(57)【要約】【課題】スイッチング電源のシャットダウン時における電力消費を抑制できる技術を提供すること。【解決手段】スイッチング電源２０は、トランス２３の出力電圧Ｖｏ１を検出し、検出結果をフィードバック信号Ｓｆｂとしてトランスの一次側にフィードバックする電圧検出回路２５と、出力電圧が目標電圧となるようにスイッチング素子Ｑ１のスイッチングをフィードバック制御するスイッチング制御部５０と、電圧検出回路２５が出力電圧の過電圧を検出する前において、出力電圧の、目標電圧から過電圧より低い電圧への電圧変動を検出し、検出信号Ｓｄｔをスイッチング制御部に供給する変動検出回路２６とを備える。スイッチング制御部５０は、検出信号Ｓｄｔをラッチするラッチ回路５９を含み、スイッチング素子Ｑ１のスイッチングを停止させ、ラッチされた検出信号Ｓｄｔにしたがってスイッチング素子Ｑ１の停止状態を継続させる。【選択図】図２
2015050821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスと、
前記トランスの二次側に設けられ、前記トランスの出力電圧を検出し、検出結果をフィードバック信号として前記トランスの一次側にフィードバックする電圧検出回路と、
前記トランスの一次コイルに接続されたスイッチング素子と、
前記トランスの一次側に設けられ、前記フィードバック信号にしたがって、前記出力電圧が目標電圧となるように前記スイッチング素子のスイッチングを制御するスイッチング制御部と、
前記トランスの二次側に設けられ、前記電圧検出回路が前記出力電圧の過電圧を検出する前において、前記出力電圧の、前記目標電圧から前記過電圧より低い電圧への電圧変動を検出し、検出信号を前記スイッチ制御部に供給する変動検出回路と、
を備え、
前記スイッチング制御部は、
前記検出信号をラッチするラッチ回路を含み、
前記検出信号に応じて前記スイッチング素子のスイッチングを停止させるとともに、ラッチされた前記検出信号にしたがって前記スイッチング素子の停止状態を継続させる、スイッチング電源。
【請求項２】
請求項１に記載のスイッチング電源において、
前記電圧検出回路は、
前記出力電圧を分圧して検出電圧を生成する二個の検出抵抗と、
前記検出電圧と基準電圧との差に応じた電流を流すシャントレギュレータと、
前記シャントレギュレータと直列接続された第１発光ダイオードと、第１フォトトランジスタとから構成される第１フォトカプラと、を含み、
前記フィードバック信号を前記第１発光ダイオードの発光信号として生成し、
前記変動検出回路は、
前記第１フォトカプラと直列接続され、前記出力電圧を分圧して分圧電圧を生成する二個の分圧抵抗と、
前記分圧電圧に基づいて、前記検出抵抗に起因した前記電圧変動を検出する第１検出回路と、
前記分圧電圧に基づいて、前記第１発光ダイオードに起因した前記電圧変動を検出する第２検出回路とを含む、スイッチング電源。
【請求項３】
請求項２に記載のスイッチング電源において、
前記第１検出回路は、
前記検出抵抗に起因した前記電圧変動によって前記出力電圧が上昇した際に、前記分圧電圧によって、オンする第１スイッチおよび第２スイッチ、並びにオフする第３スイッチと、
前記第１スイッチのオンに伴って発光する第２発光ダイオードと、第２フォトトランジスタとから構成される第２フォトカプラと、を含み、
前記検出信号を前記第２発光ダイオードの発光信号として生成し、
前記第２検出回路は、
前記第１発光ダイオードに起因した前記電圧変動によって前記出力電圧が上昇した際に、前記分圧電圧によって、オフする前記第１スイッチおよび前記第２スイッチ、並びにオンする前記第３スイッチと、
前記第３スイッチのオンに伴って発光する前記第２発光ダイオードとを含み、
前記検出信号を前記第２発光ダイオードの発光信号として生成する、スイッチング電源。
【請求項４】
請求項３に記載のスイッチング電源において、
前記スイッチング制御部は、
前記第１フォトトランジスタのコレクタに接続に接続されたフィードバックポートと、
前記第２フォトトランジスタのコレクタに接続に接続された検出ポートと、を含み、
前記第２フォトトランジスタのエミッタは、前記トランスの一次側のグランドに接続され、
前記ラッチ回路は、前記検出ポートを介して入力される、グランドレベルの前記検出信号をラッチする、スイッチング電源。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のスイッチング電源において、
前記スイッチング制御部は、
前記ラッチ回路が前記検出信号をラッチした後において当該スイッチング電源への交流電力の供給が開始された際に、前記ラッチ回路をリセットして、前記スイッチング素子のスイッチングを開始させる起動回路を含む、スイッチング電源。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のスイッチング電源と、
前記スイッチング電源から供給される前記出力電圧を利用して画像を形成する画像形成部と、
を備えた、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング電源および、当該スイッチング電源を備えた画像形成装置に関し、詳しくは、スイッチング電源のシャットダウンに係る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチング電源のシャットダウンに係る技術として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。その特許文献１においては、スイッチング電源のトランスの二次側出力で過電圧が発生した場合、過電圧が発生したことを検出してスイッチング電源をシャットダウンする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０４４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような構成において、過電圧発生時に電源がシャットダウンされると、電源を再起動するために、ユーザが何度も電源スイッチをオン／オフ、若しくはＡＣ電源コンセントの抜き差しを繰り返す虞がある。あるいは、二次側出力電圧を一次側にフィードバックして二次側出力電圧を所定値にフィードバック制御する構成においては、過電圧発生時にユーザが何かしなくても、フィードバック制御によって自動的にシャットダウンが繰り返される虞がある。これらの場合、過電圧発生時は、通常時と比べて電圧が高いこと等に起因してスイッチング電源での消費する電力量が多く、電源のオン／オフが繰り返されるたびに、多くの電力を消費する虞があった。また、過電圧が発生するためユーザにとって安全ではない。
本発明は、スイッチング電源のシャットダウン時における電力消費を抑制できる技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書によって開示されるスイッチング電源は、トランスと、前記トランスの二次側に設けられ、前記トランスの出力電圧を検出し、検出結果をフィードバック信号として前記トランスの一次側にフィードバックする電圧検出回路と、前記トランスの一次コイルに接続されたスイッチング素子と、前記トランスの一次側に設けられ、前記フィードバック信号にしたがって、前記出力電圧が目標電圧となるように前記スイッチング素子のスイッチングを制御するスイッチング制御部と、前記トランスの二次側に設けられ、前記電圧検出回路が前記出力電圧の過電圧を検出する前において、前記出力電圧の、前記目標電圧から前記過電圧より低い電圧への電圧変動を検出し、検出信号を前記スイッチ制御部に供給する変動検出回路とを備え、前記スイッチング制御部は、前記検出信号をラッチするラッチ回路を含み、前記検出信号に応じて前記スイッチング素子のスイッチングを停止させるとともに、ラッチされた前記検出信号にしたがって前記スイッチング素子の停止状態を継続させる。
本構成によれば、出力電圧の過電圧が検出される前に、出力電圧の、過電圧より低い電圧への電圧変動を検出して、スイッチング素子のスイッチングを停止できる、すなわち、電源をシャットダウンできる。そのため、出力電圧の過電圧の検出時に電源がシャットダウンされる場合と比べ、スイッチング電源のシャットダウン時における電力消費を抑制できる。また、過電圧より低い電圧でシャットダウンできるため、ユーザに対して安全に電源をシャットダウンできる。
【０００６】
上記スイッチング電源において、前記電圧検出回路は、前記出力電圧を分圧して検出電圧を生成する二個の検出抵抗と、前記検出電圧と基準電圧との差に応じた電流を流すシャントレギュレータと、前記シャントレギュレータと直列接続された第１発光ダイオードと、第１フォトトランジスタとから構成される第１フォトカプラと、を含み、前記フィードバック信号を前記第１発光ダイオードの発光信号として生成し、前記変動検出回路は、前記第１フォトカプラと直列接続され、前記出力電圧を分圧して分圧電圧を生成する二個の分圧抵抗と、前記分圧電圧に基づいて、前記検出抵抗に起因した前記電圧変動を検出する第１検出回路と、前記分圧電圧に基づいて、前記第１発光ダイオードに起因した前記電圧変動を検出する第２検出回路とを含むようにしてもよい。
本構成によれば、電圧検出回路によって出力電圧の過電圧が検出される前に、検出抵抗に起因した電圧変動の検出、あるいは発光ダイオードに起因した電圧変動の検出が可能であり、それによってスイッチング電源をシャットダウンすることができる。
【０００７】
上記スイッチング電源において、前記第１検出回路は、前記検出抵抗に起因した前記電圧変動によって前記出力電圧が上昇した際に、前記分圧電圧によって、オンする第１スイッチおよび第２スイッチ、並びにオフする第３スイッチと、前記第１スイッチのオンに伴って発光する第２発光ダイオードと、第２フォトトランジスタとから構成される第２フォトカプラと、を含み、前記検出信号を前記第２発光ダイオードの発光信号として生成し、前記第２検出回路は、前記第１発光ダイオードに起因した前記電圧変動によって前記出力電圧が上昇した際に、前記分圧電圧によって、オフする前記第１スイッチおよび前記第２スイッチ、並びにオンする前記第３スイッチと、前記第３スイッチのオンに伴って発光する前記第２発光ダイオードとを含み、前記検出信号を前記第２発光ダイオードの発光信号として生成するようにしてもよい。
本構成によれば、第１検出回路および第２検出回路を、第１〜第３スイッチを用いて好適に構成できる。
【０００８】
また、上記スイッチング電源において、前記スイッチング制御部は、前記第１フォトトランジスタのコレクタに接続に接続されたフィードバックポートと、前記第２フォトトランジスタのコレクタに接続に接続された検出ポートと、を含み、前記第２フォトトランジスタのエミッタは、前記トランスの一次側のグランドに接続され、前記ラッチ回路は、前記検出ポートを介して入力される、グランドレベルの前記検出信号をラッチするようにしてもよい。
本構成によれば、フォトカプラを用いることによって、トランスの一次側と二次側が好適に絶縁される。また、ラッチ回路は、検出信号としてグランドレベル、すなわち、ゼロＶをラッチすればよく、ラッチ回路の構成を簡略化できる。
【０００９】
また、上記スイッチング電源において、前記スイッチング制御部は、前記ラッチ回路が前記検出信号をラッチした後において当該スイッチング電源への交流電力の供給が開始された際に、前記ラッチ回路をリセットして、前記スイッチング素子のスイッチングを開始させる起動回路を含むようにしてもよい。
本構成によれば、電圧変動に起因してスイッチング電源がシャットダウンされた後において電源が再投入された際に、スイッチング電源を起動させることによって、シャットダウンに係る情報をユーザに報知することができる。それによって、無用な電源スイッチをオン／オフ等を防止できる。
【００１０】
また、本明細書によって開示される画像形成装置は、上記のいずれかに記載のスイッチング電源と、前記スイッチング電源から供給される前記出力電圧を利用して画像を形成する画像形成部とを備える。
本構成によれば、スイッチング電源を備えた画像形成装置において、スイッチング電源のシャットダウン時における電力消費を抑制でき、ひいては、画像形成装置の電力消費量を低減できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のスイッチング電源によれば、出力電圧の過電圧が検出される前に、スイッチング素子のスイッチングを停止し、電源をシャットダウンできる。そのため、出力電圧の過電圧の検出時に電源がシャットダウンされる場合と比べ、スイッチング電源のシャットダウン時における電力消費を抑制できる。また、安全に電源をシャットダウンできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図
【図２】スイッチング電源を含む電源装置の回路図
【図３】スイッチング電源に含まれる制御ＩＣのブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態＞
本発明の一実施形態を、図１から図３を参照して説明する。
【００１４】
１．プリンタの説明
図１はプリンタ（本発明の「画像形成装置」の一例）１の電気的構成を示すブロック図である。プリンタ１は、印刷部（本発明の「画像形成部」の一例）２と、通信部３ａと、画像メモリ３ｂと、電源装置１０とを備えている。電源装置１０はプリンタ１の電源となるものであり、印刷部２、通信部３ａ、画像メモリ３ｂ、表示装置４、および制御装置８０に対して電力を供給する。なお、画像形成装置はプリンタに限られず、例えば、コピー機、スキャナー、およびＦＡＸ機能等を備えた複合機であってもよい。
【００１５】
印刷部２は、感光ドラム２ａ、感光ドラム２ａの表面を帯電させる帯電プロセスを実行する帯電器２ｂ、感光ドラム２ａの表面に静電潜像を形成する露光プロセスを実行する露光装置２ｃ、感光ドラム２ａの表面に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像プロセスを実行する現像器２ｄ、記録媒体に現像剤像を転写する転写プロセスを実行する転写器２ｅ、記録媒体上に転写された現像剤像を定着させる定着プロセスを実行する定着器２ｆ等から構成されている。
【００１６】
印刷部２は、電源装置１０のスイッチング電源２０から供給される出力電圧を利用して、帯電プロセス、露光プロセス、現像プロセス、転写プロセス、定着プロセスを実行して、記録媒体上に印刷データに基づいた画像を形成する印刷処理を実行する。通信部３ａはＰＣ等の情報端末装置との間で通信を行い、情報端末装置から印刷指示や印刷データを受信する機能を担う。画像メモリ３ｂは、情報端末装置から受信した印刷データを一時記憶する。
【００１７】
上記プリンタ１は、通信部３ａが情報端末装置から印刷指示を受けて印刷データを受信すると、制御装置８０が、印刷部２に帯電プロセス、露光プロセス、現像プロセス、転写プロセス、定着プロセスからなる印刷処理を実行させることで、記録媒体に印刷データを印刷させる。なお、印刷部２の動作電圧は２４Ｖであるのに対して、通信部３ａ、画像メモリ３ｂ及び制御装置８０の動作電圧は３．３Ｖである。
【００１８】
２．電源装置の説明
電源装置１０は、図２に示されるように、スイッチング電源２０、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５、およびＤＣ−ＤＣコンバータ４５を含む。
【００１９】
スイッチング電源２０は、整流平滑回路２１、電圧発生回路２２、トランス２３、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１、整流平滑回路２４、電圧検出回路２５、変動検出回路２６、および制御ＩＣ５０を備える。なお、電界効果トランジスタＱ１が本発明の「スイッチング素子」の一例であり、制御ＩＣ５０が、本発明の「スイッチ制御部」の一例である。
【００２０】
整流平滑回路２１は、いわゆるコンデンサインプット型であり、ＡＣ電源１５の交流電圧（２２０Ｖ）を整流するブリッジダイオードＤ１と、整流後の電圧を平滑化するコンデンサＣ１とから構成されている。そして、整流平滑回路２１の出力側には、トランス２３が設けられていて、交流電圧を整流平滑化した入力電圧Ｖｉｎ（約ＤＣ３２２Ｖ）が、入力ラインＬｉｎを通じてトランス２３の一次コイルＮ１に印加される。
【００２１】
電界効果トランジスタＱ１はＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴであり、ドレインＤを一次コイルＮ１に接続すると共に、ソースＳを接地している。そして、電界効果トランジスタＱ１は、制御ＩＣ５０からゲートＧにオンオフ信号（ＰＷＭ信号）が与えられることにより、オンオフ動作する。これにより、トランス２３の一次側が発振して、トランス２３の二次コイルＮ２に電圧を誘起させる。
【００２２】
また、トランス２３の一次側には電圧発生回路２２が設けられている。電圧発生回路２２は、トランス２３の一次側に設けられた補助コイルＮ３に誘起される電圧を、ダイオードＤ２とコンデンサＣ２により整流平滑化するものである。電圧発生回路２２は、スイッチング電源２０の起動後の、制御ＩＣ５０の電源（概ねＤＣ２０Ｖ）となる。
【００２３】
整流平滑回路２４はトランス２３の二次側に設けられていて、ダイオードＤ３とコンデンサＣ３とからなる。整流平滑回路２４はトランス２３の二次コイルＮ２に誘起された電圧を整流平滑化する。これにより、スイッチング電源２０は、出力ラインＬｏ１を通じてＤＣ２４Ｖの電圧を出力する。
【００２４】
そして、出力ラインＬｏ１は、図２に示すように分岐点Ｊ１にて３分岐していて、分岐した各ラインにはそれぞれＤＣ−ＤＣコンバータ３５、４５が設けられている。ＤＣ−ＤＣコンバータ３５は、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１（ＤＣ２４Ｖ）を５Ｖに降圧して出力ラインＬｏ２より出力する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５は、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１を３．３Ｖに降圧して出力ラインＬｏ３より出力する。このように、本電源装置１０は、ＤＣ２４Ｖ／５Ｖ／３．３Ｖの３出力となっている。
【００２５】
また、整流平滑回路２４と出力ラインの分岐点Ｊ１の間には、電圧検出回路２５が設けられている。電圧検出回路２５は、スイッチング電源２０の出力電圧Ｖｏ１（ＤＣ２４Ｖ）のレベルを検出し、検出結果をフィードバック信号Ｓｆｂとしてトランス２３の一次側にフィードバックする。電圧検出回路２５は、二個の検出抵抗Ｒ１、Ｒ２、シャントレギュレータＳＲ、および第１フォトカプラＰＣ１を含む。
【００２６】
検出抵抗Ｒ１、Ｒ２は、出力電圧Ｖｏ１を分圧して検出電圧Ｖｄｔを生成する。シャントレギュレータＳＲは、検出電圧Ｖｄｔと、シャントレギュレータＳＲ内の基準電圧との差に応じた電流を流す。第１フォトカプラＰＣ１は、シャントレギュレータＳＲと直列接続された第１発光ダイオードＬＥＤ１と、制御ＩＣ５０のフィードバックポートに接続された第１フォトトランジスタＰＴ１とから構成される。シャントレギュレータＳＲにより、第１発光ダイオードＬＥＤ１に電流が流れ、第１発光ダイオードＬＥＤ１は、基準電圧と検出電圧Ｖｄｔとのレベル差に応じた光量の光信号を出力する。発光ダイオードＬＥＤ１の光信号、すなわち、フィードバック信号Ｓｆｂは、フォトトランジスタＰＴ１にて電気信号に戻され、制御ＩＣ５０のフィードバックポートＦＢに入力（フィードバック）される。このように、電圧検出回路２５は、フィードバック信号Ｓｆｂを第１発光ダイオードの発光信号として生成する。なお、出力電圧Ｖｏ１のフィードバック制御中に、電圧検出回路２５を介して出力電圧Ｖｏ１が過電圧Ｖｓｄに達したことが検出された場合、制御ＩＣ５０はスイッチング電源２０をシャットダウンさせる。
【００２７】
また、整流平滑回路２４と電圧検出回路２５との間には、変動検出回路２６が設けられている。変動検出回路２６は、電圧検出回路２６が出力電圧Ｖｏ１の過電圧を検出する前において、出力電圧Ｖｏ１の、目標電圧Ｖｔｇから過電圧より低い電圧への電圧変動を検出する。その検出に応じて検出信号Ｓｄｔを生成し、検出信号Ｓｄｔを制御ＩＣ５０に供給する。
【００２８】
変動検出回路２６は、図２に示されるように、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、トランジスタＱ２、Ｑ３、Ｑ４、および第２フォトカプラＰＣ２を含む。
【００２９】
抵抗Ｒ３、Ｒ４は、第１フォトカプラＰＣ１、詳しくは、第１フォトカプラＰＣ１の第１発光ダイオードＬＥＤ１と直列接続され、出力電圧Ｖｏ１を分圧して分圧電圧Ｖｄｖを生成する。抵抗Ｒ５は、抵抗Ｒ４と第１フォトカプラＰＣ１の第１発光ダイオードＬＥＤ１との間に接続され、第１発光ダイオードＬＥＤ１に流れる電流を調整するとともに、分圧電圧Ｖｄｖを調整する。
【００３０】
トランジスタＱ２、Ｑ３、Ｑ４は、ＰＮＰトランジスタによって構成される。トランジスタＱ２のベースは、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続点Ｐ２に接続され、トランジスタＱ２のコレクタは、抵抗Ｒ４と第２フォトカプラＰＣ２の第２発光ダイオードＬＥＤ２との接続点Ｐ４に接続され、トランジスタＱ２のエミッタは、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点Ｐ１に接続される。
【００３１】
トランジスタＱ３のベースは、トランジスタＱ２のエミッタおよび接続点Ｐ１に接続され、トランジスタＱ３のコレクタは、抵抗Ｒ６およびトランジスタＱ４のベースに接続され、トランジスタＱ３のエミッタは、出力ラインＬｏ１に接続される。
【００３２】
トランジスタＱ４のベースは、トランジスタＱ３のコレクタと抵抗Ｒ６との接続点Ｐ３に接続され、トランジスタＱ４のコレクタは抵抗Ｒ８に接続され、トランジスタＱ４のエミッタは、出力ラインＬｏ１に接続される。ここで、トランジスタＱ２は、「第１スイッチ」の一例であり、トランジスタＱ３は、「第２スイッチ」の一例であり、トランジスタＱ４は、「第３スイッチ」の一例である。なお、各スイッチはＰＮＰトランジスタに限られない。例えば、ＮＰＮトランジスタであってもよいし、あるいは電界効果トランジスタであってもよい。また、半導体スイッチにも限られない
【００３３】
抵抗Ｒ６はトランジスタＱ３のコレクタとグランドラインＬｇとの間に接続され、抵抗Ｒ７は出力ラインＬｏ１とトランジスタＱ４のベースとの間に接続され、抵抗Ｒ８はトランジスタＱ４のコレクタと第２フォトカプラＰＣ２の第２発光ダイオードＬＥＤ２との間に接続される。抵抗Ｒ６および抵抗Ｒ７は、トランジスタＱ３がオフ時に、トランジスタＱ４のベースバイアスを生成する。抵抗Ｒ８は、トランジスタＱ４がオン時に第２発光ダイオードＬＥＤ２に流れる電流を制限する。
【００３４】
また、制御ＩＣ５０は、図２に示されるように、電圧発生回路２２に接続される電源ポートＶＣＣ、ツェナーダイオードＤ４を介して入力ラインＬｉｎに接続される高電圧入力ポートＶＨ、フィードバック信号Ｓｆｂが入力されるフィードバックポートＦＢと、オンオフ信号（ＰＷＭ信号）を出力する出力ポートＯＵＴ、制御装置８０から出力される制御パルス信号Ｓｒが入力される制御入力ポートＥＮ／ＤＩＳＥ、および検出信号Ｓｄｔが入力される検出ポートＤＴの５つのポートを備えている。
【００３５】
図３を参照して、制御ＩＣ５０の各回路を説明する。制御ＩＣ５０は、起動時電源回路５１、発振制御回路５２、起動回路５３、内部電源回路５４、ソフトスタート回路５５、ＶＣＣ検出回路５６、ドライバ回路５７、比較演算回路５８、および検出ラッチ回路５９等を含む。
【００３６】
起動時電源回路５１は、スイッチング電源２０の起動時に、発振制御回路５２および検出ラッチ回路５９の電源となる。起動時電源回路５１は、起動回路５３と共に高電圧入力ポートＶＨに接続され、高電圧入力ポートＶＨから入力される電圧を降圧して電源電圧ＤＣ５Ｖを生成する。
【００３７】
発振制御回路５２は、トランス２３の発振中に、制御装置８０から制御入力ポートＥＮ／ＤＩＳＥに対して所定の制御信号が入力されることを条件として、内部電源回路５４を遮断あるいは動作状態とするものである。なお、遮断とは、電圧発生回路２２から内部電源回路５４への電力供給を断って内部電源回路５４を停止させることを意味している。そして、内部電源回路５４の遮断により、各回路５３、５５、５６、５７、５８に対する電力供給が断たれて、ドライバ回路５７が出力を停止することから、トランス２３の発振が停止する。
【００３８】
また、発振制御回路５２は、内部電源回路５４が遮断されている時（出力停止モード中）に、制御入力ポートＥＮに制御信号が入力されることを条件として、起動回路５３に再起動信号を出力して起動回路５３を再起動させる。
【００３９】
すなわち、本実施形態では、スイッチング電源２０は、制御装置８０によって、制御ＩＣ５０のＥＮ／ＤＩＳＥポートを介して、スイッチング電源２０が、プリンタ１の通常モードと省電力モードに応じて、トランス２３を発振させる出力モードとトランス２３の発振を停止さえる出力停止モードを切替えられる機能を有する。
【００４０】
起動回路５３は、スイッチング電源２０の起動時に、高電圧入力ポートＶＨに印加される入力電圧を降圧して内部電源回路５４に与えるものである。また、起動回路５３は、検出ラッチ回路５９が検出信号Ｓｄｔをラッチした後においてスイッチング電源２０の起動された際に、すなわち、スイッチング電源２０への交流電力の供給が開始された際に、検出ラッチ回路５９をリセットするリセット信号Ｒｓｔを生成し、リセット信号を検出ラッチ回路５９に供給する。検出ラッチ回路５９は、リセット信号Ｒｓｔによって、ラッチ状態が解除され、それによってドライバ回路５７を制御してスイッチング素子Ｑ１のスイッチングを開始させる。
【００４１】
内部電源回路５４は、起動時電源回路５１、発振制御回路５２および検出ラッチ回路５９を除くそれ以外の回路５３、５５、５６、５７、５８に電力を供給するものである。内部電源回路５４は起動直後、電源ポートＶＣＣの電圧が所定のレベルまで上昇するまでは起動回路５３から電力供給されて電源電圧５Ｖを生成して各回路に電力を供給する。一方、電源ポートＶＣＣが所定のレベルに達した以降は、電圧発生回路２２から電力供給されて電源電圧５Ｖを生成して各回路５３、５５、５６、５７、５８に電力を供給する。
【００４２】
ソフトスタート回路５５は、ドライバ回路５７を通じて電界効果トランジスタＱ１のゲートＧに印加するオンオフ信号（ＰＷＭ信号）のデューティ比を段階的に高くすることにより、起動時において、スイッチング電源２０の出力をゆっくり上昇させる機能を果たす。
【００４３】
ドライバ回路５７は、電界効果トランジスタＱ１のゲートＧに対してオンオフ信号（ＰＷＭ信号）を出力することにより電界効果トランジスタＱ１をスイッチング制御する。なお、ＰＷＭ信号のＰＷＭ値は、フィードバックポートＦＢに入力されたフィードバック信号に基づいて決定されたＰＷＭ値である。発振回路５７ａは、一定周波数の三角波を発振し、三角波をドライバ回路５７に供給する。
【００４４】
比較演算回路５８は、フィードバック信号Ｓｆｂの信号レベルと基準電圧のレベルを比較する演算を行い、演算結果に応じて、フィードバック信号Ｓｆｂをドライバ回路５７へ出力する。
【００４５】
検出ラッチ回路５９は、検出ポートＤＴを介して入力される検出信号Ｓｄｔをラッチする。そして、検出信号Ｓｄｔに応じて電界効果トランジスタＱ１のスイッチングを停止させるとともに、ラッチされた検出信号Ｓｄｔにしたがって電界効果トランジスタＱ１の停止状態を継続させる
３．電圧変動検出動作
次に、上記のように構成された変動検出回路２６および制御ＩＣ５０によって行われる電圧変動検出動作について説明する。
【００４６】
３−１．検出抵抗に起因した電圧変動の検出
まず、検出抵抗Ｒ１およびＲ２に起因した電圧変動の検出について説明する。例えば、検出抵抗Ｒ１が断線したとすると、検出電圧Ｖｄｔが、ほぼグランド電圧である０Ｖまで減少する。それに応じてシャントレギュレータＳＲは、第１発光ダイオードＬＥＤ１の電流値を増加させるように動作する。それに伴って、制御ＩＣ５０は、目標電圧から出力電圧Ｖｏ１を増加させるように、電界効果トランジスタＱ１をスイッチング制御する。このとき、制御ＩＣ５０は、最初のフィードバック信号Ｓｆｂによって、いきなりスイッチング電源２０をシャットダウンさせる制御は行わない。すなわち、制御ＩＣ５０は、目標電圧Ｖｔｇからシャットダウンさせる過電圧Ｖｓｄより低い電圧へ、所定の電圧増加ステップで出力電圧Ｖｏ１を増加させるように、電界効果トランジスタＱ１をスイッチング制御する。
【００４７】
このフィードバック制御に伴って出力電圧Ｖｏ１が増加し、接続点Ｐ１の電圧、すなわち、分圧電圧Ｖｄｖが増加する。言い換えれば、抵抗Ｒ４による電圧降下が増加する。そして、フィードバック制御中にトランジスタＱ２のエミッタ−ベース間電圧がオン電圧に達すると、トランジスタＱ２がオンする。ここで、抵抗Ｒ４の値は、出力電圧Ｖｏ１が過電圧Ｖｓｄに達する前に、トランジスタＱ２のエミッタ−ベース間電圧がオン電圧に達する値に設定されている。
【００４８】
このとき、抵抗Ｒ３およびトランジスタＱ２を介して、第２発光ダイオードＬＥＤ２を電流が流れ、第２発光ダイオードＬＥＤ２が発光する。これに伴って、第２フォトトランジスタＰＴ２がオンし、検出信号Ｓｄは、ゼロＶとなる。すなわち、ゼロＶの検出信号Ｓｄｔが制御ＩＣ５０の検出ポートＤＴに供給される。この場合、検出ラッチ回路５９は、検出信号Ｓｄｔとしてグランドレベル、すなわち、ゼロＶをラッチすればよく、検出ラッチ回路５９の構成を簡略化できる。
【００４９】
それに伴って、検出ラッチ回路５９は検出信号Ｓｄｔをラッチする。また、検出ラッチ回路５９は、検出信号Ｓｄｔに応じて、ドライバ回路５７を制御して、電界効果トランジスタＱ１のスイッチングを停止させるとともに、ラッチされた検出信号Ｓｄｔにしたがって電界効果トランジスタＱ１の停止状態を継続させる。
【００５０】
なお、このとき、出力電圧Ｖｏ１の増加に伴って抵抗Ｒ３による電圧降下も増加するため、トランジスタＱ３もオンする。トランジスタＱ３がオンすることによって接続点Ｐ３の電圧は出力電圧Ｖｏ１と等しくなるため、トランジスタＱ４はオフ状態となる。
【００５１】
このように、本実施形態では、例えば、検出抵抗Ｒ１が断線した場合、第１フォトカプラＰＣ１を介したフィードバック制御によってスイッチング電源２０がシャットダウンされる前に、変動検出回路２６によってスイッチング電源２０がシャットダウンされ、そのシャットダウン状態が検出ラッチ回路５９によって継続される。このようにシャットダウン状態が継続されることによって、スイッチング電源２０された場合、電源２０を再起動するために、ユーザが何度も電源スイッチをオン／オフ、若しくはＡＣ電源コンセントの抜き差しを繰り返す場合であっても、電源２０は再起動されない。あるいは出力電圧Ｖｏ１をフィードバック制御する構成においても、過電圧発生時にユーザが何かしなくても、フィードバック制御によって自動的にシャットダウンが繰り返されることもない。それによって、スイッチング電源２０のシャットダウン時における電力消費を抑制できる
ここで、検出抵抗Ｒ１に起因した電圧変動によって出力電圧Ｖｏ１が上昇した際に、分圧電圧Ｖｄｖによって、オンするトランジスタＱ２、Ｑ３、オフするトランジスタＱ４、および第２フォトカプラＰＣ２は、「第１検出回路」の一例である。
【００５２】
３−２．第１発光ダイオードに起因した電圧変動の検出
次に、第１フォトカプラＰＣ１の第１発光ダイオードＬＥＤ１に起因した電圧変動の検出について説明する。例えば、第１発光ダイオードＬＥＤ１が断線したとすると、第１発光ダイオードＬＥＤ１の発光が停止する。それによってフィードバック信号Ｓｆｂが減少したとして、制御ＩＣ５０は、出力電圧Ｖｏ１を増加させるように、電界効果トランジスタＱ１をスイッチング制御する。
【００５３】
しかしながら、第１発光ダイオードＬＥＤ１が断線によって抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ４に電流が流れないため、変動検出回路２６の接続点Ｐ１およびＰ２の電圧は、出力電圧Ｖｏ１と等しくなる。それによって、トランジスタＱ２およびトランジスタＱ３はオフする。一方、トランジスタＱ４は、トランジスタＱ３がオフすることによって、フィードバック制御中に抵抗Ｒ７による電圧降下、すなわち、トランジスタＱ４のエミッタ−ベース間電圧がオン電圧に達すると、トランジスタＱ４がオンする。ここで、抵抗Ｒ６および抵抗Ｒ７の値は、出力電圧Ｖｏ１が過電圧Ｖｓｄに達する前に、トランジスタＱ４のエミッタ−ベース間電圧がオン電圧に達する値に設定されている。
【００５４】
このとき、トランジスタＱ４および抵抗Ｒ８を介して、第２発光ダイオードＬＥＤ２に電流が流れ、第２発光ダイオードＬＥＤ２が発光する。これに伴って、第２フォトトランジスタＰＴ２がオンし、検出信号Ｓｄは、ゼロＶとなる。すなわち、ゼロＶの検出信号Ｓｄが制御ＩＣ５０の検出ポートＤＴに供給される。
【００５５】
それに伴って、検出ラッチ回路５９は検出信号Ｓｄｔをラッチする。また、検出ラッチ回路５９は、検出信号Ｓｄｔに応じて、ドライバ回路５７を制御して、電界効果トランジスタＱ１のスイッチングを停止させるとともに、ラッチされた検出信号Ｓｄｔにしたがって電界効果トランジスタＱ１の停止状態を継続させる。
【００５６】
このように、第１発光ダイオードＬＥＤ１が断線した場合、検出抵抗Ｒ１が断線した場合と同様に、第１フォトカプラＰＣ１を介したフィードバック制御によってスイッチング電源２０がシャットダウンされる前に、変動検出回路２６によってスイッチング電源２０がシャットダウンされ、そのシャットダウン状態が継続される。
【００５７】
ここで、第１発光ダイオードＬＥＤ１に起因した電圧変動によって出力電圧Ｖｏ１が上昇した際に、分圧電圧Ｖｄｖによって、オフするトランジスタＱ２、Ｑ３、オンするトランジスタＱ４、および第２フォトカプラＰＣ２は、「第２検出回路」の一例である。
【００５８】
なお、変動検出回路２６による電圧変動検出の例は上記の例に限られない。また、第１検出回路および第２検出回路も、上記の例に限られない。
【００５９】
４．実施形態の効果
本実施形態では、出力電圧Ｖｏ１が過電圧Ｖｓｄに達する前にスイッチング電源２０がシャットダウンされ、シャットダウン状態が継続される。そのため、第１フォトカプラＰＣ１を介したフィードバック制御による出力電圧Ｖｏ１の過電圧Ｖｓｄの検出時にスイッチング電源２０がシャットダウンされる場合と比べ、スイッチング電源２０のシャットダウン時における電力消費を抑制できる。また、出力電圧Ｖｏ１の過電圧Ｖｓｄに達する前にスイッチング電源２０がシャットダウンされるため、安全にスイッチング電源２０をシャットダウンできる。
【００６０】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６１】
（１）上記実施形態において、制御ＩＣ５０の起動回路５３は、検出ラッチ回路５９が検出信号Ｓｄｔをラッチした後においスイッチング電源２０への交流電力の供給が開始された際に、検出ラッチ回路５９をリセットしてスイッチング素子のスイッチングを開始させるようにしてよい。この場合、電圧変動に起因してスイッチング電源２０がシャットダウンされた後において交流電源１５が再投入された際に、スイッチング電源２０を起動させることによって、シャットダウンに係る情報を、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の表示装置４（図１参照）に表示してユーザに報知することができる。それによって、無用な電源スイッチのオン／オフ等を防止できる。
【００６２】
なお、シャットダウン後のスイッチング電源２０の再起動時に、出力電圧Ｖｏ１が正常値（ＤＣ２４Ｖ）近辺まで上昇しない可能性がある。しかしながら、シャットダウン後の早い時間に交流電源１５が再投入された場合、整流平滑回路２４に蓄電されたエネルギーによって、ＬＣＤに表示させることができると考えられる。
【００６３】
（２）上記実施形態においては、制御装置８０によって、制御ＩＣ５０のＥＮ／ＤＩＳＥポートを介して、スイッチング電源２０が、プリンタ１の通常モードと省電力モードに応じて、トランス２３を発振させる出力モードとトランス２３の発振を停止さえる出力停止モードを切替えられる機能を有する例を示したが、これに限られない。このような機能はなくてもよい。すなわち、制御ＩＣ５０においてＥＮ／ＤＩＳＥポートは設けられなくてもよい。
【００６４】
（３）上記実施形態においては、スイッチング電源２０を画像形成装置に設ける例を示したが、これに限らない。本発明に係るスイッチング電源は、過電圧発生によるシャットダウン時における省電力が求められる、他のあらゆる電気・電子機器に適用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１…プリンタ、２…印刷部、１０…電源装置、２０…スイッチング電源、２５…電圧検出回路、２６…変動検出回路、５０…制御ＩＣ、５３…起動回路、５９…検出ラッチ回路、ＰＣ１…第１フォトカプラ、ＰＣ２…第２フォトカプラ、Ｑ１…電界効果トランジスタ、Ｑ２〜Ｑ４…トランジスタ、Ｒ１，Ｒ２…検出抵抗、Ｒ３，Ｒ４…分圧抵抗
【図１】
2015050821.tif 000003
【図２】
2015050821.tif 000004
【図３】
2015050821.tif 000005