JP2012039759A - Power supply control device - Google Patents
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Abstract
【課題】電気機器のコネクターに電源ケーブルが接続される前の電力消費を抑えつつ簡易な構成により電源ケーブルの接続を検出する。
【解決手段】プリンターPに電源ケーブル22が接続されないときには、磁気スイッチ82は端子A,B間を導通しトランジスターT2がオンされる。このため、フォトカプラー75のフォトトランジスター75bのコレクター電流が増加し制御IC90のFB電圧が低下して閾値を下回るから、制御IC90は素子Q1を間欠発振制御して2次側に低電圧を出力する。そして、電源ケーブル22が接続されると、磁気スイッチ82が磁石102の磁力の作用により端子A,B間の導通を遮断しトランジスターT2がオフされる。このため、フォトトランジスター75bのコレクター電流が減少しFB電圧が増加して閾値を上回るから、制御IC90は正規発振制御に切り替えて素子Q1を制御する。
【選択図】図1An object of the present invention is to detect connection of a power cable with a simple configuration while suppressing power consumption before the power cable is connected to a connector of an electrical device.
When a power cable 22 is not connected to a printer P, a magnetic switch 82 conducts between terminals A and B and a transistor T2 is turned on. For this reason, since the collector current of the phototransistor 75b of the photocoupler 75 increases and the FB voltage of the control IC 90 decreases and falls below the threshold value, the control IC 90 controls the element Q1 intermittently and outputs a low voltage to the secondary side. . When the power cable 22 is connected, the magnetic switch 82 cuts off the conduction between the terminals A and B by the action of the magnetic force of the magnet 102, and the transistor T2 is turned off. For this reason, since the collector current of the phototransistor 75b decreases and the FB voltage increases and exceeds the threshold value, the control IC 90 switches to normal oscillation control and controls the element Q1.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、電気機器のコネクターに接続される2芯の電源ケーブルを介して該電気機器に電源電圧を供給する電源制御装置に関する。 The present invention relates to a power supply control device that supplies a power supply voltage to an electric device via a two-core power cable connected to a connector of the electric device.
従来より、この種の電源制御装置としては、電源ケーブルを介して電気機器に接続され、交流電圧から整流した直流電圧を制御回路により駆動されるスイッチング回路のスイッチングにより交流電圧に変換してトランスの1次側に印加し、トランスの2次側に変圧して誘起された交流電圧を直流電圧に整流して電気機器に供給する装置が提案されている。(例えば、特許文献1参照)。この装置では、電源ケーブルとして3つの接続端子を有する3芯のケーブルを使用しており、3つの接続端子のうち電流検出回路に接続される2つの端子が電源ケーブルの電気機器への接続に伴って導通されて電流検出回路に電流を流し、接続の解除に伴ってその導通が遮断されて電流検出回路への電流の流れが停止されるよう構成している。そして、電流検出回路が流れる電流の有無を検出することで電源ケーブルの電気機器への接続の有無を検出している。また、電源ケーブルが電気機器に接続されていないことが検出される場合には電流検出回路の作動を確保できる程度の低電圧を2次側に出力するよう制御回路がスイッチング回路をスイッチングしている。これにより、電源ケーブルが電気機器に接続される前の電力消費を抑えつつ、電源ケーブルが電気機器に接続されたことを検出できるものとしている。 Conventionally, this type of power supply control device is connected to an electric device via a power cable, and a DC voltage rectified from the AC voltage is converted into an AC voltage by switching of a switching circuit driven by the control circuit to convert the transformer. An apparatus has been proposed in which an alternating voltage that is applied to the primary side and transformed to the secondary side of the transformer is rectified into a direct current voltage and supplied to an electrical device. (For example, refer to Patent Document 1). In this apparatus, a three-core cable having three connection terminals is used as a power cable, and two terminals connected to the current detection circuit among the three connection terminals are connected to the electrical equipment of the power cable. When the connection is released, the conduction is cut off and the flow of current to the current detection circuit is stopped. And the presence or absence of the connection of the power cable to the electric device is detected by detecting the presence or absence of the current flowing through the current detection circuit. In addition, when it is detected that the power cable is not connected to the electrical device, the control circuit switches the switching circuit so as to output a low voltage enough to ensure the operation of the current detection circuit to the secondary side. . Thus, it is possible to detect that the power cable is connected to the electric device while suppressing power consumption before the power cable is connected to the electric device.
しかしながら、上述した電源制御装置では、電源ケーブルの電気機器への接続を検出するために3つの接続端子からなる3芯の電源ケーブルを用いる必要があるため、2つの接続端子からなる2芯の電源ケーブルを用いるものに比して、回路構成が複雑化したり装置が大型化したりする場合が生じる。 However, in the above-described power supply control device, it is necessary to use a three-core power cable composed of three connection terminals in order to detect the connection of the power cable to an electrical device, so a two-core power source composed of two connection terminals. There are cases where the circuit configuration becomes complicated or the apparatus becomes larger than that using a cable.
本発明の電源制御装置は、電気機器のコネクターに電源ケーブルが接続される前の電力消費を抑えつつ簡易な構成により電源ケーブルの接続を検出することを主目的とする。 The main object of the power supply control device of the present invention is to detect connection of a power cable with a simple configuration while suppressing power consumption before the power cable is connected to a connector of an electrical device.
本発明の電源制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The power supply control device of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の電源制御装置は、
電気機器のコネクターに接続される2芯の電源ケーブルを介して該電気機器に電源電圧を供給する電源制御装置であって、
電源からの直流電圧をスイッチング素子のスイッチングにより交流電圧に変換する直流交流変換手段と、
該変換された交流電圧を変圧する変圧手段と、
該変圧された交流電圧を直流電圧に整流し前記電源電圧として前記電源ケーブルに出力する出力手段と、
前記変圧手段に対して1次側に交流電圧が出力されるよう前記スイッチング素子に制御信号を出力可能で、起動信号が入力される場合には前記スイッチング素子が連続的な発振動作をもってスイッチングされるよう前記制御信号を出力し、前記起動信号が入力されない場合には前記スイッチング素子が間欠的な発振動作をもってスイッチングされるよう前記制御信号を出力する集積回路と、
前記変圧手段に対して2次側に接続され、該2次側から供給される電流に応じて信号を生成し該生成した信号を前記集積回路側に伝送する信号伝送手段と、
前記電源ケーブルの前記コネクターへの接続または該接続の解除に伴う物理的な作用を受けてオンオフするスイッチを有し、該スイッチがオンした場合に前記信号伝送手段により前記起動信号が生成されるよう該信号伝送手段への電流の供給状態を切り替える切替手段と
を備えることを要旨とする。
The power supply control device of the present invention is
A power supply control device for supplying a power supply voltage to an electric device via a two-core power cable connected to a connector of the electric device,
DC-AC conversion means for converting DC voltage from the power source into AC voltage by switching of the switching element;
Transforming means for transforming the converted AC voltage;
Output means for rectifying the transformed AC voltage into a DC voltage and outputting it as the power supply voltage to the power cable;
A control signal can be output to the switching element so that an AC voltage is output to the primary side with respect to the transformer, and when a start signal is input, the switching element is switched with a continuous oscillation operation. An integrated circuit that outputs the control signal and outputs the control signal so that the switching element is switched with an intermittent oscillation operation when the activation signal is not input;
A signal transmission means connected to the secondary side with respect to the transformer means, generating a signal in accordance with a current supplied from the secondary side, and transmitting the generated signal to the integrated circuit side;
A switch that is turned on and off in response to a physical action associated with the connection of the power cable to the connector or the release of the connection, and the activation signal is generated by the signal transmission means when the switch is turned on. And a switching means for switching a current supply state to the signal transmission means.
この本発明の電源制御装置では、集積回路が、起動信号が入力される場合にはスイッチング素子が連続的な発振動作をもってスイッチングされるよう制御信号を出力し、起動信号が入力されない場合にはスイッチング素子が間欠的な発振動作をもってスイッチングされるよう制御信号を出力する。また、電源ケーブルのコネクターへの接続または接続の解除に伴う物理的な作用を受けてオンオフするスイッチを有し、スイッチがオンした場合に、2次側から供給される電流に応じて生成した信号を集積回路側に伝送する信号伝送手段により起動信号が生成されるよう信号伝送手段への電流の供給状態を切り替える。これにより、電源ケーブルが電気機器のコネクターに接続されていない場合には、スイッチング素子の間欠的な発振動作をもって2次側に電圧を出力するから無駄な電力消費を抑えることができる。また、電源ケーブルがコネクターに接続された場合には、間欠的な発振動作をもって2次側に出力された電圧を用いて信号伝送手段から集積回路側に起動信号を伝送させるから、電源ケーブルの接続を検出することができる。そして、このような電源ケーブルの接続の検出を、物理的な作用により行ない2芯の電源ケーブルの使用を可能とするから、3芯の電源ケーブルを用いて接続を検出するものに比して回路構成が複雑化するのを防止することができる。この結果、電気機器のコネクターに電源ケーブルが接続される前の電力消費を抑えつつ簡易な構成により電源ケーブルの接続を検出することができる。 In the power supply control device of the present invention, the integrated circuit outputs a control signal so that the switching element is switched with a continuous oscillation operation when a start signal is input, and switches when the start signal is not input. A control signal is output so that the element is switched with an intermittent oscillation operation. In addition, it has a switch that turns on and off in response to a physical action associated with connection to or disconnection from the power cable connector, and a signal generated according to the current supplied from the secondary side when the switch is turned on The current supply state to the signal transmission means is switched so that the start signal is generated by the signal transmission means for transmitting the signal to the integrated circuit side. As a result, when the power cable is not connected to the connector of the electrical device, the voltage is output to the secondary side with the intermittent oscillation operation of the switching element, so that useless power consumption can be suppressed. Also, when the power cable is connected to the connector, the start signal is transmitted from the signal transmission means to the integrated circuit side using the voltage output to the secondary side with intermittent oscillation operation. Can be detected. And since the detection of the connection of the power cable is performed by a physical action and the use of the two-core power cable is enabled, the circuit is compared with the one that detects the connection using the three-core power cable. It is possible to prevent the configuration from becoming complicated. As a result, it is possible to detect the connection of the power cable with a simple configuration while suppressing power consumption before the power cable is connected to the connector of the electrical device.
また、前記電気機器として前記コネクターに磁石部材が設けられてなる機器に電源電圧を供給する上述した態様の本発明の電源制御装置において、前記スイッチは、前記物理的な作用として、前記電源ケーブルの前記コネクターへの接続に伴って前記磁石部材に近接することによる該磁石部材からの磁力の作用と、前記接続の解除に伴って前記磁石部材から離間することによる該磁石部材からの磁力の作用の解除とを受ける磁気スイッチであるものとすることもできる。あるいは、前記電気機器として前記コネクターに遮光板が設けられてなる機器に電源電圧を供給する上述した態様の本発明の電源制御装置において、前記スイッチは、前記2次側に供給される電流を受けて発光する発光素子と、受光の有無に基づいて前記信号伝送手段への電流の供給状態を切り替える受光素子とを有し、前記物理的な作用として、前記電源ケーブルの前記コネクターへの接続に伴って前記遮光板が前記受発光素子の間に位置することによる該発光素子から該受光素子への光路の遮断と、前記接続の解除に伴って前記遮光板が前記受発光素子の間の位置から外れることによる前記光路の開放とを受けるスイッチであるものとすることもできる。 Further, in the power supply control device according to the aspect of the present invention that supplies a power supply voltage to a device in which the connector is provided with a magnet member as the electrical device, the switch is configured as the physical action of the power cable. The action of the magnetic force from the magnet member by approaching the magnet member with connection to the connector and the action of the magnetic force from the magnet member by separating from the magnet member with release of the connection It can also be a magnetic switch that receives the release. Alternatively, in the power supply control device according to the aspect of the present invention that supplies a power supply voltage to a device in which a light shielding plate is provided on the connector as the electrical device, the switch receives a current supplied to the secondary side. A light-emitting element that emits light, and a light-receiving element that switches a current supply state to the signal transmission means based on the presence or absence of light reception, and as the physical action, accompanying the connection of the power cable to the connector The light shielding plate is located between the light receiving and emitting elements by blocking the light path from the light emitting element to the light receiving element due to the light shielding plate being positioned between the light receiving and emitting elements. It may be a switch that receives the opening of the optical path due to disconnection.
そして、本発明の電源制御装置において、前記集積回路は、前記信号伝送手段から伝送される信号の電圧が所定の範囲内にある場合に該電圧と目標電圧との偏差に応じた電圧が前記2次側に出力されるようフィードバック制御を伴うと共に前記スイッチング素子が前記連続的な発振動作をもってスイッチングされるよう前記制御信号を生成し、前記信号伝送手段から伝送される信号の電圧が前記所定の範囲外にある場合に前記スイッチング素子が前記間欠的な発振動作をもってスイッチングされるよう前記制御信号を生成する回路であり、前記起動信号は、前記所定の範囲外から該所定の範囲内に電圧が切り替わる信号であるものとすることもできる。こうすれば、信号伝送手段にフィードバック用の信号の伝送と起動信号の伝送とを兼用させることができるから、フィードバック用の信号の伝送と起動信号の伝送とを行なう手段を別個に備えるものに比して、より簡易な構成で電源ケーブルの接続を検出することができる。 In the power supply control device of the present invention, the integrated circuit has a voltage corresponding to a deviation between the voltage and the target voltage when the voltage of the signal transmitted from the signal transmission means is within a predetermined range. The control signal is generated so that the switching element is switched with the continuous oscillation operation together with feedback control to be output to the next side, and the voltage of the signal transmitted from the signal transmission means is within the predetermined range. A circuit that generates the control signal so that the switching element is switched with the intermittent oscillation operation when the switching element is outside, and the voltage of the start signal switches from outside the predetermined range to within the predetermined range It can also be a signal. In this way, the signal transmission means can be used for both the transmission of the feedback signal and the transmission of the activation signal, so that it is different from the case where the means for separately transmitting the feedback signal and the transmission of the activation signal are provided. Thus, the connection of the power cable can be detected with a simpler configuration.
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態であるACアダプター10の回路構成を示す回路図である。本実施形態のACアダプター10は、図示するように、プリンターPのコネクター100(図2参照)に接続される電源ケーブル22と、商用電源(AC100Vなど)を所定の直流電圧(DC20Vや42Vなど)に変換して電源ケーブル22とコネクター100との接続を介してプリンターPに供給する電源回路20とを備える。なお、プリンターPは、給紙された用紙にインクを吐出して印刷を行なう周知のインクジェット方式のプリンターとして構成されており、電力が供給されることにより駆動する各種駆動モーターや印刷ヘッドなどからなる負荷Lを備える。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of an
電源回路20は、主要な構成要素として、商用電源を整流して直流電圧を出力する第1の整流回路30と、第1の整流回路30から出力された直流電圧をスイッチングにより交流電圧に変換するスイッチング回路40と、スイッチング回路40により変換された交流電圧を変圧するトランス50と、トランス50により変圧された交流電圧を整流して直流電圧を出力する第2の整流回路60と、第2の整流回路60から出力された直流電圧に応じてフォトカプラー75(発光素子である発光ダイオード75aと受光素子であるフォトトランジスター75bとに分けて図示)の出力を制御する定電圧制御用回路70と、電源ケーブル22がプリンターPのコネクター100に接続されているか否かを検出するケーブル接続検出部80と、フォトカプラー75からの出力に応じてスイッチング回路40へのスイッチング制御用の信号を生成して出力する制御IC90とを備える。なお、トランス50を挟んで、第1の整流回路30やスイッチング回路40,制御IC90が配置された側を1次側と称し、第2の整流回路60や定電圧制御用回路70が配置された側を2次側と称する。
The
第1の整流回路30は、商用電源に接続される4つのダイオードが組み合わされたダイオードブリッジ32と、ダイオードブリッジ32に接続された平滑コンデンサーC1とにより構成されている。この第1の整流回路30では、商用電源をダイオードブリッジ32により全波整流して平滑コンデンサーC1により平滑化した直流電圧を出力する。
The
スイッチング回路40は、抵抗R2を介してゲートが制御IC90に接続されると共にドレインがトランス50に接続されるMOS型FETなどのスイッチング素子Q1と、スイッチング素子Q1のソースに接続された電流検出用の抵抗R3とにより構成されている。このスイッチング回路40では、整流回路30から出力される直流電圧をスイッチング素子Q1のスイッチング動作により交流電圧に変換する。
The
トランス50は、第1の整流回路30の出力側とスイッチング回路40のスイッチング素子Q1のドレインとに接続された1次巻線52と、第2の整流回路60に接続された2次巻線54と、ダイオードD2を介して平滑コンデンサーC2に接続された補助巻線56とにより構成されている。このトランス50では、スイッチング素子Q1のスイッチング動作により変換された交流電圧が1次巻線52に印加されることにより、各巻線の巻線数比に応じた交流電圧が2次巻線54や補助巻線56に誘起される。
The
第2の整流回路60は、トランス50の2次巻線54に接続されたダイオードD3と、ダイオードD3に接続された平滑コンデンサーC3とにより構成されている。この第2の整流回路60では、トランス50の2次巻線54に誘起された交流電圧を半波整流して平滑化した直流電圧を電源ケーブル22のVout端子とGND端子間に出力電圧として出力する。
The
ここで、図2は、電源ケーブル22とプリンターPのコネクター100の構成を示す構成図である。図2(a)は電源ケーブル22とコネクター100との接続の様子を示し、図2(b)は電源ケーブル22のコネクター100に接続される接続面を示し、図2(c)はコネクター100の電源ケーブル22に接続される接続面を示す。電源ケーブル22は、その接続面の両端近傍にそれぞれ配置された2つの接続用磁石94と、電力供給用の端子(Vout端子,GND端子)である2つの端子穴96とにより構成されている。また、電源ケーブル22の接続面から、ケーブル接続検出部80の磁気スイッチ82の一部が露出している。一方、プリンターPのコネクター100は、電源ケーブル22が接続された接続状態で接続用磁石94に対向する位置となるよう接続面の両端近傍にそれぞれ配置された2つの鉄板104と、接続状態で2つの端子穴96にそれぞれ対向する位置に設けられプリンターPの図示しない電源制御回路に繋がる2つの端子ピン106と、一部が露出した磁気スイッチ82に接続状態で対向する位置となるよう設けられた作動用磁石102とにより構成されている。この電源ケーブル22は、接続用磁石94と鉄板104とが磁力によって互いに吸引されることでコネクター100に接続される、いわゆるマグネットプラグとして構成されている。また、磁気スイッチ82の露出面と、作動用磁石102における磁気スイッチ82の露出面に対向する対向面とは、磁極がそれぞれ異なる極となるよう構成されている。このため、電源ケーブル22のコネクター100への接続に伴って磁気スイッチ82と作動用磁石102とは磁力により互いに吸引力を作用させることになる。また、電源ケーブル22のコネクター100からの取り外しに伴って、磁力による吸引力の作用は解消される。このように、作動用磁石102は、磁力による吸引力の作用で磁気スイッチ82を作動させるための磁石として機能するものである。
Here, FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the
定電圧制御用回路70は、抵抗R4を介してアノード側がVout端子に接続され2次側の電流の供給を受けて発光する発光ダイオード75aとコレクターが1次側の制御IC90の後述するFB端子に接続されエミッターがグランドに接地されて発光ダイオード75aからの発光を受けてコレクター電流が流れるフォトカプラー75bとからなるフォトダイオード75と、Vout端子とグランド(GND端子)との間に接続された分圧抵抗R5,R6と、アノード側がグランドに接地されたツェナーダイオードTD1と、発光ダイオード75aのカソード側にコレクターが接続されエミッターがツェナーダイオードTD1のカソード側に接続されベースが分圧抵抗R5,R6との接続点に接続されたトランジスターT1と、トランジスターT1のベース−コレクター間に接続されたコンデンサーC4とにより構成されている。この定電圧制御用回路70では、分圧抵抗R5,R6により分圧された2次側の出力電圧がトランジスターT1のベースに入力されてトランジスターT1がオンされて、ツェナーダイオードTD1に所定のツェナー電圧(降伏電圧)を上回る電圧がかかる場合に、発光ダイオード75aに電流が流れる。なお、この場合以外にも発光ダイオード75aに電流が流れる場合があるが、詳細は後述する。そして、2次側の出力電圧の変化により発光ダイオード75aに流れる電流が変化すると、フォトトランジスター75bの受光量が変化してコレクター電流が変化するから、制御IC90のFB端子にかかる電圧が変化することになる。このため、制御IC90のFB端子に2次側の出力電圧に応じた信号(電圧)が入力されることになる。
In the constant
ケーブル接続検出部80は、発光ダイオード75aとトランジスターT1のコレクターとの接続点にコレクターが接続されエミッターがグランドに接地されたトランジスターT2と、抵抗R7を介してVout端子に接続されたA端子とトランジスターT2のベースに接続されたB端子との導通と導通の遮断とを切り替える磁気スイッチ82とにより構成されている。ここで、図3は、磁気スイッチ82の作動の様子を示す説明図である。図3(a)は、電源ケーブル22がコネクター100から取り外されている場合の磁気スイッチ82の様子を示す。この場合、磁気スイッチ82は、スプリング82aの付勢力により初期位置に位置してA端子とB端子とを導通する。このため、トランジスターT2のベースには、抵抗R7とA端子とB端子とを介してVout端子に出力される電圧に応じた電流が流れてトランジスターT2がオンされる。一方、図3(b)は、電源ケーブル22がコネクター100に接続されている場合の磁気スイッチ82の様子を示す。この場合、上述したように、電源ケーブル22のコネクター100への接続に伴って磁気スイッチ82と作動用磁石102とは磁力により互いに吸引力を作用させるから、スプリング82aの付勢力に抗して磁気スイッチ82が作動用磁石102側(図中上側)に引き寄せられてA端子とB端子との導通を遮断する。このため、トランジスターT2のベースに流れる電流が遮断されてトランジスターT2がオフされる。
The cable
制御IC90は、スイッチング素子Q1をスイッチング制御するためのICチップとして構成され、フォトトランジスター75bのコレクターに接続されるFB端子と、スイッチング素子Q1の電流値を検出するためにスイッチング素子Q1と電流検出用の抵抗R3との接続点の電位が入力されるIS端子と、グランドに接続されるGND端子と、スイッチング素子Q1のゲートにスイッチング用の制御信号を出力するOUT端子と、抵抗R1とダイオードD1とを介して第1の整流回路30のダイオードブリッジ32に接続されて制御IC90の起動用の電圧が入力されるVH端子と、トランス50の補助巻線56により誘起されてダイオードD2と平滑コンデンサーC2とにより整流と平滑とがなされた直流電圧が入力されるVCC端子とを備える。この制御IC90は、スイッチング制御をしていない間はVH端子から入力される電圧により駆動し、スイッチング制御をしている間はトランス50の補助巻線56に誘起されてVCC端子から入力される電圧により駆動する。
The
この制御IC90では、VH端子やVCC端子から入力された電圧を用いてFB端子に所定の電圧を印加(プルアップ)するよう構成されている。また、上述したように、FB端子はフォトトランジスター75bのコレクターに接続されている。このため、プリンターPの負荷Lに流れる電流が減少するなどにより発光ダイオード75aに流れる電流が増加した場合、フォトトランジスター75bのコレクター電流が増加するため、FB端子にかかる電圧(以下、FB電圧)は所定の電圧よりも小さくなる。この場合、制御IC90では、スイッチング素子Q1のオン時間が短くなるようデューティ比を調整してスイッチング用の制御信号を生成し、生成した制御信号をOUT端子から出力する。これにより、トランス50の2次側の出力電圧を低下させることができる。一方、プリンターPの負荷Lに流れる電流が増加するなどにより発光ダイオード75aに流れる電流が減少した場合、フォトトランジスター75bのコレクター電流が減少するため、FB電圧は大きくなって所定の電圧に近付くことになる。この場合、制御IC90では、スイッチング素子Q1のオン時間が長くなるようデューティ比を調整してスイッチング用の制御信号を生成し、生成した制御信号をOUT端子から出力する。これにより、トランス50の2次側の出力電圧を上昇させることができる。このように、制御IC90では、フォトトランジスター75bのコレクター電流をFB端子に作用するフィードバック信号として用いて、2次側の出力電圧が所望の電圧となるようスイッチング素子Q1のフィードバック制御を行なっている。また、この制御IC90では、FB電圧が閾値Vrefを超える所定範囲内にある場合には、このようなフィードバック制御を伴って正規の発振周波数でスイッチング素子Q1がスイッチングされるよう制御信号を生成する(以下、正規発振制御という)。一方、FB電圧が閾値Vref未満となって所定範囲外にある場合には、間欠発振(バーストモード)での発振周波数をもってスイッチング素子Q1がスイッチングされるよう制御信号を生成する(以下、間欠発振制御という)。
The
次に、こうして構成された本実施形態のACアダプター10の動作、特に、電源ケーブル22がプリンターPのコネクター100に接続される際の動作について説明する。まず、電源ケーブル20がコネクター100に接続されていない状態について説明する。ここで、本実施形態では、電源ケーブル20が接続されていない状態でも制御IC90によりスイッチング素子Q1がスイッチングされており、このため、2次側に電圧が出力されている。このとき、ケーブル接続検出部80では、磁石スイッチ82がコネクター100の作動用磁石102から磁力による吸引力の作用を受けないため(図3(a)参照)、端子A,B間を導通してトランジスターT2がオンとされる。このため、出力端子Voutから抵抗R4,発光ダイオード75a,トランジスターT2のコレクター−エミッター間を通って電流が流れることになる。これにより、フォトトランジスター75bのコレクター電流が流れて、制御IC90のFB端子のFB電圧が低下する。本実施形態では、この場合のFB電圧が上述した閾値Vrefを下回るよう構成するものとした。したがって、電源ケーブル20がコネクター100に接続されていない状態では、制御IC90は、間欠発振制御を行なうため、2次側の出力電圧としては比較的低い電圧が出力されることになる。そして、この出力電圧によりトランジスターT2がオンされ続けて、制御IC90のFB端子のFB電圧は閾値Vrefを下回る状態を維持して間欠発振制御が継続されるから、2次側の出力電圧も低電圧の状態が継続されることになる。
Next, the operation of the thus configured
続いて、電源ケーブル22がプリンターPのコネクター100に接続される場合について説明する。電源ケーブル20がコネクター100に接続されると、ケーブル接続検出部80では、磁石スイッチ82がコネクター100の作動用磁石102から磁力による吸引力の作用を受けるため(図3(b)参照)、端子A,B間の導通を遮断してトランジスターT2がオフとされる。これにより、トランジスターT2のコレクター−エミッター間が遮断されるため、発光ダイオード75aを流れる電流が徐々に減少することになる。なお、トランジスターT2がオフとされた直後は、2次側の出力電圧は低電圧の状態にあるため、発光ダイオード75aからトランジスターT1のコレクター−エミッター間を介してツェナーダイオードTD1へ電流が流れる状態にはなっていない。このため、フォトトランジスター75bのコレクター電流が徐々に減少して、制御IC90のFB端子のFB電圧が徐々に増加していく。そして、FB電圧が閾値Vrefを超えると、制御IC90は、間欠発振制御から正規発振制御に切り替えて、フィードバック制御を伴ってプリンターPの負荷Lの稼働に必要な電圧が2次側に出力されるようスイッチング素子Q1の制御を行なう。このように、電源ケーブル20のコネクター100への接続を検出して、間欠発振制御から正規発振制御に切り替えることができる。このため、FB電圧が閾値Vrefを超える状態になること即ちフォトトランジスター75bのコレクター電流によりFB端子に入力される信号が閾値Vref未満から閾値Vref以上となることは、間欠発振制御から正規発振制御に切り替えるための起動信号として機能するものといえる。こうした電源ケーブル20の接続の検出を、間欠発振制御により2次側に出力された低電圧を用いて行なうから、消費電力を抑えることができる。また、ケーブル接続検出部80の磁気スイッチ82を作動させる作動用磁石102をコネクター100に設けて2芯の電源ケーブル22を使用するものとしたから、3芯の電源ケーブルを使用するものに比して簡易な回路構成とすることができる。さらに、フィードバック制御を行なう所定範囲の下限を閾値Vrefとして定め、閾値Vrefを境に間欠発振制御と正規発振制御とを切り替えるものとしたため、電源ケーブル22の接続を検出した場合の信号と定電圧制御用のフィードバック信号とを区別することなく入力して制御を切り替えることができる。これにより、電源ケーブル22の接続を検出した信号を出力する回路を個別に設けるものに比してより簡易な構成とすることができる。なお、電源ケーブル20がコネクター100から取り外されると、作動用磁石102から磁気スイッチ82に作用している磁力による吸引力が解消して、スプリング82aの付勢力により磁気スイッチ82が初期状態に戻る。このため、端子A,Bが導通されてトランジスターT2がオンとされ、再び間欠発振制御を行なう状態に切り替わる。
Next, a case where the
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のスイッチング回路40が本発明の「直流交流変換手段」に相当し、トランス50が「変圧手段」に相当し、第2の整流回路60が「出力手段」に相当し、制御IC90が「集積回路」に相当し、フォトカプラー75を含む定電圧制御用回路70が「信号伝送手段」に相当し、ケーブル接続検出部80が「切替手段」に相当する。また、磁気スイッチ82が「スイッチ」に相当する。
Here, the correspondence between the components of the present embodiment and the components of the present invention will be clarified. The switching
以上詳述した本実施形態のACアダプター10によれば、プリンターPのコネクター100に電源ケーブル22が接続されないときには、コネクター100に設けられた作動用磁石102からの磁力の作用を受けない磁気スイッチ82が端子A,B間を導通してトランジスターT2がオンされるため、フォトカプラー75のフォトトランジスター75bのコレクター電流が増加し制御IC90のFB電圧が低下して閾値Vrefを下回り、制御IC90は素子Q1を間欠発振制御して2次側に低電圧を出力する。そして、電源ケーブル22が接続されると、磁気スイッチ82が作動用磁石102からの磁力の作用による吸引力を受けて作動し端子A,B間の導通を遮断してトランジスターT2がオフされるため、フォトトランジスター75bのコレクター電流が減少しFB電圧が増加して閾値Vrefを上回り、制御IC90は正規発振制御に切り替えて素子Q1を制御する。これにより、電源ケーブル22が接続されていない場合には、スイッチング素子Q1を間欠発振制御して2次側に低電圧を出力するから、電源ケーブル22の接続前の無駄な電力消費を抑えることができる。また、間欠発振制御により2次側に出力された低電圧を用いて、電源ケーブル22が接続されたことを検出して正規発振制御に切り替えることができる。そして、ケーブル接続検出部80の磁気スイッチ82を作動させる作動用磁石102をコネクター100に設けることで、2芯の電源ケーブル22を使用しても接続の検出を可能としたから、3芯の電源ケーブルを使用して接続を検出するものに比して簡易な回路構成とすることができる。さらに、電源ケーブル22の接続を検出した信号を定電圧制御用回路70から出力するものとしたから、接続の検出信号を出力する回路を個別に設けるものに比してより簡易な構成とすることができる。
According to the
なお、本発明は上述した実施態様に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 In addition, this invention is not limited to the embodiment mentioned above at all, and it cannot be overemphasized that it can implement with a various aspect, as long as it belongs to the technical scope of this invention.
上述した実施形態では、ケーブル接続検出部80において磁力の吸引力により磁気スイッチ82を作動させるものとしたが、これに限られず、磁力の反発力により磁気スイッチ82を作動させるものとしてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、電源ケーブル22の接続を検出した場合の信号と定電圧制御用のフィードバック信号とをいずれも定電圧制御用回路70から出力するものとしたが、これに限られず、電源ケーブル22の接続を検出した場合の信号と定電圧制御用のフィードバック信号とを別個の回路から出力するものとしてもよい。ただし、簡易な構成とするためには、本実施形態のように構成するものが好ましい。
In the embodiment described above, both the signal when the connection of the
上述した実施形態では、ケーブル接続検出部80を、コネクター100に設けられた作動用磁石102からの磁力の作用に作動する磁気スイッチ82を用いて構成したが、これに限られず、電源ケーブル22のコネクター100への接続を検出することができるものであれば如何なる構成としてもよい。例えば、コネクター100に設けられた遮断板により光路が切り替えられるフォトカプラーを用いて構成するものとしてもよい。その場合の変形例について説明する。図4は、変形例のACアダプター10Aの回路構成を示す回路図であり、図5は、変形例の電源ケーブル22Aとコネクター100Aの構成を示す構成図であり、図6は、フォトカプラー85の光路の変化の様子を示す説明図である。なお、図4〜6では、図1〜3と同じ構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図4に示すように、電源回路20Aのケーブル接続検出部80Aは、本実施形態と同じ構成のトランジスターT2と、アノード側が出力端子Voutに接続されカソード側がGND端子に接続された発光ダイオード85aと、抵抗R7を介して出力端子Voutにコレクターが接続されトランジスターT2のベースにエミッターが接続されたフォトトランジスター85bとからなるフォトカプラー85(図番の図示は省略)とにより構成されている。また、図5に示すように、コネクター100Aには、遮光板107が設けられている。一方、電源コネクター22Aには、コネクター100Aに接続された状態で遮光板107がはまり込むよう受け溝85cが形成されている。また、この受け溝85cは、図4に示すように、発光ダイオード85aとフォトトランジスター85bとの間に形成されている。このため、電源ケーブル22Aがコネクター100Aから取り外されている場合には、図6(a)に示すように、発光ダイオード85aからフォトトランジスター85bへの光路が開放される。このとき、フォトトランジスター85bにはコレクター電流が流れるため、トランジスターT2をオンとすることができる。したがって、本実施形態と同様に、電源ケーブル22Aがコネクター100Aから取り外されている場合には、発光ダイオード75aに流れる電流が大きくなりフォトトランジスター75bのコレクター電流が大きくなる。このため、FB端子の電圧が閾値Vrefを下回り間欠発振制御が行なわれることになる。また、電源ケーブル22Aがコネクター100Aに接続されている場合には、図6(b)に示すように、遮光板107が受け溝85cにはまり込む。このため、遮光板107により発光ダイオード85aからフォトトランジスター85bへの光路が遮断される。したがって、本実施形態と同様に、トランジスターT2がオフとされるから、発光ダイオード75aに流れる電流が小さくなりフォトトランジスター75bのコレクター電流が小さくなる。このため、FB端子の電圧が徐々に大きくなって閾値Vrefを上回り、間欠発振制御から正規発振制御に切り替わることになる。このように、本実施形態と同様に、電源ケーブル22AがプリンターPのコネクター100Aに接続されたことを検出することができ、本実施形態と同様の効果を奏することができる。
In the above-described embodiment, the cable
本実施形態では、本発明をプリンターPへの電力供給を制御するACアダプター10に適用して説明したが、これに限られず、ACアダプターからの電力により作動する機器であれば、携帯型のパーソナルコンピューターやビデオカメラ,音楽再生機,携帯情報端末などの他の如何なる電気機器に適用するものとしても構わない。
In the present embodiment, the present invention is applied to the
10,10A ACアダプター、20,20A 電源回路、22,22A 電源ケーブル、30 第1の整流回路、32 ダイオードブリッジ、40 スイッチング回路、50 トランス、52 1次巻線、54 2次巻線、56 補助巻線、60 第2の整流回路、70 定電圧制御用回路、75 フォトカプラー、75a 発光ダイオード、75b フォトトランジスター、80,80A ケーブル接続検出部、82 磁気スイッチ、82a スプリング、85 フォトカプラー、85a 発光ダイオード、85b フォトトランジスター、85c 受け溝、90 制御IC、94 接続用磁石、96 端子穴、100,100A コネクター、102 作動用磁石、104 鉄板、106 端子ピン、107 遮光板、A,B 端子、C1,C2,C3,C4 コンデンサー、D1,D2,D3 ダイオード、L 負荷、P プリンター、Q1 スイッチング素子(MOS型FET)、R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7 抵抗、T1,T2 トランジスター、TD1 ツェナーダイオード。 10, 10A AC adapter, 20, 20A power circuit, 22, 22A power cable, 30 first rectifier circuit, 32 diode bridge, 40 switching circuit, 50 transformer, 52 primary winding, 54 secondary winding, 56 auxiliary Winding, 60 second rectifier circuit, 70 constant voltage control circuit, 75 photocoupler, 75a light emitting diode, 75b phototransistor, 80, 80A cable connection detector, 82 magnetic switch, 82a spring, 85 photocoupler, 85a light emission Diode, 85b Phototransistor, 85c Receiving groove, 90 Control IC, 94 Connecting magnet, 96 Terminal hole, 100, 100A Connector, 102 Actuating magnet, 104 Iron plate, 106 Terminal pin, 107 Shading plate, A, B terminal, C1 , C2, C3, C Condenser, D1, D2, D3 diodes, L load, P printer, Q1 switching element (MOS type FET), R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 resistors, T1, T2 transistors, TD1 Zener diode.
Claims (4)
電源からの直流電圧をスイッチング素子のスイッチングにより交流電圧に変換する直流交流変換手段と、
該変換された交流電圧を変圧する変圧手段と、
該変圧された交流電圧を直流電圧に整流し前記電源電圧として前記電源ケーブルに出力する出力手段と、
前記変圧手段に対して1次側に交流電圧が出力されるよう前記スイッチング素子に制御信号を出力可能で、起動信号が入力される場合には前記スイッチング素子が連続的な発振動作をもってスイッチングされるよう前記制御信号を出力し、前記起動信号が入力されない場合には前記スイッチング素子が間欠的な発振動作をもってスイッチングされるよう前記制御信号を出力する集積回路と、
前記変圧手段に対して2次側に接続され、該2次側から供給される電流に応じて信号を生成し該生成した信号を前記集積回路側に伝送する信号伝送手段と、
前記電源ケーブルの前記コネクターへの接続または該接続の解除に伴う物理的な作用を受けてオンオフするスイッチを有し、該スイッチがオンした場合に前記信号伝送手段により前記起動信号が生成されるよう該信号伝送手段への電流の供給状態を切り替える切替手段と
を備える電源制御装置。 A power supply control device for supplying a power supply voltage to an electric device via a two-core power cable connected to a connector of the electric device,
DC-AC conversion means for converting DC voltage from the power source into AC voltage by switching of the switching element;
Transforming means for transforming the converted AC voltage;
Output means for rectifying the transformed AC voltage into a DC voltage and outputting it as the power supply voltage to the power cable;
A control signal can be output to the switching element so that an AC voltage is output to the primary side with respect to the transformer, and when a start signal is input, the switching element is switched with a continuous oscillation operation. An integrated circuit that outputs the control signal and outputs the control signal so that the switching element is switched with an intermittent oscillation operation when the start signal is not input;
A signal transmission means connected to the secondary side with respect to the transformer means, generating a signal in accordance with a current supplied from the secondary side, and transmitting the generated signal to the integrated circuit side;
A switch that is turned on and off in response to a physical action associated with the connection of the power cable to the connector or the release of the connection, and the activation signal is generated by the signal transmission means when the switch is turned on. And a switching means for switching a current supply state to the signal transmission means.
前記スイッチは、前記物理的な作用として、前記電源ケーブルの前記コネクターへの接続に伴って前記磁石部材に近接することによる該磁石部材からの磁力の作用と、前記接続の解除に伴って前記磁石部材から離間することによる該磁石部材からの磁力の作用の解除とを受ける磁気スイッチである
電源制御装置。 The power supply control device according to claim 1, wherein a power supply voltage is supplied to a device in which a magnetic member is provided in the connector as the electrical device.
The switch has, as the physical action, an action of a magnetic force from the magnet member by being close to the magnet member as the power cable is connected to the connector, and the magnet as the connection is released. A power supply control device that is a magnetic switch that receives the release of the action of magnetic force from the magnet member by being separated from the member.
前記スイッチは、前記2次側に供給される電流を受けて発光する発光素子と、受光の有無に基づいて前記信号伝送手段への電流の供給状態を切り替える受光素子とを有し、前記物理的な作用として、前記電源ケーブルの前記コネクターへの接続に伴って前記遮光板が前記受発光素子の間に位置することによる該発光素子から該受光素子への光路の遮断と、前記接続の解除に伴って前記遮光板が前記受発光素子の間の位置から外れることによる前記光路の開放とを受けるスイッチである
電源制御装置。 The power supply control device according to claim 1, wherein a power supply voltage is supplied to a device in which a light shielding plate is provided on the connector as the electrical device.
The switch includes a light emitting element that emits light upon receiving a current supplied to the secondary side, and a light receiving element that switches a current supply state to the signal transmission unit based on whether light is received or not. As a function, the light shielding plate is positioned between the light receiving and emitting elements in connection with the connection of the power cable to the connector, and the light path from the light emitting element to the light receiving element is interrupted and the connection is released. Accordingly, the power control device is a switch that receives the opening of the optical path when the light shielding plate is out of the position between the light emitting and receiving elements.
前記集積回路は、前記信号伝送手段から伝送される信号の電圧が所定の範囲内にある場合に該電圧と目標電圧との偏差に応じた電圧が前記2次側に出力されるようフィードバック制御を伴うと共に前記スイッチング素子が前記連続的な発振動作をもってスイッチングされるよう前記制御信号を生成し、前記信号伝送手段から伝送される信号の電圧が前記所定の範囲外にある場合に前記スイッチング素子が前記間欠的な発振動作をもってスイッチングされるよう前記制御信号を生成する回路であり、
前記起動信号は、前記所定の範囲外から該所定の範囲内に電圧が切り替わる信号である
電源制御装置。 The power supply control device according to any one of claims 1 to 3,
The integrated circuit performs feedback control so that when a voltage of a signal transmitted from the signal transmission means is within a predetermined range, a voltage corresponding to a deviation between the voltage and a target voltage is output to the secondary side. And generating the control signal so that the switching element is switched with the continuous oscillation operation, and when the voltage of the signal transmitted from the signal transmission means is outside the predetermined range, the switching element is A circuit for generating the control signal to be switched with an intermittent oscillation operation;
The power supply control device, wherein the activation signal is a signal for switching a voltage from outside the predetermined range to within the predetermined range.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018191390A (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | キヤノン株式会社 | Power supply device and image forming apparatus |
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- 2010-08-06 JP JP2010177719A patent/JP2012039759A/en active Pending
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