(57)【要約】【課題】この発明は、低負荷時において、スイッチング電源回路内部での電力損失を低減させることができるようになるスイッチング電源回路を提供することを目的とする。【解決手段】スイッチング電源回路において、負荷側での消費電力に関係した情報を検出する検出手段、および検出手段によって検出された情報に基づいて、負荷側での消費電力が少ないほどスイッチング電源回路のスイッチング周波数が小さくなるように、スイッチング周波数を制御する手段を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷側での消費電力に関係した情報を検出する検出手段、および検出手段によって検出された情報に基づいて、負荷側での消費電力が少ないほどスイッチング電源回路のスイッチング周波数が小さくなるように、スイッチング周波数を制御する手段を備えていることを特徴とするスイッチング電源回路。
【請求項２】
検出手段が、スイッチング電源回路の入力側の電流を検出する電流検出器であることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源回路。
【請求項３】
検出手段が、スイッチング電源回路が使用されている機械の動作状態を検出するものであることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、スイッチング電源回路に関し、例えば、複写機、複合機等の画像形成装置に使用されるスイッチング電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機として、一定時間にわたってユーザによる操作が行われなかった場合等に、省エネ化を図る目的で、スイッチング電源回路から複写機内の所定の回路（負荷）に対する電源供給を停止させるといったスリープ（ｓｌｅｅｐ）モードを設けているものがある。
【０００３】
スリープモードでは、負荷側での無駄な電力消費を削減することができるが、スイッチング電源回路内で生じる無駄な電力消費まで削減することができなかった。つまり、スリープモードにおいて、負荷側で消費される電力を可能な限り落としたとしても、スイッチング電源回路の入力側から見た消費電力は、スイッチング電源回路内部での電力損失以下にすることはできず、電力変換効率を低下させる要因となっていた。
【０００４】
電力変換効率は「出力電力÷入力電力」で表される。理想的には出力電力と入力電力が等しくなることであり、この場合には電力変換効率１００％を達成できる。したがって、電力変換効率を高めるためには、入力電力を下げることが必要となる。一般的に、定格負荷時において電力変換効率が最適となるように設定されたスイッチング電源回路の場合、低負荷になるほど、半導体、基板パターン等での電力損失が大きくなり、入力電力に占める割合が大きくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、低負荷時において、スイッチング電源回路内部での電力損失を低減させることができるようになるスイッチング電源回路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、負荷側での消費電力に関係した情報を検出する検出手段、および検出手段によって検出された情報に基づいて、負荷側での消費電力が少ないほどスイッチング電源回路のスイッチング周波数が小さくなるように、スイッチング周波数を制御する手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスイッチング電源回路において、検出手段が、スイッチング電源回路の入力側の電流を検出する電流検出器であることを特徴とする、
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のスイッチング電源回路において、検出手段が、スイッチング電源回路が使用されている機械の動作状態を検出するものであることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明を、複写機能、プリンタ機能、ＦＡＸ機能を備えた複合機に使用されているスイッチング電源回路に適用した場合の実施の形態について説明する。
【００１０】
図１は、複合機に使用されているスイッチング電源回路の構成を示している。
【００１１】
スイッチング電源回路は、一次巻線Ｐ１、制御巻線Ｐ２および３つの二次巻線Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を有する絶縁トランス７を備えている。一次巻線Ｐ１の一端には、一次巻線Ｐ１に入力される直流入力電圧をスイッチングするためのスイッチング素子４が接続されている。このスイッチング素子４は、ＰＷＭ制御回路５によってオンオフ制御される。ＰＷＭ制御回路５には、制御巻線Ｐ２、ダイオード６ａおよびコンデンサ６ｂからなるＰＷＭ制御回路用直流電源生成回路６から動作用直流電源が与えられる。
【００１２】
商用交流電源１からの交流電圧は、全波整流回路２によって整流される。整流後の電圧は、平滑コンデンサ３によって平滑される。平滑コンデンサ３によって得られた直流電圧は、一次巻線Ｐ１とスイッチング素子４との直列回路に与えられる。ＰＷＭ制御回路５には、入力側において電流（機械動作電流）を検出するための電流検出器１５から出力される検出電流に応じた電圧信号が与えられている。
【００１３】
第１の二次巻線Ｓ１には、ダイオード８ａおよびコンデンサ８ｂからなる第１のＤＣ／ＤＣコンバータ８が接続されている。第１のＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力は、そのまま第１のスリープモード非対象機器制御用ＤＣ出力Ｖ１ｎとして出力されるととともに、スイッチング素子１１を介して第１のスリープモード対象機器制御用ＤＣ出力Ｖ１ｓとして出力される。
【００１４】
第２の二次巻線Ｓ２には、ダイオード９ａおよびコンデンサ９ｂからなる第２のＤＣ／ＤＣコンバータ９が接続されている。第２のＤＣ／ＤＣコンバータ９の出力は、そのまま第２のスリープモード非対象機器制御用ＤＣ出力Ｖ２ｎとして出力されるととともに、スイッチング素子１２を介して第２のスリープモード対象機器制御用ＤＣ出力Ｖ２ｓとして出力される。
【００１５】
第３の二次巻線Ｓ３には、ダイオード１０ａおよびコンデンサ１０ｂからなる第１のＤＣ／ＤＣコンバータ１０が接続されている。第３のＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力は、そのまま第３のスリープモード非対象機器制御用ＤＣ出力Ｖ３ｎとして出力されるととともに、スイッチング素子１３を介して第３のスリープモード対象機器制御用ＤＣ出力Ｖ３ｓとして出力される。
【００１６】
スリープモード非対象機器制御用ＤＣ出力Ｖ１ｎ、Ｖ２ｎ、Ｖ３ｎは、スリープモード時においても電源が供給される機器（負荷）に供給される。スリープモード対象機器制御用ＤＣ出力Ｖ１ｓ、Ｖ２ｓ、Ｖ３ｓは、スリープモード時においては電源の供給が停止される機器（負荷）に供給される。
【００１７】
各スイッチング素子１１、１２、１３は、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路１４によってオンオフ制御される。ＯＮ／ＯＦＦ制御回路１４には、マイコン１６からスリープモードであるか否かを表す制御信号（ｓｌｅｅｐ）が送られる。ＯＮ／ＯＦＦ制御回路１４は、マイコン１６から送られてくる制御信号（ｓｌｅｅｐ）に基づいて、スリープモードでないときには、各スイッチング素子１１、１２、１３をオン状態にし、スリープモード時には各スイッチング素子１１、１２、１３をオフ状態にさせる。
【００１８】
ＰＷＭ制御回路５の動作について説明する。ＰＷＭ制御回路５は、電流検出器１５によって検出される機械動作電流に応じた周波数（スイッチング周波数）ｆのパルス信号を出力する。このパルス信号によって、スイッチング素子４がオンオフ制御される。
【００１９】
スイッチング素子４がオン状態のときには、スイッチング素子４を介して１次巻線Ｐ１に電流が流れ、トランス７にエネルギーが蓄積される。スイッチング素子４がオフになると、トランス７に蓄積されたエネルギーによって、二次巻線Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に電圧が誘起され、それらの電圧がそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ８、９、１０に送られる。
【００２０】
ところで、低負荷ほど電源回路内での電力損失が大きくなる。そこで、この実施の形態では、低負荷時での電源回路内での電力損失を低減させるようにしている。以下、これについて説明する。
【００２１】
負荷側の消費電力が大きい場合には、電流検出器１５によって検出される機械動作電流が大きくなる。電流検出器１５によって検出される機械動作電流が大きい場合には、ＰＷＭ制御回路５はその出力パルス信号の周波数（スイッチング周波数）ｆを大きくさせる。
【００２２】
一方、例えば、スリープモードのように、負荷側の消費電力が小さい場合には、電流検出器１５によって検出される機械動作電流が小さくなる。電流検出器１５によって検出される機械動作電流が小さい場合には、ＰＷＭ制御回路５はその出力パルス信号の周波数（スイッチング周波数）ｆを小さくさせる。スイッチング周波数ｆが小さくなると、電源回路内での電力損失が小さくなる。
【００２３】
つまり、上記実施の形態では、負荷側の消費電力が小さくなるほど、スイッチング周波数ｆが小さくされ、電源回路内での電力損失が低減される。
【００２４】
上記実施の形態では、スイッチング周波数ｆを、電流検出器１５によって検出される機械動作電流に基づいて制御しているが、図２に示すように、マイコン１６によってスイッチング周波数ｆを制御するようにしてもよい。
【００２５】
つまり、マイコン１６は、各種の機械制御基板１７から機械の動作状態等を検出する。機械の動作状態には、プリンタ印字中、コピー印字中、ＦＡＸ印字中、スリープモード中等の機械の動作状態の他、ステイプル処理、折り曲げ処理等を行うためのフニッシャ、原稿自動送り装置等のサポート機器の動作状態も含まれる。
【００２６】
マイコン１６には、負荷側の消費電力が小さくなるほどスイッチング周波数ｆが小さくなるように、予め機械の状態毎に最適なスイッチング周波数ｆが設定されている。マイコン１６は、各種の機械制御基板１７から得られた機械状態に応じたスイッチング周波数を選択し、ＰＷＭ制御回路５から出力されるパルス信号の周波数が選択した周波数となるように、ＰＷＭ制御回路５を制御する。
【００２７】
上記実施の形態によれば、低負荷時において、電源回路内部での電力損失を低減させることができるようになる。上記実施の形態では、負荷の消費電力に応じてスイッチング周波数を制御しているため、電源回路が使用されている機械の動作状態に応じて、電力変換効率が最適化されるような制御を行うことができるようになる。
【００２８】
【発明の効果】
この発明によれば、低負荷時において、電源回路内部での電力損失を低減させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態であるスイッチング電源回路の構成を示す電気回路図である。
【図２】変形例を示す電気回路図である。
【符号の説明】
４  スイッチング素子
５  ＰＷＭ制御回路
７  絶縁トランス
１５  電流検出器
１６  マイコン
【図１】
2004266906.tif 000003
【図２】
2004266906.tif 000004