がFET203を介してトライアック103のG端子に流れ込むため、トライアック103のT1,T2端子間が導通状態となる。一方、フォトカプラ207の発光ダイオードが点灯している場合、フォトカプラ207のフォトトランジスタはオン状態となり、FET203のゲート、ソース間はショート状態となるため、抵抗204に電圧は印加されず、FET203は常にオフ状態となる。FET203が常にオフ状態の場合、トライアック103のT1、T2端子間が導通状態となるために必要なゲート電流をG端子に流すことができないため、トライアック103のT1、T2端子間は遮断状態(非導通状態)となる。トライアック103のT1、G端子間には、抵抗208が設けられている。
電力伝達部106は、トランジスタ210及び電流制限抵抗211、ベース、エミッタ間抵抗212から構成されている。トランジスタ210のエミッタが電流制限抵抗211を介して制御用電源105に、トランジスタ210のコレクタがフォトカプラ207の発光ダイオードのアノードに、トランジスタ210のベースが判断部107に、それぞれ接続されている。電力伝達部106は、判断部107からハイレベル信号を入力されると、トランジスタ210がオフになり、制御用電源105から供給される電流は、フォトカプラ207の発光ダイオードに供給されない。このため、フォトカプラ207の発光ダイオードが消灯するので、上述したように、トライアック103のT1,T2端子間が導通状態となる。一方、電力伝達部106は、判断部107からローレベル信号を入力されると、トランジスタ210がオンとなり、制御用電源105から供給される電流は、電流制限抵抗211を介してフォトカプラ207の発光ダイオードに供給される。これにより、フォトカプラ207の発光ダイオードが点灯するので、トライアック103のT1,T2端子間は遮断状態となる。
[スイッチ制御装置の動作波形]
図2で説明したスイッチ制御装置100及びトライアック103の動作を波形で示す図3において、はじめに、所定の時間T41から負荷102への電力供給を遮断するタイミングである時間T42までの各波形動作を説明する。ここで、図3(a)は、商用交流電源101から出力される正弦波の電圧の波形301である。なお、負荷102に流れる電流の波形も波形301のような正弦波とする。図3(b)は、判断部107から電力伝達部106に出力される信号の波形302を示している。図3(c)は、ダイオードブリッジ201で整流された後のTH−TN間の電圧の波形303を示している。図3(d)は、トライアック103のG端子に流れる電流の波形304を示している。図3(e)は、トライアック103のT1、T2端子間に流れる電流の波形305を示している。
商用交流電源101から出力される正弦波の波形301(図3(a))は、負荷102を介して、トライアック103のT2端子に出力される。判断部107から電力伝達部106に出力される波形302は、図3(b)に示すように、時間T41から時間T42まではハイレベル状態となっている。これにより、電力伝達部106のトランジスタ210がオフになっている。トランジスタ210がオフになっていると、制御用電源105からトライアックゲートドライブ回路104のフォトカプラ207に電力が供給されない。このため、フォトカプラ207のフォトトランジスタがオフ状態となり、FET203のゲート、ソース間はショート状態にならない。この結果、FET203は、ゲート、ソース間の電圧が所定値以上になると、オン状態となる。
ダイオードブリッジ201で整流された後のTH−TN(図2参照)間の電圧の波形303を示す図3(c)において、TH−TN間の電圧が所定電圧Ta(図3(c)中破線で示す)以上の電圧になると、FET203のゲート、ソース間電圧が所定値以上となる。このため、FET203がオン状態となり、図3(d)の波形304で示すように、トライアック103のG端子にゲート電流が流れ込む。その結果、図3(e)の波形305で示すように、トライアック103のT1,T2端子間が導通状態となり、商用交流電源101から負荷102に電流が流れ始める。トライアック103のT1,T2端子間が導通状態になると、トライアック103のT2、G端子間には電圧が印加されなくなるため、波形303においてT1,T2端子間が導通状態となっている間は、TH−TN間の電圧は0V付近に落ち込む。
波形304で示すように、トライアック103のT1,T2端子間が導通状態になった後は、導通状態が切れるまで、G端子に電流が流れ込まない。波形305で示すように、トライアック103は一度導通状態になると、次のゼロクロス時点(波形301の正負が反転する時点)まで、導通状態を維持する。
ここで、トライアック103のT1,T2端子間に流れる電流は、波形305で示すように、厳密には正弦波形にはならない。トライアック103のT1,T2端子間に流れる電流が正弦波形にならない場合、負荷102(例えば電解コンデンサ)への突入電流(定常状態よりもはるかに大きな電流)が多くなり、ノイズや高調波の発生の原因となる。そこで、トライアック103のT1,T2端子間に流れる電流を正弦波形により近付けるためには、抵抗206及び抵抗204の分圧比を調整し、TH、TNの間に印加される電圧のうち、抵抗204に印加される電圧の割合を高くすればよい。また、オン電圧の低いFETを選定すれば、正弦波形により近い電流を流すことができる。
次に時間T42から所定の時間T43までの各波形動作を説明する。波形302で示すように、電力伝達部106に出力される信号は、時間T42から時間T43まではローレベル状態となっている。よって電力伝達部106のトランジスタ210がオンする。トランジスタ210がオンすると、制御用電源105からトライアックゲートドライブ回路104のフォトカプラ207に電力が供給されるため、フォトカプラ207のフォトトランジスタがオン状態となり、FET203のゲート、ソース間はショート状態となる。この結果、FET203は、オフ状態となる。
FET203がオフ状態になると、波形303で示すように、TH−TN間の電圧は、波形301が負荷102を介して、トライアック103のT2端子に供給された後、ダイオードブリッジ201で整流された電圧である。TH−TN間の電圧は、抵抗206及び抵抗204に印加される。ここで、フォトカプラ207により、FET203のゲート、ソース間はショートしているため、抵抗204に印加される電圧はほぼ0Vに等しい。
波形304で示すように、トライアック103のG端子に流れる電流は、波形303で示したTH−TN間の電圧と、抵抗206のインピーダンスで決まる電流が流れる。よって、時間T42から時間T43までの消費電力は、主に抵抗206で消費される電力であり、極力低くしたい場合は、抵抗206のインピーダンスを数MΩ程度にする必要がある。本実施例のトライアックゲートドライブ回路104はFET203を用いた電圧駆動を特徴としているため、抵抗206をハイインピーダンスにすることができる。波形305で示すように、トライアック103のT1、T2端子間には、時間T42から時間T43までトライアックのT1、T2端子間が遮断状態であるため、電流はほぼ流れない。
以上、本実施例によれば、制御用電源105からトライアックゲートドライブ回路104への電力が遮断された場合に、トライアック103のT1,T2端子間が導通状態となるようにトライアックゲートドライブ回路104を構成している。これにより、フォトカプラ207の発光ダイオードが消灯している場合でも、商用交流電源101からトライアック103を介して負荷102に電力を供給することができる。また、トライアックゲートドライブ回路104において、一つのフォトカプラ207でトライアック103を駆動しているため、トライアックゲートドライブ回路104で消費される電力を抑えることができる。更に、トライアックゲートドライブ回路104はハイインピーダンスの抵抗206で構成されているため、トライアック103のT1,T2端子間が遮断しているときの消費電力を抑えることができる。
以上説明した実施例によれば、サイリスタやトライアックを駆動するゲートドライブ回路の消費電力を低減することができる。
実施例2を示す図4において、実施例2が実施例1と異なるところは、トライアックゲートドライブ回路104の構成である。実施例2において、スイッチ制御装置100を構成する制御用電源105、電力伝達部106、判断部107の回路構成及び関係は実施例1と同様であるため、説明を省略する。
トライアック103のT2、G端子の間には、ノーマリーオンタイプのフォトモスリレー400が接続されている。フォトモスリレー400は、内蔵した一つの発光ダイオード401が発光しないときに、FET402、403がオン状態になり、互いに逆直列に接続されたダイオード404、405を介して交流電流を流すことが可能になる。これにより、トライアック103のT2、G端子の間が導通状態となる。つまり、判断部107がハイレベル信号を電力伝達部106に出力してトランジスタ210がオフ状態になると、制御用電源105からの電流がフォトモスリレー400の発光ダイオード401に供給されない。このとき、トライアック103のT2、G端子の間が導通状態となり、トライアック103のT1,T2端子間が導通状態となる。
判断部107がローレベル信号を電力伝達部106に出力してトランジスタ210がオン状態になると、制御用電源105からの電流がフォトモスリレー400の発光ダイオード401に供給される。このとき、発光ダイオード401が発光するので、FET402、403がオフ状態になる。これにより、交流電流がダイオード404、405を流れなくなるため、トライアック103のT2、G端子の間が非導通状態となり、トライアック103のT1,T2端子間が非導通状態となる。
トライアックゲートドライブ回路104は、フォトモスリレー400の発光ダイオード401が一つのため、実施例1と同様に制御用電源105から供給される電力を抑えることができる。また、トライアック103のT1,T2端子間が遮断しているときの消費電力は、FET402及び403が遮断しているため、低消費電力を実現できる。
以上、本実施例によれば、制御用電源105からトライアックゲートドライブ回路104への電力が遮断されている場合に、トライアック103のT1,T2端子間が導通状態となるようにトライアックゲートドライブ回路104を構成している。これにより、商用交流電源101からトライアック103を介して負荷102に電力を供給することができる。また、トライアックゲートドライブ回路104において、実施例1と同様に一つのフォトモスリレー400(発光ダイオードが一つ)でトライアック103を駆動しているため、制御用電源105から供給される電力を抑えることができる。更に、トライアック103のT1,T2端子間が遮断しているときの消費電力は、フォトモスリレー400で漏れ電流を遮断しているため、低消費電力を実現できる。
以上説明した実施例によれば、サイリスタやトライアックを駆動するゲートドライブ回路の消費電力を低減することができる。
実施例1、2で説明したスイッチ制御装置100は、例えば画像形成装置の低圧電源、即ちエンジンコントローラ(判断部)やモータ等の駆動部へ電力を供給する電源(負荷)の制御に適用可能である。以下に、実施例1、2のスイッチ制御装置100が適用される画像形成装置の構成を説明する。
[画像形成装置の構成]
画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタを例にあげて説明する。図5に電子写真方式のプリンタの一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す。レーザビームプリンタ1300は、静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム1311、感光ドラム1311を一様に帯電する帯電部1317、感光ドラム1311に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部1312を備えている。そして、感光ドラム1311に現像されたトナー像をカセット1316から供給された記録材としてのシート(不図示)に転写部1318によって転写して、シートに転写したトナー像を定着器1314で定着してトレイ1315に排出する。この感光ドラム1311、帯電部1317、現像部1312、転写部1318が画像形成部を構成する。
レーザビームプリンタ1300は、実施例1、2で説明したスイッチ制御装置100を備え、実施例1、2で説明した負荷102に相当する電源装置1320のオン/オフを制御する。なお、実施例1、2のスイッチ制御装置100を適用可能な画像形成装置は、図5に例示したものに限定されず、例えば複数の画像形成部を備える画像形成装置であってもよい。更に、感光ドラム1311上のトナー像を中間転写ベルトに転写する一次転写部と、中間転写ベルト上のトナー像をシートに転写する二次転写部を備える画像形成装置であってもよい。
画像形成装置は、通常モードと省電力モードとを備えている。通常モードは、画像形成動作を行うモードである。省電力モードは、画像形成動作を行っていないときに、電源装置1320からエンジンコントローラにのみ電力を供給することで消費電力を低減するモードである。また、本実施例の画像形成装置は、スイッチ制御装置100により電源装置1320への電力供給をも停止して更に消費電力を低減するモードを備えている。
以上、本実施例によれば、画像形成装置の電源装置を制御するスイッチ制御装置において、サイリスタやトライアックを駆動するゲートドライブ回路の消費電力を低減することができる。
100 スイッチ制御装置
101 商用交流電源
102 負荷
103 トライアック
104 トライアックゲートドライブ回路
105 制御用電源
106 電力伝達部
107 判断部

Claims (12)

  1. 商用交流電源とAC−DCコンバータとの間に設けられ、前記商用交流電源からの電力を前記AC−DCコンバータに供給又は遮断するためのスイッチ手段を制御するスイッチ制御装置であって、
    前記スイッチ手段をオン又はオフに切り換えるスイッチ駆動手段と、
    前記スイッチ駆動手段を制御するための電力を出力する制御用電源と、
    前記スイッチ駆動手段と前記制御用電源との間に設けられ、前記制御用電源から前記スイッチ駆動手段への電力を供給又は遮断する電力伝達手段と、
    前記電力伝達手段を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記電力伝達手段により前記制御用電源から前記スイッチ駆動手段への電力を遮断している間は、前記スイッチ駆動手段により前記スイッチ手段をオンし、前記AC−DCコンバータから電力が供給され、前記制御用電源から前記スイッチ駆動手段に電力を供給している間は、前記スイッチ駆動手段により前記スイッチ手段をオフし、前記制御用電源から電力が供給されることを特徴とするスイッチ制御装置。
  2. 前記制御用電源は、充電式電池であり、
    前記充電式電池は、前記スイッチ駆動手段により前記スイッチ手段がオンされている間に前記AC−DCコンバータによって充電されることを特徴とする請求項1に記載のスイッチ制御装置。
  3. 前記スイッチ手段はトライアックであって、
    前記スイッチ駆動手段は、前記電力伝達手段により前記制御用電源からの電力が遮断された際に前記トライアックのゲート端子にゲート電流を印加し、前記電力伝達手段により前記制御用電源から電力が供給された際に前記トライアックのゲート端子にゲート電流を印加するのを停止することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスイッチ制御装置。
  4. 前記スイッチ駆動手段はフォトカプラを備え、
    前記フォトカプラの発光ダイオードは、前記電力伝達手段により前記制御用電源から電力が供給された際に点灯し、前記電力伝達手段により前記制御用電源からの電力が遮断された際に消灯することを特徴とする請求項3に記載のスイッチ制御装置。
  5. 前記スイッチ駆動手段はFETを備え、
    前記FETは、前記フォトカプラの発光ダイオードが消灯した際にオンすることにより前記トライアックのゲート端子にゲート電流を印加し、前記フォトカプラの発光ダイオードが点灯した際にオフすることにより前記トライアックのゲート端子にゲート電流を印加するのを停止することを特徴とする請求項4に記載のスイッチ制御装置。
  6. 前記スイッチ駆動手段は、発光ダイオードを有するフォトモスリレーを備え、
    前記フォトモスリレーは、前記発光ダイオードが消灯した際にオンすることにより、前記トライアックのゲート端子にゲート電流を印加し、前記発光ダイオードが点灯した際にオフすることにより、前記トライアックのゲート端子にゲート電流を印加するのを停止することを特徴とする請求項3に記載のスイッチ制御装置。
  7. 前記電力伝達手段はトランジスタを備え、
    前記トランジスタのエミッタが前記制御用電源に、前記トランジスタのコレクタが前記フォトカプラの発光ダイオードのアノードに、前記トランジスタのベースが前記制御手段に、それぞれ接続されていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のスイッチ制御装置。
  8. 前記トランジスタは、前記制御手段からベースにハイレベル信号が入力されたときにオフになり、前記制御手段からベースにローレベル信号が入力されたときにオンになることを特徴とする請求項7に記載のスイッチ制御装置。
  9. 前記フォトカプラの発光ダイオードは、アノードが前記トランジスタのコレクタに接続されているとともにカソードが接地されており、前記トランジスタがオンであるときに発光し、前記トランジスタがオフであるときに消灯することを特徴とする請求項8に記載のスイッチ制御装置。
  10. 前記フォトカプラのフォトトランジスタは、コレクタが前記FETのゲートに、エミッタが前記FETのソースに、それぞれ接続されていることを特徴とする請求項5、請求項7乃至請求項9のいずれか1項に記載のスイッチ制御装置。
  11. 前記トライアックのゲート端子と、前記トライアックの前記AC−DCコンバータに接続された端子との間には、ダイオードブリッジ型の整流回路が接続されていることを特徴とする請求項3乃至請求項5のいずれか1項に記載のスイッチ制御装置。
  12. 記録材に画像形成を行う画像形成手段と、
    請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載のスイッチ制御装置と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
JP2013105116A 2013-05-17 2013-05-17 スイッチ制御装置及び画像形成装置 Active JP6335438B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013105116A JP6335438B2 (ja) 2013-05-17 2013-05-17 スイッチ制御装置及び画像形成装置
US14/268,714 US9141057B2 (en) 2013-05-17 2014-05-02 Switching control apparatus and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013105116A JP6335438B2 (ja) 2013-05-17 2013-05-17 スイッチ制御装置及び画像形成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014225838A JP2014225838A (ja) 2014-12-04
JP6335438B2 true JP6335438B2 (ja) 2018-05-30

Family

ID=51895876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013105116A Active JP6335438B2 (ja) 2013-05-17 2013-05-17 スイッチ制御装置及び画像形成装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9141057B2 (ja)
JP (1) JP6335438B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020226452A1 (ko) * 2019-05-09 2020-11-12 김창호 전원을 차단하기 위한 전자 장치
JP7327202B2 (ja) * 2020-02-20 2023-08-16 株式会社デンソー レーザ発光装置

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6016120Y2 (ja) * 1979-12-11 1985-05-20 東北金属工業株式会社 突入電流防止回路
JP2658195B2 (ja) * 1988-06-20 1997-09-30 オムロン株式会社 ソリッドステートリレー
US5331354A (en) * 1990-09-26 1994-07-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Power supply apparatus for television receiver set and television receiver set including the same
US5448448A (en) 1991-06-10 1995-09-05 Canon Kabushiki Kaisha Aluminum electrolytic capacitor device
JPH0833327A (ja) * 1994-07-20 1996-02-02 Murata Mfg Co Ltd 電源装置
DE19600962A1 (de) * 1996-01-12 1997-07-17 Siemens Ag Schaltnetzteil mit verlustleistungsarmem Standby-Betrieb
KR0171857B1 (ko) * 1996-06-29 1999-05-01 김광호 전원 공급 제어 회로 및 방법
JPH1023354A (ja) * 1996-06-29 1998-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd テレビジョン受像機用電源装置
JP2000184617A (ja) * 1998-12-09 2000-06-30 Sony Corp 電源回路
JP2000184719A (ja) * 1998-12-14 2000-06-30 Sony Corp 電源供給回路及び電源供給方法
US6408148B1 (en) * 1999-05-17 2002-06-18 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus, image recording apparatus, controlling method for these apparatuses, and power supply apparatus used therein
JP2000341940A (ja) * 1999-05-27 2000-12-08 Lg Electronics Inc 低消費電力スタンバイ電源回路
JP2000350458A (ja) * 1999-06-03 2000-12-15 Sony Corp 電源装置
JP2001218280A (ja) * 2000-02-02 2001-08-10 Sony Corp 電子機器の電源装置
JP4214649B2 (ja) * 2000-02-08 2009-01-28 ソニー株式会社 電源装置およびパルス発生装置
JP4618468B2 (ja) * 2000-04-07 2011-01-26 ソニー株式会社 電源装置
JP4080764B2 (ja) * 2001-03-14 2008-04-23 株式会社リコー 電源制御装置および画像形成装置
JP2004040882A (ja) * 2002-07-02 2004-02-05 Yamada Electric Mfg Co Ltd 誘導機の始動装置
KR20060011060A (ko) * 2004-07-29 2006-02-03 삼성전자주식회사 전자장치
JP2007110839A (ja) * 2005-10-13 2007-04-26 Fuji Xerox Co Ltd 電力制御装置及び画像形成装置
KR101329620B1 (ko) * 2007-07-27 2013-11-15 삼성전자주식회사 영상표시장치의 전원공급회로
JP2009207241A (ja) 2008-02-27 2009-09-10 Meidensha Corp サイリスタのゲートドライブ回路
JP5183299B2 (ja) * 2008-05-27 2013-04-17 キヤノン株式会社 電流制御装置及び画像形成装置
JP5116732B2 (ja) * 2009-07-02 2013-01-09 ローム株式会社 電源制御装置、電源システムおよび電子機器
JP5661349B2 (ja) 2010-06-29 2015-01-28 キヤノン株式会社 画像形成装置
US20120020130A1 (en) * 2010-07-20 2012-01-26 General Electric Company Series Power Module
JP5858651B2 (ja) * 2011-06-08 2016-02-10 キヤノン株式会社 情報処理装置、その制御方法、および制御プログラム
JP5531005B2 (ja) * 2011-12-26 2014-06-25 株式会社沖データ 電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
US20140341603A1 (en) 2014-11-20
US9141057B2 (en) 2015-09-22
JP2014225838A (ja) 2014-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3664687B2 (ja) 電源供給制御装置及び電源供給制御装置の電源供給制御方法
US9130450B2 (en) Power supply system, image forming apparatus having the same, and low-capacity power supply circuit
JP6075827B2 (ja) スイッチング電源装置及び画像形成装置
US9118252B2 (en) Switching power source, power-supply system and image forming apparatus
KR101445444B1 (ko) 스위칭 전원
US10171002B2 (en) Switching power supply and image forming apparatus
JP2011152030A (ja) 電源装置及び画像形成装置
JP6335438B2 (ja) スイッチ制御装置及び画像形成装置
US9172308B2 (en) Low-capacity power supply and image forming apparatus
US9262708B2 (en) Low-capacity power supply, power supply system, and image forming apparatus
JP2013251979A (ja) 電源装置及び画像形成装置
JP6066555B2 (ja) 保護回路及び保護回路を備えた電源、並びに画像形成装置
JP2015097447A (ja) 電源装置及び画像形成装置
JP6566688B2 (ja) ゼロクロス検知回路、電源装置、及び画像形成装置
JP6406798B2 (ja) 電源装置及び画像形成装置
JP6453090B2 (ja) 画像形成装置
JP7353809B2 (ja) 電源装置及び画像形成装置
JP2016039727A (ja) 電源装置及び画像形成装置
JP7214471B2 (ja) 電源装置及び画像形成装置
JP7140572B2 (ja) 電源装置及び画像形成装置
JP6316013B2 (ja) 電源装置及び画像形成装置
JP2022135237A (ja) スイッチング電源及び画像形成装置
JP2020195190A (ja) 電源装置及び画像形成装置
JP2019037073A (ja) 電源装置及び画像形成装置
JP2014162140A (ja) 電源装置及び画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20160215

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20160215

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160516

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170321

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170518

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171017

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20171201

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180403

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180501

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6335438

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151