(57)【要約】【課題】  構成部品の大型化や損失の増大をなくして負荷の状態に応じて冷却用モータの回転数を制御するスイッチング電源装置を提供する【解決手段】  スイッチング電源回路１が負荷２に供給する電流に応じて自励発振回路の発振周波数が変化するので、Ｆ／Ｖコンバータ３はその発振周波数に対応した電圧を出力し、印加電圧制御回路４はその電圧が入力されると、反比例する印加電圧を冷却ファン用モータ５に供給する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自励式発振回路と冷却用モータとを含むスイッチング電源装置において、
前記自励式発振回路の発振出力に基づいて前記冷却用モータの回転数を制御する制御手段を備えた、スイッチング電源装置。
【請求項２】
前記冷却用モータは冷却ファンを回転駆動するモータであって、
前記制御手段は、
前記発振回路の発振出力を電圧に変換する変換手段と、
前記変換手段によって変換された電圧に応じて前記冷却用モータに供給する電圧を制御する電圧制御手段とを含む、請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記自励式発振回路は、最大負荷電流を供給しているときは発振周波数を低くし、負荷が軽いときは発振周波数を高くし、
前記変換手段は、前記自励式発振回路の発振周波数が低いときは高い電圧を出力し、前記自励式発振回路の発振周波数が高いときは低い電圧を出力する、請求項２に記載のスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はスイッチング電源装置に関し、特に、負荷の状態に応じて冷却ファンの回転数を制御するスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタなどはその機能の増加により、供給される電源電流が増加の一途をたどってきており、使用されるスイッチング電源装置も大容量化してきている。また、スイッチング電源装置の大容量化に伴い発熱温度も高くなってきており、冷却ファンを回転させて冷却する必要がある。冷却ファンは風切音による騒音を小さくしたり、冷却ファン自体の寿命を長くするため、温度が低いときには回転数を小さくし、温度が上昇すれば回転数を大きくして冷却効果を高めるように冷却ファンを回転させるために、モータの回転数を制御する必要がある。
【０００３】
特開平５−２０４２２１号公報（特許文献１）には、冷却する負荷の電流をカレントトランスを用いて電流検出回路で検出し、負荷電流の大きさに応じてモータに印加する電圧を定め、この電圧に応じてモータの回転数を制御する画像形成装置について記載されている。
【０００４】
また、特開平５−２０１１０２号公報（特許文献２）には、抵抗を介して電源回路に流れる電流を電圧に変換してモータ制御回路に供給し、この電圧に応じて冷却ファン用のモータを駆動する冷却ファンの制御装置について記載されている。
【０００５】
さらに、その他の例として温度検出素子を用いて冷却対象部の温度によって冷却ファンの回転数を制御したり、ＣＰＵなどの制御素子からの信号により、冷却ファンの回転／停止や全速／半速／停止という制御を行っているものもある。
【特許文献１】特開平５−２０４２２１号公報
【特許文献２】特開平５−２０１１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では電流検出回路としてカレントトランスを利用しており、特許文献２では抵抗により電流を検出しているため、構成部品の大型化による実装面積の増大、コスト高を招くとともに抵抗での損失により、昨今の省エネルギー／小型軽量化に反するという問題があった。
【０００７】
また、温度検出素子を用いる場合には、近傍の放熱板の温度を検出することが一般的であり、不要な放熱板の増加、実装面積の増大、コスト高を招いていた。
【０００８】
それゆえに、この発明の主たる目的は、構成部品の大型化や損失の増大をなくして負荷の状態に応じて冷却用モータの回転数を制御するスイッチング電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、自励式発振回路と冷却用モータとを含むスイッチング電源装置において、自励式発振回路の発振出力に基づいて冷却用モータの回転数を制御する制御手段を備える。
【００１０】
好ましくは、冷却用モータは冷却ファンを回転駆動するモータであって、制御手段は発振回路の発振出力を電圧に変換する変換手段と、変換手段によって変換された電圧に応じて冷却用モータに供給する電圧を制御する電圧制御手段とを含む。
【００１１】
好ましくは、自励式発振回路は、最大負荷電流を供給しているときは発振周波数を低くし、負荷が軽いときは発振周波数を高くし、変換手段は自励式発振回路の発振周波数が低いときは高い電圧を出力し、自励式発振回路の発振周波数が高いときは低い電圧を出力する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、自励式発振回路の発振出力に基づいて冷却用モータの回転数を制御することにより、負荷に応じて回転数を制御することができる。そして、負荷の軽いときには冷却用モータの回転数を少なくすることにより騒音を少なくできるばかりでなく、冷却用モータの寿命を延ばすことができる。さらに、電流検出のためのカレントトランスなどの磁性部品を用いていないため、電源回路の小型化を図ることができ、また電流検出のために抵抗などを用いていないために、不要な電力損失を低減でき、省エネルギーに寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１はこの発明の一実施形態におけるスイッチング電源装置の全体の構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１において、スイッチング電源回路１は自励式であって負荷２に所定の電力を供給する。スイッチング電源回路１は、その回路構成上、負荷電流によって発振周波数が変化する。すなわち、負荷２が小さいときは発振周波数が高く、負荷２が大きいときは発振周波数が低くなる。そこで、この実施形態では、冷却ファンによる冷却が最も必要なとき、つまり最大負荷電流が流れるときでスイッチング電源回路１の発振周波数が最も低くなったときに冷却ファン用モータ５の回転数が最大になるように制御する。
【００１５】
このために、スイッチング電源回路１から発振周波数成分が抽出されてＦ／Ｖコンバータ３に与えられる。Ｆ／Ｖコンバータ３は周波数を電圧に変換して印加電圧制御回路４に供給する。印加電圧制御回路４はＦ／Ｖコンバータ３から与えられる電圧に反比例する電圧を冷却ファン用モータ５に供給する。
【００１６】
図２は図１に示したスイッチング電源回路１の具体的な回路図である。図２において、スイッチング電源回路１はトランス１０１を挟んで、１次側回路１０２と２次側回路１０３とに分けられている。１次側回路１０２は、ヒューズ１０４と、ラインフィルタ１０５と、整流回路１０６と、電界効果トランジスタ１０７と、自励発振回路を構成する制御部１０８とを含む。２次回路１０３は整流部１０９と、定電圧制御部１１０とを含む。
【００１７】
商用電源を投入すると、ＡＣ１００Ｖがヒューズ１０４を介してラインフィルタ１０５に与えられてノイズが除去された後、整流回路１０６によって全波整流される。整流された電圧はトランス１０１の１次側巻線と電界効果トランジスタ１０７との直列回路に印加される。トランス１０１の１次側巻線に印加された印加電圧により、２次側巻線に電圧が発生し、この電圧は２次側回路１０３の整流部１０９により整流され、出力端子１１１，１１２に出力される。
【００１８】
電界効果トランジスタ１０７は制御部１０８からのパルス幅変調制御信号に基づいてスイッチングを行う。この制御部１０８はトランス１０１の制御巻線と、２次側回路１０３の定電圧制御部１１０に設けられたフォトカプラの発光ダイード１１４からの光を受けるホトトランジスタ１１５と、このホトトランジスタ１１５からの信号をベースに受けて発振動作するトランジスタ１１３とを含む。トランジスタ１１３のコレクタから電界効果トランジスタ１０７のゲートに発振出力のパルス幅変調信号が与えられ、電界効果トランジスタ１０７はスイッチング電源回路１の２次側出力電圧が常に一定値となるようにスイッチングする。すなわち、２次側出力電圧が高くなると発光ダイオード１１４の発光出力が大きくなり、ホトトランジスタ１１５に流れる電流も大きくなり、トランジスタ１１３のコレクタから出力されるパルス幅変調信号のデューティ比が変化し、電界効果トランジスタ１０７の導通期間が制御されて２次側出力電圧が低くなるように制御される。
【００１９】
図１に示したＦ／Ｖコンバータ３には、制御部１０８におけるトランジスタ１１３のコレクタから発振出力が与えられる。
【００２０】
スイッチング電源回路１が負荷２に最大負荷電流を供給しているときは、図２に示した制御部１０８の発振周波数が最も低くなるのでＦ／Ｖコンバータ３はその発振周波数に対応した低い電圧を出力し、印加電圧制御回路４はその低い電圧が入力されると、冷却ファン用モータ５の回転数が最大になるように反比例する印加電圧を冷却ファン用モータ５に供給する。それによって冷却ファンが最大回転数で回転するので冷却効果を高めることができる。スイッチング電源回路１から負荷２への供給電流が小さくなると、発振周波数が高くなり、Ｆ／Ｖコンバータ３から高い電圧が出力され、印加電圧制御回路４は出力する電圧を低くして冷却ファン用モータ５に印加する。したがって、負荷２が小さいときには冷却ファンの回転数を小さくできるので、騒音を減少できるとともに、冷却ファン用モータ５の長寿命化が図れる。
【００２１】
このように、スイッチング電源回路１の発振周波数に応じて印加電圧を制御して冷却ファン用モータ５の回転数を制御することにより、冷却ファン用モータ５の寿命を延ばすことができるばかりでなく、冷却ファン用モータ５の回転数を少なくすることにより騒音を少なくできる。また、冷却ファン用モータ５に流れる電流を検出するためのカレントトランスや抵抗などを設ける必要がなくなり、電源回路の小型化および不要な電力損失を低減して省エネルギーに寄与できる。
【００２２】
なお、上述の実施形態は、この発明を冷却ファン用モータ５の回転数を制御するものに適用したが、これに限ることなく、水冷冷却装置のポンプを駆動するモータの回転数を制御するものに適用してもよい。
【００２３】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の一実施形態におけるスイッチング電源装置の全体の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したスイッチング電源回路の具体的な回路図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  スイッチング電源回路、２  負荷、３  Ｆ／Ｖコンバータ、４  印加電圧制御回路、５  冷却ファン用モータ、１０１  トランス、１０２  １次側回路、１０３  ２次側回路、１０７  電界効果トランジスタ、１０８  制御回路、１０９  整流部、１１０  定電圧制御部、１１１，１１２  出力端子、１１３トランジスタ、１１４  発光ダイオード、１１５  ホトトランジスタ。
【図１】
2005151622.tif 000003
【図２】
2005151622.tif 000004