JP2013223280A - Power supply control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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 electrical device.
従来より、この種の電源制御装置としては、商用電源を整流し平滑した直流電圧を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次巻線に印加し、トランスの2次巻線に誘起された交流電圧を直流電圧に整流し平滑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、スイッチング回路にスイッチング用の信号を出力する制御ICに駆動用電圧を供給するために、第1の補助巻線と、その第1の補助巻線よりも巻数の少ない第2の補助巻線とが出力を切り替え可能に設けられている。そして、2次側の電圧が比較的安定している通常時には、第1の補助巻線に誘起された交流電圧を整流し平滑した直流電圧を制御ICに供給し、2次側の電圧が突発的に過電圧となった過電圧時には、第1の補助巻線から第2の補助巻線に切り替えて、第2の補助巻線に誘起された交流電圧を整流し平滑した直流電圧を制御ICに出力する。これにより、制御ICを過電圧から保護することができるとしている。 Conventionally, as this type of power supply control device, a DC voltage obtained by rectifying and smoothing a commercial power supply is converted into an AC voltage by switching a switching circuit and applied to the primary winding of the transformer, and applied to the secondary winding of the transformer. An apparatus has been proposed in which an induced AC voltage is rectified into a DC voltage, smoothed, and supplied to an electrical device (for example, see Patent Document 1). In this apparatus, in order to supply a driving voltage to a control IC that outputs a switching signal to a switching circuit, a first auxiliary winding and a second auxiliary winding having a smaller number of turns than the first auxiliary winding. Winding is provided so that the output can be switched. During normal times when the secondary side voltage is relatively stable, a DC voltage obtained by rectifying and smoothing the AC voltage induced in the first auxiliary winding is supplied to the control IC, and the secondary side voltage suddenly appears. When the overvoltage becomes an overvoltage, the first auxiliary winding is switched to the second auxiliary winding, and the AC voltage induced in the second auxiliary winding is rectified and the smoothed DC voltage is output to the control IC. To do. As a result, the control IC can be protected from overvoltage.
ところで、このような電源制御装置から電源電圧が供給される電気機器には、電力消費を抑制するためのスリープモードなどを有し、供給される電源電圧として通常時には高電圧を必要とし、スリープモード時には低電圧を必要とするものがある。また、それに合わせて、電源制御装置においても2次側の出力電圧を高低の二段階に切り替えるものがある。しかし、上述した電源制御装置では、過電圧が生じていない通常時には、常に第1の補助巻線を用いており、第2の補助巻線に切り替えることは考慮されていない。このため、2次側が低電圧のときを基準として第1の補助巻線の巻数を定めると、高電圧に切り替えたときに制御ICに上限を超えた駆動用電圧が供給される場合があり、機器保護の観点から好ましくない。逆に、2次側が高電圧のときの電圧を基準として第1の補助巻線の巻数を定めると、低電圧に切り替えたときに制御ICに下限を下回る駆動用電圧が供給される場合があり、駆動用電圧を十分に供給できないおそれがある。 By the way, an electrical device to which a power supply voltage is supplied from such a power supply control device has a sleep mode for suppressing power consumption, and normally requires a high voltage as the supplied power supply voltage. Some require low voltage. In accordance with this, there are some power supply control devices that switch the output voltage on the secondary side into two steps of high and low. However, in the above-described power supply control device, the first auxiliary winding is always used at normal times when no overvoltage occurs, and switching to the second auxiliary winding is not considered. For this reason, when the number of turns of the first auxiliary winding is determined based on when the secondary side is at a low voltage, a drive voltage exceeding the upper limit may be supplied to the control IC when the voltage is switched to a high voltage. It is not preferable from the viewpoint of equipment protection. Conversely, if the number of turns of the first auxiliary winding is determined based on the voltage when the secondary side is at a high voltage, a drive voltage lower than the lower limit may be supplied to the control IC when the voltage is switched to a low voltage. There is a possibility that the driving voltage cannot be sufficiently supplied.
本発明の電源制御装置は、過電圧が生じていない通常時においても、制御ICに過大な電圧が作用するのを防止しつつ安定した駆動用電圧を制御ICに供給することを主目的とする。 The main purpose of the power supply control device of the present invention is to supply a stable drive voltage to the control IC while preventing an excessive voltage from acting on the control IC even during normal times when no overvoltage occurs.
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、
必要とする電源電圧に基づいた制御信号を出力する電気機器から該制御信号を入力し、前記電気機器に電源電圧を供給する電源制御装置であって、
入力された電源を整流し平滑して直流電圧を出力する第1の整流平滑回路と、
該第1の整流平滑回路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と、
1次側に巻回されて前記スイッチング回路により変換された交流電圧が印加される1次巻線と、2次側に巻回された2次巻線と、互いに異なる巻数をもって1次側に巻回された複数の補助巻線と、を有するトランスと、
該トランスの2次巻線に誘起された交流電圧を整流し平滑して前記電気機器に直流電圧を出力する第2の整流平滑回路と、
前記第2の整流平滑回路から出力される出力電圧が前記制御信号に応じた定電圧となるよう該出力電圧に基づいてフィードバック信号を生成し、該生成したフィードバック信号を前記トランスの1次側に伝送する定電圧制御回路と、
駆動用電圧の供給を受けて作動し、前記伝送されたフィードバック信号を入力し該フィードバック信号に基づいて前記スイッチング回路のスイッチング用の信号を生成して出力する制御ICと、
前記駆動用電圧として、前記複数の補助巻線に誘起される交流電圧のうち前記制御信号に応じたものを整流し平滑した直流電圧を出力可能な駆動用電圧出力回路と、
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 that inputs the control signal from an electrical device that outputs a control signal based on a required power supply voltage and supplies the power supply voltage to the electrical device,
A first rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes an input power supply and outputs a DC voltage;
A switching circuit that converts the DC voltage output from the first rectifying and smoothing circuit into an AC voltage by switching;
A primary winding wound on the primary side and applied with an AC voltage converted by the switching circuit, a secondary winding wound on the secondary side, and winding on the primary side with different numbers of turns. A transformer having a plurality of rotated auxiliary windings;
A second rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes the AC voltage induced in the secondary winding of the transformer and outputs the DC voltage to the electrical device;
A feedback signal is generated based on the output voltage so that the output voltage output from the second rectifying / smoothing circuit becomes a constant voltage according to the control signal, and the generated feedback signal is sent to the primary side of the transformer. A constant voltage control circuit for transmission;
A control IC that operates in response to the supply of a driving voltage, inputs the transmitted feedback signal, generates a switching signal of the switching circuit based on the feedback signal, and outputs the switching signal;
As the driving voltage, a driving voltage output circuit capable of outputting a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage induced in the auxiliary windings according to the control signal;
It is a summary to provide.
この本発明の電源制御装置では、互いに異なる巻数をもってトランスの1次側に複数の補助巻線を巻回しておき、電気機器が必要とする電源電圧に基づいた制御信号を入力する。そして、定電圧制御回路が、制御信号に応じた出力電圧となるようフィードバック信号を生成して1次側に伝送し、駆動用電圧の供給を受けて作動する制御ICが、フィードバック信号に基づいてスイッチング回路のスイッチング用の信号を生成して出力し、駆動用電圧出力回路が、トランスの複数の補助巻線に誘起される交流電圧のうち制御信号に応じたものを整流し平滑した直流電圧を、駆動用電圧として出力する。これにより、制御信号に応じて即ち電気機器が必要とする電源電圧に応じて、より適切な巻数をもった補助巻線からの直流電圧を駆動用電圧として出力することが可能となる。このため、過電圧は生じていないものの出力電圧が比較的高いときに、巻数の比較的少ない補助巻線からの直流電圧を駆動用電圧として出力して制御ICを過電圧から保護することができ、出力電圧が比較的低いときに、巻数の比較的多い補助巻線からの直流電圧を駆動用電圧として出力して駆動用電圧を安定させることができる。この結果、過電圧が生じていない通常時においても、制御ICに過大な電圧が作用するのを防止しつつ安定した駆動用電圧を制御ICに供給することができる。 In the power supply control device of the present invention, a plurality of auxiliary windings are wound on the primary side of the transformer with different numbers of turns, and a control signal based on the power supply voltage required by the electrical equipment is input. The constant voltage control circuit generates a feedback signal so as to obtain an output voltage corresponding to the control signal, transmits the feedback signal to the primary side, and a control IC that operates upon receiving the supply of the driving voltage is based on the feedback signal. Generates and outputs a switching signal of the switching circuit, and the driving voltage output circuit generates a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage induced in a plurality of auxiliary windings of the transformer according to the control signal. And output as a driving voltage. Accordingly, it becomes possible to output a DC voltage from the auxiliary winding having a more appropriate number of turns as a driving voltage in accordance with the control signal, that is, in accordance with the power supply voltage required by the electric equipment. For this reason, when the output voltage is relatively high although no overvoltage has occurred, the control IC can be protected from the overvoltage by outputting the DC voltage from the auxiliary winding having a relatively small number of turns as the driving voltage. When the voltage is relatively low, the driving voltage can be stabilized by outputting a DC voltage from the auxiliary winding having a relatively large number of turns as the driving voltage. As a result, it is possible to supply a stable driving voltage to the control IC while preventing an excessive voltage from acting on the control IC even during normal times when no overvoltage occurs.
また、高電源電圧と低電源電圧とのいずれかを選択的に必要とする前記電気機器に電源電圧を供給する本発明の電源制御装置において、前記トランスは、前記複数の補助巻線として、第1の補助巻線と、該第1の補助巻線よりも巻数の少ない第2の補助巻線とを有し、前記駆動用電圧出力回路は、前記第1の補助巻線に誘起された交流電圧を整流し平滑した直流電圧を出力する第1の出力ラインと、前記第2の補助巻線に誘起された交流電圧を整流し平滑した直流電圧を出力する第2の出力ラインと、前記第1の出力ラインの導通と遮断とを切り替えるスイッチと、を備え、前記制御信号が前記高電源電圧を必要とする信号状態で前記第1の出力ラインが遮断されるよう前記スイッチをオフし、前記制御信号が前記低電源電圧を必要とする信号状態で前記第1の出力ラインが導通されるよう前記スイッチをオンするものとすることもできる。こうすれば、高電源電圧と低電源電圧との二段階の電源電圧を電気機器に選択的に出力する場合において、簡易な構成で、安定した駆動用電圧を制御ICに供給することができる。 Further, in the power supply control apparatus of the present invention for supplying a power supply voltage to the electrical equipment that selectively requires either a high power supply voltage or a low power supply voltage, the transformer is configured as a plurality of auxiliary windings. 1 auxiliary winding and a second auxiliary winding having a smaller number of turns than the first auxiliary winding, and the drive voltage output circuit is an alternating current induced in the first auxiliary winding. A first output line for rectifying the voltage and outputting a smoothed DC voltage; a second output line for rectifying the AC voltage induced in the second auxiliary winding and outputting a smoothed DC voltage; A switch for switching between conduction and interruption of one output line, and turning off the switch so that the first output line is interrupted in a signal state where the control signal requires the high power supply voltage, The control signal requires the low power supply voltage. The first output line could also be made to turn on the switch to be conducting while. In this way, when a two-stage power supply voltage, that is, a high power supply voltage and a low power supply voltage, is selectively output to an electrical device, a stable driving voltage can be supplied to the control IC with a simple configuration.
この態様の本発明の電源制御装置において、前記駆動用電圧出力回路は、前記制御信号が前記高電源電圧を必要とする信号状態で前記第2の整流平滑回路から高出力電圧が出力されているときの前記第1の出力ラインの高電圧により前記スイッチがオフされ、前記制御信号が前記低電源電圧を必要とする信号状態で前記第2の整流平滑回路から低出力電圧が出力されているときの前記第1の出力ラインの低電圧により前記スイッチがオンされるものとすることもできる。こうすれば、第1の補助巻線から第1の出力ラインに出力される電圧の高低の変化を利用して、適切な駆動用電圧を制御ICに供給することができる。 In this aspect of the power supply control apparatus of the present invention, the drive voltage output circuit outputs a high output voltage from the second rectifying and smoothing circuit in a signal state in which the control signal requires the high power supply voltage. When the switch is turned off by a high voltage on the first output line, and the low output voltage is output from the second rectifying and smoothing circuit in a signal state in which the control signal requires the low power supply voltage The switch may be turned on by a low voltage of the first output line. By so doing, it is possible to supply an appropriate driving voltage to the control IC using the change in voltage output from the first auxiliary winding to the first output line.
さらにこの態様の本発明の電源制御装置において、前記駆動用電圧出力回路は、前記スイッチとしての第1の半導体スイッチと、オンのときに前記第1の半導体スイッチをオンし、オフのときに前記第1の半導体スイッチをオフする第2の半導体スイッチと、前記制御信号が前記高電源電圧を必要とする信号状態で前記第2の整流平滑回路から高出力電圧が出力されているときの前記第1の出力ラインの高電圧により前記第2の半導体スイッチをオフし、前記制御信号が前記低電源電圧を必要とする信号状態で前記第2の整流平滑回路から低出力電圧が出力されているときの前記第1の出力ラインの低電圧により前記第2の半導体スイッチをオンする第3の半導体スイッチと、備えるものとすることもできる。 Furthermore, in the power supply control device of the present invention of this aspect, the driving voltage output circuit is configured to turn on the first semiconductor switch as the switch and turn on the first semiconductor switch when turned on, and turn off the first semiconductor switch. A second semiconductor switch that turns off the first semiconductor switch; and the second semiconductor switch that outputs a high output voltage from the second rectifying and smoothing circuit in a signal state in which the control signal requires the high power supply voltage. When the second semiconductor switch is turned off by a high voltage of one output line, and a low output voltage is output from the second rectifying and smoothing circuit in a signal state in which the control signal requires the low power supply voltage And a third semiconductor switch that turns on the second semiconductor switch by a low voltage of the first output line.
また、さらにこの態様の本発明の電源制御装置において、前記第1の半導体スイッチは、前記第1の出力ラインにソースとドレインとが接続されたMOSFETであり、前記第2の半導体スイッチは、第1のトランジスターであり、前記第3の半導体スイッチは、第2のトランジスターであり、前記駆動用電圧出力回路は、前記第1の出力ラインに第1の抵抗と第2の抵抗と前記第1のトランジスターのコレクターおよびエミッターとが互いに直列接続され、前記第1の出力ラインに第3の抵抗と前記第2のトランジスターのコレクターおよびエミッターとが互いに直列接続され、前記第1の出力ラインに第4の抵抗と第5の抵抗とが直列接続されて、前記第1の抵抗と前記第2の抵抗との接続点が前記MOSFETのゲートに接続され、前記第3の抵抗と前記第2のトランジスターのコレクターとの接続点が前記第1のトランジスターのベースに接続され、前記第4の抵抗と前記第5の抵抗との接続点が前記第2のトランジスターのベースに接続されてなるものとすることもできる。こうすれば、MOSFETやトランジスター,抵抗を用いて、比較的コンパクトな回路構成とすることができる。また、第2の整流平滑回路からの出力電圧が低出力電圧から高出力電圧に切り替わる最中に、第2のトランジスターがオンされるよう第4の抵抗と第5の抵抗との抵抗値(抵抗比)を定めるものとすれば、低出力電圧から高出力電圧に切り替わる最中においても、過電圧から保護しつつ安定した駆動用電圧を制御ICに供給することができる。 Furthermore, in the power supply control device of the present invention according to this aspect, the first semiconductor switch is a MOSFET having a source and a drain connected to the first output line, and the second semiconductor switch 1 transistor, the third semiconductor switch is a second transistor, and the drive voltage output circuit includes a first resistor, a second resistor, and the first resistor on the first output line. A collector and an emitter of the transistor are connected in series with each other, a third resistor and a collector and an emitter of the second transistor are connected in series with each other in the first output line, and a fourth output is connected with the first output line. A resistor and a fifth resistor are connected in series, and a connection point between the first resistor and the second resistor is connected to the gate of the MOSFET. The connection point between the third resistor and the collector of the second transistor is connected to the base of the first transistor, and the connection point between the fourth resistor and the fifth resistor is the connection point of the second transistor. It can also be connected to the base. In this way, a relatively compact circuit configuration can be achieved using MOSFETs, transistors, and resistors. Further, the resistance value (resistance value) of the fourth resistor and the fifth resistor is turned on so that the second transistor is turned on while the output voltage from the second rectifying / smoothing circuit is switched from the low output voltage to the high output voltage. If the ratio is determined, a stable driving voltage can be supplied to the control IC while protecting from overvoltage even during switching from the low output voltage to the high output voltage.
あるいは、この態様の本発明の電源制御装置において、前記駆動用電圧出力回路は、前記スイッチとしての第1の半導体スイッチと、前記制御信号として前記高電源電圧を必要とする信号を受けて発光し、前記制御信号として前記低電源電圧を必要とする信号を受けて発光を停止する発光素子と、前記発光素子からの発光を受光しているときに前記第1の半導体スイッチをオフし、前記発光素子からの発光を受光しないときに前記第1の半導体スイッチをオンする受光素子と、を備えることを特徴とするものとすることもできる。 Alternatively, in the power supply control device according to the aspect of the invention, the drive voltage output circuit emits light in response to the first semiconductor switch as the switch and the signal requiring the high power supply voltage as the control signal. A light emitting element that stops emitting light upon receiving a signal that requires the low power supply voltage as the control signal; and the first semiconductor switch is turned off when receiving light emitted from the light emitting element, and the light emission And a light receiving element that turns on the first semiconductor switch when light emission from the element is not received.
さらにこの態様の本発明の電源制御装置において、前記第1の半導体スイッチは、前記第1の出力ラインにソースとドレインとが接続されたMOSFETであり、前記発光素子は、アノード側が前記制御信号の入力ラインに接続されカソード側がグランドに接地されたフォトダイオードであり、前記受光素子は、フォトトランジスターであり、前記駆動用電圧出力回路は、前記第1の出力ラインに第1の抵抗と第2の抵抗と前記フォトトランジスターのコレクターおよびエミッターとが互いに直列に接続され、前記第1の抵抗と前記第2の抵抗との接続点が前記MOSFETのゲートに接続されてなるものとすることもできる。こうすれば、必要な部品数を抑えて、より簡易な回路構成とすることができる。 Furthermore, in the power supply control device according to the aspect of the present invention, the first semiconductor switch is a MOSFET having a source and a drain connected to the first output line, and the light emitting element has an anode side of the control signal. A photodiode connected to an input line and having a cathode side grounded to a ground; the light receiving element is a phototransistor; and the driving voltage output circuit includes a first resistor and a second resistor on the first output line. A resistor and a collector and an emitter of the phototransistor may be connected in series with each other, and a connection point between the first resistor and the second resistor may be connected to the gate of the MOSFET. In this way, it is possible to reduce the number of necessary parts and to make a simpler circuit 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から電源供給されるプリンター60の概略構成図であり、図2はACアダプター10の電源回路20の回路構成図である。ACアダプター10は、商用電源(AC100Vなど)を入力し高電圧の直流電圧(DC40Vなど)か低電圧の直流電圧(DC10Vなど)のいずれかに変換してプリンター60に供給する。また、プリンター60は、ACアダプター10からの直流電圧を電源電圧として受けて作動し、各部に給電して印刷などの各種処理を実行可能な通常状態と、各部への給電を停止して通常状態よりも消費電力を抑えたスリープ状態とを切り替え可能に構成されている。なお、ACアダプター10は、図2に示すように、電力ラインVoutと、GNDラインと、制御信号CSライン(制御信号CS(Control Signal)は、プリンター60から入力される信号)との3つのラインにより、プリンター60に接続される。なお、電圧ラインVoutに出力される電圧を、電圧Voutともいう。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
プリンター60は、図1に示すように、インクジェット方式のプリンターユニット62と、装置全体の制御を司るメインコントローラー66と、プリンター60の各部への電力の供給を制御する電力管理部70とを備え、これらは、バスを介して互いに各種制御信号やデータのやり取りをすることができるよう構成されている。プリンターユニット62は、紙送りローラーの駆動により搬送される用紙に印刷ヘッドを往復動させながらインク滴を吐出して印刷を行うプリンター機構63と、図示しないコンピューターなどから受信した印刷ジョブに含まれる印刷対象の画像データに基づいて印刷を行うようプリンター機構63を制御するプリンターASIC64とを備える。また、メインコントローラー66は、CPU67を中心とするマイクロプロセッサーとして構成されており、各種処理プログラムなどを記憶するフラッシュメモリー68と、一時的にデータを記憶するRAM69とを備える。
As shown in FIG. 1, the
電力管理部70は、高電圧の電圧Vout(40V)をプリンター機構63(紙送りローラーの駆動用のモーターや印刷ヘッドの往復動用のモーター,印刷ヘッド)などの駆動系への供給と遮断とを切り替え可能に構成されるほか、DC/DCコンバーター72を備えている。このDC/DCコンバーター72は、スイッチング素子のスイッチングにより電圧Vout(40Vまたは10V)を所定の制御系電圧(例えば3.3Vなど)に降圧して、プリンターASIC64やメインコントローラー66などの制御系に供給する。また、電力管理部70は、通常状態において所定時間に亘ってプリンターユニット62が動作していない(コンピューターからの印刷ジョブの受信がない)ときに、主に高電圧系への電力の供給を遮断してプリンター60をスリープ状態に移行させる。このスリープ状態では、電力管理部70は、プリンター60が必要とする電源電圧が低電源電圧(10V)であることを示すための信号として、上述した制御信号CSをACアダプター10に出力し続ける。一方、電力管理部70は、スリープ状態でコンピューターからの印刷ジョブを受信すると、プリンター60が必要とする電源電圧が高電源電圧(40V)であることを示すため、上述した制御信号CSのACアダプター10への出力を停止し、遮断していた電力の供給を再開してプリンター60を通常状態に復帰させる。即ち、本実施形態のプリンター60は、制御信号CSを出力することにより、低電源電圧を必要とするスリープ状態にあることを示し、制御信号CSの出力を停止することにより、高電源電圧を必要とする通常状態にあることを示しているのである。
The
ACアダプター10の電源回路20は、図2に示すように、主要な構成要素として、第1の整流平滑回路21と、スイッチング回路23と、トランス25と、第2の整流平滑回路27と、定電圧制御回路32と、駆動用電圧出力回路34と、制御IC38とを備える。第1の整流平滑回路21は、商用電源を整流し平滑して直流電圧を出力し、スイッチング回路23は、第1の整流平滑回路21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。トランス25は、スイッチング回路23により変換された交流電圧を変圧し、第2の整流平滑回路27は、トランス25により変圧された交流電圧を整流し平滑した直流電圧を電力ラインVoutに出力電圧(電圧Vout)として出力する。定電圧制御回路32は、プリンター60の電力管理部70から出力される制御信号CSを受けて電圧Voutをプリンター60の状態に応じた定電圧に安定させる。駆動用電圧出力回路34は、トランス25により変圧された交流電圧を利用して発生させた直流電圧を駆動用電圧として出力し、制御IC38は、駆動用電圧出力回路34からの駆動用電圧により駆動しスイッチング回路23へのスイッチング制御用の信号を生成して出力する。なお、トランス25を挟んで、第1の整流平滑回路21やスイッチング回路23,駆動用電圧出力回路34,制御IC38が配置された側を1次側と称し、第2の整流平滑回路27や定電圧制御回路32(後述するフォトカプラーPC1のフォトトランジスターPT1を除く)が配置された側を2次側と称する。
As shown in FIG. 2, the
第1の整流平滑回路21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DB1と、ダイオードブリッジDB1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の整流平滑回路21では、商用電源をダイオードブリッジDB1により全波整流し平滑コンデンサーC1により平滑した直流電圧を出力する。
The first rectifying and smoothing
スイッチング回路23は、ゲートが制御IC38の後述するDRV端子に接続されドレインがトランス25に接続されソースがグランドに接地されたスイッチング素子(MOSFET)QF1と、図示しない抵抗などとにより構成されている。このスイッチング回路23では、第1の整流平滑回路21から出力される直流電圧をスイッチング素子QF1のスイッチング動作により交流電圧に変換する。
The switching
トランス25は、第1の整流平滑回路21の出力側とスイッチング回路23のスイッチング素子QF1のドレインとに接続された1次巻線25aと、第2の整流平滑回路27に接続された2次巻線25bと、駆動用電圧出力回路34に接続された第1の補助巻線25cおよび第2の補助巻線25dとにより構成されている。このトランス25では、1次巻線25aに、スイッチング素子QF1のスイッチング動作により変換された交流電圧が印加されると、1次巻線25aと2次巻線25bとの巻数比に応じた交流電圧が2次巻線25bに誘起される。また、2次巻線25bと第1の補助巻線25c,第2の補助巻線25dとの巻数比に応じた交流電圧も、第1の補助巻線25c,第2の補助巻線25dにそれぞれ誘起される。ここで、第1の補助巻線25cは、一端がグランドに接地され他端が駆動用電圧出力回路34の後述するダイオードD2のアノード側に接続され、第2の補助巻線25dは、一端がグランドに接地され他端が駆動用電圧出力回路34の後述するダイオードD3のアノード側に接続されている。また、第1の補助巻線25cの巻数が第2の補助巻線25dの巻数よりも多くなるよう構成されている。このため、第1の補助巻線25cに誘起される交流電圧は、第2の補助巻線25dに誘起される交流電圧よりも高いものとなる。
The
第2の整流平滑回路27は、トランス25の2次巻線25bにアノード側が接続されたダイオードD4と、ダイオードD4のカソード側に接続された平滑コンデンサーC4とにより構成されている。この第2の整流平滑回路27では、トランス25の2次巻線25bに誘起された交流電圧をダイオードD4により半波整流し平滑コンデンサーC4により平滑した直流電圧を電力ラインVoutとGNDライン間に出力電圧(電圧Vout)として出力する。
The second rectifying / smoothing
定電圧制御回路32は、フォトカプラーPC1と、2つのツェナーダイオードZD1,ZD2と、トランジスターQ3とにより構成されている。フォトカプラーPC1は、アノード側が電力ラインVoutに接続された発光ダイオードPD1と、コレクターが制御IC38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たフォトトランジスターPT1とを有する。ツェナーダイオードZD1は、アノード側がグランド(GNDライン)に接地され、カソード側がフォトカプラーPC1の発光ダイオードPD1のカソード側に接続されている。ツェナーダイオードZD2は、アノード側がトランジスターQ3のコレクターに接続され(トランジスターQ3を介してグランド(GNDライン)に接地され)、カソード側がフォトカプラーPC1の発光ダイオードPD1とツェナーダイオードZD1との接続点に接続されている。トランジスターQ3は、エミッターがグランド(GNDライン)に接地され、ベースが制御信号CSラインに接続されており、制御信号CSが入力されるときにオンして、制御信号CSが入力されないときにオフする。
The constant
この定電圧制御回路32のツェナーダイオードZD1とツェナーダイオードZD2とは、ツェナー電圧(降伏電圧)が異なり、ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧がツェナーダイオードZD2のツェナー電圧よりも高くなっている。ここで、上述したように、プリンター60がスリープ状態にあるときには、プリンター60から制御信号CSが入力されてトランジスターQ3がオンされるから、ツェナー電圧の低いツェナーダイオードZD2に逆方向電流を流すことができる。このため、電圧Voutが比較的低い状態であってもフォトカプラーPC1の発光ダイオードPD1に電流が流れて発光し、その発光を受光したフォトトランジスターPT1にも電流が流れて、制御IC38のFB端子に定電圧制御用の信号(以下、フィードバック信号)が入力されることになる。このとき、発光ダイオードPD1の発光量は発光ダイオードPD1に流れる電流即ち電圧Voutに応じて変化し、フォトトランジスターPT1を流れる電流は発光ダイオードPD1の発光量に応じて変化するから、結果として、フィードバック信号は、電圧Voutに応じた信号として制御IC38に入力される。一方、プリンター60が通常状態にあるときには、プリンター60から制御信号CSが入力されずトランジスターQ3がオフされるから、ツェナーダイオードZD2に逆方向電流を流すことができない。このため、電圧Voutが低い(電圧VoutがツェナーダイオードZD1のツェナー電圧よりも低い)状態ではフォトカプラーPC1の発光ダイオードPD1に電流は流れず、フィードバック信号は制御IC38に入力されないことになる。そして、電圧Voutが高い(電圧VoutがツェナーダイオードZD1のツェナー電圧よりも高い)状態になると、ツェナーダイオードZD1に逆方向電流を流すことができるから、フォトカプラーPC1の発光ダイオードPD1に電流が流れて、フィードバック信号が制御IC38に入力されることになる。この場合も、フィードバック信号は、電圧Voutに応じた信号として制御IC38に入力される。このように、プリンター60がスリープ状態にあり制御信号CSが入力されるときには、電圧Voutが比較的低い低出力電圧の状態から電圧Voutに応じたフィードバック信号が制御IC38に入力され、プリンター60が通常状態にあり制御信号CSが入力されないときには、電圧Voutが比較的高い高出力電圧の状態から電圧Voutに応じたフィードバック信号が制御IC38に入力されることになる。
The Zener diode ZD1 and the Zener diode ZD2 of the constant
駆動用電圧出力回路34は、第1の補助巻線25cに誘起された交流電圧をダイオードD2と平滑コンデンサーC3とにより整流し平滑した電圧V1を制御IC38に出力可能な第1の出力ライン35aと、第2の補助巻線25dに誘起された交流電圧をダイオードD3と平滑コンデンサーC2とにより整流し平滑した電圧V2を制御IC38に出力可能な第2の出力ライン35bとを有している。また、駆動用電圧出力回路34は、第1の出力ライン35aにドレインとソースが接続されて第1の出力ライン35aの導通と遮断とを切り替えるスイッチとしてのスイッチング素子(MOSFET)QF2と、このスイッチング素子QF2のオンオフを切り替えるためのスイッチ切替回路36とを有している。このスイッチ切替回路36は、抵抗R1〜R5と、トランジスター(バイポーラトランジスター)Q1,Q2とにより構成されている。抵抗R1は、スイッチング素子QF2のゲート−ソース間に並列接続されている。トランジスターQ1は、スイッチング素子QF2のゲートに抵抗R2を介して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、ベースが抵抗R3を介して第1の出力ライン35aに接続されている。抵抗R4,R5は、第1の出力ライン35aとグランドとの間に直列に接続され、第1の出力ライン35aの電圧V1を分圧する。トランジスターQ2は、トランジスターQ1のベース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、ベースが抵抗R4,R5の接続点に接続されている。また、第1の出力ライン35aのスイッチング素子QF2のドレインと、第2の出力ライン35bのダイオードD3のカソード側とが接続されており、その接続点から制御IC38側は、共通のラインとして制御IC38の後述するVCC端子に接続される。なお、以下の説明では、第1の出力ライン35aの電圧V1を、第1の補助巻線25cからの電圧V1と称することがあり、また、第2の出力ライン35bの電圧V2を、第2の補助巻線25dからの電圧V2と称することがある。
The drive
制御IC38は、スイッチング素子QF1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、HV端子と、FB端子と、GND端子と、DRV端子と、VCC端子とを備える。HV端子は、ダイオードD1を介して第1の整流平滑回路21の入力側に接続され、制御IC38の起動用の電圧が入力される。FB端子は、フォトカプラーPC1のフォトトランジスターPT1のコレクターに接続され、上述した定電圧制御回路32のフィードバック信号が入力される。GND端子は、グランドに接地されており、また、DRV端子は、スイッチング回路23のスイッチング素子QF1のゲートにスイッチング用の信号(以下、スイッチング信号)を出力する。VCC端子は、駆動用電圧出力回路34の第1の出力ライン35aと第2の出力ライン35bとに接続されており、駆動用電圧が入力される。この制御IC38は、スイッチング制御をしていない間はHV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駆動用電圧出力回路34の第1の出力ライン35aまたは第2の出力ライン35bから出力されてVCC端子から入力される駆動用電圧により駆動する。
The
この制御IC38では、定電圧制御回路32からのフィードバック信号に基づいて、スイッチング信号を生成し、生成したスイッチング信号をDRV端子からスイッチング回路23(スイッチング素子QF1)に出力する。上述したように、プリンター60は、必要とする電源電圧に応じて制御信号CSの出力の有無を切り替え、定電圧制御回路32では、制御信号CSの入力の有無により、電圧Voutが低出力電圧の状態からフィードバック信号を制御IC38に入力するか、電圧Voutが高出力電圧の状態からフィードバック信号を制御IC38に入力するかが異なる。このため、詳細は省略するが、制御IC38では、制御信号CSが入力されない場合には、プリンター60で必要とする高電源電圧に応じて電圧Voutが高く(例えば40V)なるようフィードバック制御を行い、制御信号CSが入力される場合には、プリンター60で必要とする低電源電圧に応じて電圧Voutが低く(例えば10V)なるようフィードバック制御を行うものとなる。
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、制御信号CSに基づく駆動用電圧出力回路34からの駆動用電圧の変化について説明する。まず、プリンター60が通常状態にあり、制御信号CSが入力されない場合について説明する。制御信号CSが入力されない場合には、上述したように、制御IC38は、電圧Voutが高くなるようスイッチング回路23(スイッチング素子QF1)をフィードバック制御するため、電圧Voutは高出力電圧となる。この場合、第1の補助巻線25cや第2の補助巻線25dに誘起される交流電圧が所定の電圧を超えて比較的高くなる。ここで、第1の補助巻線25cに誘起される交流電圧が所定の電圧を超えて比較的高くなると、トランジスターQ2のベースに作用する電圧(抵抗R4,R5により分圧された電圧V1)が高くなり、トランジスターQ2がオンされる。トランジスターQ2がオンされると、トランジスターQ1のベースに作用する電圧が低くなり、トランジスターQ1がオフされて、スイッチング素子QF2のゲート−ソース間の電位差がなくなり、スイッチング素子QF2がオフされる。即ち、第1の補助巻線25cに誘起される交流電圧が所定の電圧を超えて高いときには、スイッチ切替回路36によりスイッチング素子QF2がオフされて、第1の出力ライン35aが遮断される。このため、駆動用電圧出力回路34からは、第1の補助巻線25cからの電圧V1ではなく、第2の補助巻線25dからの電圧V2が出力される。したがって、電圧Voutが高出力電圧のときに、巻数の少ない第2の補助巻線25dからの電圧V2を制御IC38に供給することができる。即ち、電圧Voutが高出力電圧のときに、巻数の多い第1の補助巻線25cからの高い電圧V1が制御IC38に供給されることによる不都合、例えば、制御IC38の最大定格を超えるような高い駆動用電圧が供給されるなどの不都合を防止することができる。
Next, the operation of the thus configured
次に、プリンター60がスリープ状態にあり、制御信号CSが入力される場合について説明する。制御信号が入力される場合には、上述したように、制御IC38は、電圧Voutが低くなるようスイッチング回路23(スイッチング素子QF1)をフィードバック制御するため、電圧Voutは低出力電圧となる。この場合、第1の補助巻線25cに誘起される電圧が所定の電圧を下回って比較的低くなるから、トランジスターQ2のベースに作用する電圧が低くなり、トランジスターQ2がオフされる。トランジスターQ2がオフされると、トランジスターQ1がオンされて、スイッチング素子QF2のゲート−ソース間に抵抗R1,R2の比に応じた電位差が生じて、スイッチング素子QF2がオンされる。即ち、第1の補助巻線25cに誘起される交流電圧が所定の電圧を下回って低いときには、スイッチ切替回路36によりスイッチング素子QF2がオンされて、第1の出力ライン35aが導通される。このため、駆動用電圧出力回路34からは、第1の補助巻線25cからの電圧V1が出力される。したがって、電圧Voutが低出力電圧のときに、巻数の多い第1の補助巻線25cからの電圧V1を制御IC38に供給することができる。即ち、電圧Voutが低出力電圧のときに、巻数の少ない第2の補助巻線25dからの電圧V2が制御IC38に供給されることによる不都合、例えば、制御IC38の最低作動電圧を確保できなくなるなどの不都合を防止することができる。これらのことから、制御信号CSに応じて、制御IC38に安定した駆動用電圧を供給することができる。
Next, a case where the
ここで、2次巻線25bの巻数(ターン数)をNb[T],第1の補助巻線25cの巻数をNc[T],第2の補助巻線25dの巻数をNd[T],抵抗R4をR4[kΩ],抵抗R5をR5[kΩ]として、Nc,Nd,R4,R5の一例について説明する。まず、第1の補助巻線25cからの電圧V1や第2の補助巻線25dからの電圧V2は、制御IC38の最低作動電圧VLと最大定格VHとの範囲内となる必要があるから、次式(1),(2)が成立する。また、巻数と電圧との関係から、次式(3),(4)が成立する。さらに、トランジスターQ2のベース−エミッター間に印加される電圧Vbeは、抵抗R4,R5によって分圧された電圧V1であるから、次式(5)が成立する。
Here, the number of turns (number of turns) of the secondary winding 25b is Nb [T], the number of turns of the first auxiliary winding 25c is Nc [T], and the number of turns of the second auxiliary winding 25d is Nd [T], An example of Nc, Nd, R4, and R5 will be described assuming that the resistor R4 is R4 [kΩ] and the resistor R5 is R5 [kΩ]. First, the voltage V1 from the first auxiliary winding 25c and the voltage V2 from the second auxiliary winding 25d need to be within the range between the minimum operating voltage VL and the maximum rated VH of the
VL<V1<VH・・・(1)
VL<V2<VH・・・(2)
Nc×Vout=Nb×V1・・・(3)
Nd×Vout=Nb×V2・・・(4)
Vbe=V1×R5/(R4+R5)・・・(5)
VL <V1 <VH (1)
VL <V2 <VH (2)
Nc × Vout = Nb × V1 (3)
Nd × Vout = Nb × V2 (4)
Vbe = V1 × R5 / (R4 + R5) (5)
このとき、電圧Voutの高出力電圧を40[V],低出力電圧を10[V],巻数Nbを20[T],制御IC38の最低作動電圧VLを10[V],最大定格VHを30[V],トランジスターQ2の作動(オン)に必要な電圧Vbeを0.6[V]とする。本実施形態では、電圧Voutが10Vのときに、第1補助巻線25cからの電圧V1を制御IC38に供給するから、式(1),(3)より、第1の補助巻線25cの巻数Ncは、次式(6)を満たせばよいものとなる。また、電圧Voutが40Vのときに、第2補助巻線25dからの電圧V2を制御IC38に供給するから、式(2),(4)より、第2の補助巻線25dの巻数Ndは、次式(7)を満たせばよいものとなる。このため、例えば、第1の補助巻線25cの巻数Ncを40[T]とし、第2の補助巻線25dの巻数Ndを10[T]とする。この場合、電圧Voutが低出力電圧の10[V]のときに、第1の補助巻線25cからの電圧V1が20[V]となって駆動用電圧として出力される。また、電圧Voutが高出力電圧の40[V]のときに、第1の補助巻線25cからの電圧V1は80[V]となるがトランジスターQ2がオンとなりスイッチング素子QF2がオフされるため駆動用電圧としては出力されず、第2の補助巻線25dからの電圧V2が20[V]となり駆動用電圧として出力される。さらに、電圧Voutが低電圧から高電圧に切り替わる最中(過渡時)においても、電圧V1が最大定格VHである30[V]を超えないようにする必要がある。このため、例えば、電圧V1が25[V]になったときにトランジスターQ2をオンするような抵抗R4,R5を考える。この場合、式(5)の電圧V1に値25,電圧Vbeに値0.6を代入して、次式(8)を導出することができるから、一例として、抵抗R4を200[kΩ],抵抗R5を5[kΩ]などとすることができる。このように定めることで、電圧Voutが低出力電圧や高出力電圧となっているときだけでなく、低出力電圧から高出力電圧に切り替わる最中においても、過電圧から保護しつつ安定した駆動用電圧を制御IC36に供給することができる。
At this time, the high output voltage of the voltage Vout is 40 [V], the low output voltage is 10 [V], the number of turns Nb is 20 [T], the minimum operating voltage VL of the
20<Nc<60・・・(6)
5<Nd<15・・・(7)
r4≒40×r5・・・(8)
20 <Nc <60 (6)
5 <Nd <15 (7)
r4≈40 × r5 (8)
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。本実施形態の第1の整流平滑回路21が本発明の「第1の整流平滑回路」に相当し、スイッチング回路23が「スイッチング回路」に相当し、トランス25が「トランス」に相当し、第2の整流平滑回路27が「第2の整流平滑回路」に相当し、定電圧制御回路32が「定電圧制御回路」に相当し、制御IC38が「制御IC」に相当し、駆動用電圧出力回路34が「駆動用電圧出力回路」に相当する。また、第1の出力ライン35aが「第1の出力ライン」に相当し、第2の出力ライン35bが「第2の出力ライン」に相当し、スイッチング素子QF2(MOSFET)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 first rectifying / smoothing
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60が必要とする電源電圧に基づいた制御信号CSを入力し、制御IC38は、電圧Voutが制御信号CSに応じた定電圧となるようフィードバック信号に基づいてスイッチング回路23をフィードバック制御する。また、異なる巻数をもって1次側に巻回された第1の補助巻線25c,第2の補助巻線25dをトランス25に設けておき、第1の補助巻線25c,第2の補助巻線25dに誘起された交流電圧のうち制御信号CSに応じた電圧を制御IC38の駆動用電圧として出力可能な駆動用電圧出力回路34を備える。このため、電圧Voutが高いときに、巻数の少ない第2の補助巻線25dからの電圧V2を駆動用電圧として出力して制御IC38を過電圧から保護することができ、電圧Voutが低いときに、巻数の多い第1の補助巻線25cからの電圧V1を駆動用電圧として出力して駆動用電圧を安定させることができる。この結果、2次側に過電圧が生じていない通常時において、制御IC38に過大な電圧が作用するのを防止しつつ安定した駆動用電圧を制御IC38に供給することができる。
According to the
また、駆動用電圧出力回路34は、第1の補助巻線25cからの電圧V1を出力する第1の出力ライン35aと、第2の補助巻線25dからの電圧V2を出力する第2の出力ライン35bと、第1の出力ライン35aの導通と遮断とを切り替えるスイッチとしてのスイッチング素子QF2と、を備え、制御信号CSの入力の有無に応じてスイッチング素子QF2のオンオフを切り替えるから、高電源電圧と低電源電圧との二段階の電圧をプリンター60に選択的に出力する場合において、簡易な構成で安定した駆動用電圧を制御IC38に供給することができる。さらに、スイッチング素子QF2は、電圧Voutが高出力電圧とされているときの電圧V1によりオフされ、電圧Voutが低出力電圧とされているときの電圧V1によりオンされるから、第1の補助巻線25cからの電圧V1の変化を利用して、より適切な駆動用電圧を出力することができる。そして、駆動用電圧出力回路34は、MOSFETやトランジスター,抵抗を用いて、比較的コンパクトな回路構成とすることができる。
The drive
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、制御信号CSの入力の有無に応じたフィードバック制御により電圧Voutの高低が切り替わりそれによる第1の補助巻線25cからの電圧V1の変化を用いてスイッチング素子QF2のオンオフを切り替えるもの、即ち、制御信号CSの入力の有無を間接的に利用してスイッチング素子QF2をオンオフするものとしたが、これに限られるものではない。例えば、制御信号CSの入力の有無を直接的に利用してスイッチング素子QF2のオンオフを切り替えるものとしてもよい。この場合の変形例について説明する。図3は、変形例のACアダプター10の電源回路20Bの回路構成図である。
In the above-described embodiment, the level of the voltage Vout is switched by feedback control according to the presence or absence of the input of the control signal CS, and the switching element QF2 is switched on and off using the change in the voltage V1 from the first auxiliary winding 25c. In other words, the switching element QF2 is turned on / off indirectly using the presence or absence of the input of the control signal CS. However, the present invention is not limited to this. For example, the on / off state of the switching element QF2 may be switched by directly using the presence / absence of the input of the control signal CS. A modified example in this case will be described. FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the
図3に示すように、電源回路20Bは、本実施形態の図2の駆動用電圧出力回路34に代えて駆動用電圧出力回路34Bを備える以外(さらにいえば、スイッチ切替回路36に代えてスイッチ切替回路36Bを備える以外)は、図2の電源回路20の各構成と同一の構成を備えるため、同一の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。この駆動用電圧出力回路34Bは、第1の出力ライン35aと、第2の出力ライン35bと、第1の出力ライン35aの導通と遮断とを切り替えるスイッチング素子QF2と、スイッチング素子QF2のオンオフを切り替えるためのスイッチ切替回路36Bとを備える。このスイッチ切替回路36Bは、スイッチング素子QF2のゲート−ソース間に接続された抵抗R1と、スイッチング素子QF2のゲートに接続された抵抗R2と、フォトカプラーPC2とを備える。このフォトカプラーPC2は、アノード側が制御信号CSラインに接続されカソード側がグランドGNDに接地された発光ダイオードPD2と、コレクターが抵抗R2を介してスイッチング素子QF2のゲートに接続されエミッターがグランドに接地されたフォトトランジスターPT2とから構成される。
As shown in FIG. 3, the
このように構成された駆動用電圧出力回路34Bでは、プリンター60から制御信号CSが入力される場合には、フォトカプラーPC2の発光ダイオードPD2に電流が流れて発光ダイオードPD2が発光し、その発光を受光したフォトトランジスターPT2に電流が流れるから、スイッチング素子QF2のゲート−ソース間に電位差が生じてスイッチング素子QF2がオンされる。これにより、制御信号CSが入力される場合には、第1の出力ライン35aが導通されて第1の補助巻線25cからの電圧V1が制御IC38に供給される。一方、プリンター60から制御信号CSが入力されない場合には、フォトカプラーPC2の発光ダイオードPD2に電流が流れないため発光ダイオードPD2は発光せず、フォトトランジスターPT2にも電流が流れないから、スイッチング素子QF2はオフされる。これにより、制御信号CSが入力されない場合には、第1の出力ライン35aが遮断されて、巻数の少ない第2の補助巻線25dからの電圧V2が制御IC38に供給される。このように、変形例の電源回路20Bにおいても、本実施形態と同様に、プリンター60がスリープ状態にあり制御信号CSが入力される場合には、巻数の多い第1の補助巻線25cからの高い電圧V1を制御IC38に供給することができ、プリンター60が通常状態にあり制御信号CSが入力されない場合には、巻数の少ない第2の補助巻線25dからの低い電圧V2を制御IC38に供給することができるから、本実施形態と同様の効果を奏するものとなる。また、駆動用電圧出力回路38B(スイッチ切替回路36B)に必要な部品数を抑えて、より簡易な回路構成とすることができる。
In the drive
上述した実施形態では、プリンター60からの制御信号CSが通常状態で入力されずスリープ状態で入力されるものとしたが、これに限られず、制御信号CSが通常状態で入力されスリープ状態で入力されないものとしてもよい。その場合、第1の出力ライン35aの導通と遮断とを切り替えるスイッチング素子QF2を、制御信号CSが入力される状態でオフし、制御信号CSが入力されない状態でオンするよう駆動用電圧出力回路38(スイッチ切替回路36)を構成すればよい。
In the above-described embodiment, the control signal CS from the
上述した実施形態では、トランス25が補助巻線として第1の補助巻線25cと第2の補助巻線25dとの2つを備えるものとしたが、これに限られず、3つ以上の補助巻線を備えるものとしてもよい。この場合、プリンター60が3段階以上の複数段の電源電圧を必要とし、制御信号CSとして3段階以上の複数段の電源電圧のうちいずれの段階の電源電圧が必要であることを示す信号が入力されて、その信号に応じて各補助巻線からの出力ラインの導通と遮断とを切り替えるものなどとすればよい。
In the embodiment described above, the
上述した実施形態では、第1の出力ライン35aの導通と遮断とをスイッチング素子QF2のオンオフにより切り替えるものとしたが、これに限られず、トランジスターなどの他の半導体スイッチにより切り替えるものとしてもよい。あるいは、制御信号CSに基づいて第1の出力ライン35aの導通と遮断とを切り替えるものであれば、半導体スイッチに限られず、如何なるスイッチを用いるものとしてもよい。
In the above-described embodiment, the conduction and interruption of the
上述した実施形態では、第1の出力ライン35aの導通と遮断とを切り替えることにより第1の補助巻線25cや第2の補助巻線25dに誘起される交流電圧のうちいずれかを出力するものとしたが、これに限られず、いずれかの補助巻線に誘起される交流電圧のうち制御信号CSに応じたものを整流し平滑した直流電圧を駆動用電圧として出力可能であれば如何なる構成とするものとしてもよい。
In the above-described embodiment, one of the AC voltages induced in the first auxiliary winding 25c and the second auxiliary winding 25d is output by switching between conduction and interruption of the
上述した実施形態では、電圧Voutを低出力電圧で10Vとしたが、これに限られず、プリンター60が必要とする最低の電圧(本実施形態では3.3V)としてもよい。このようにしても、第1の補助巻線25cの巻数Ncを調整することで、制御IC38の最低作動電圧を確保することはできる。また、このようにすることで、スリープ時にプリンター60のDC/DCコンバーター72による降圧を経ることなく、プリンター60の低電圧系に3.3Vを直接供給することが可能となるから、DC/DCコンバータ72の変換ロスを減少させることができる。
In the above-described embodiment, the voltage Vout is set to 10 V as a low output voltage. However, the voltage Vout is not limited to this, and may be the lowest voltage required by the printer 60 (3.3 V in this embodiment). Even in this case, the minimum operating voltage of the
上述した実施形態では、本発明のACアダプター10がプリンター60に電源電圧を供給するものとして説明したが、これに限られず、ACアダプターからの電源電圧の供給により作動し、要求する電源状態に応じた制御信号を出力する機器であれば、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電力供給するものとしても構わない。また、商用電源を入力するものに限られず、入力された電源から電気機器に電源電圧を供給するものであれば如何なる電源を入力するものとしてもよい。
In the above-described embodiment, the
10 ACアダプター、20,20B 電源回路、21 第1の整流平滑回路、23 スイッチング回路、25 トランス、25a 1次巻線、25b 2次巻線、25c 第1の補助巻線、25d 第2の補助巻線、27 第2の整流平滑回路、32 定電圧制御回路、34,34B 駆動用電圧出力回路、35a 第1の出力ライン、35b 第2の出力ライン、36,36B スイッチ切替回路、38 制御IC、60 プリンター、62 プリンターユニット、63 プリンター機構、64 プリンターASIC、66 メインコントローラー、67 CPU、68 フラッシュメモリー、69 RAM、70 電力管理部、72 DC/DCコンバーター、C1,C2,C3,C4 平滑コンデンサー、D1,D2,D3,D4 ダイオード、DB1 ダイオードブリッジ、PC1,PC2 フォトカプラー、PD1,PD2 発光ダイオード、PT1,PT2 フォトトランジスター、Q1,Q2,Q3 トランジスター、QF1,QF2 スイッチング素子(MOS型FET)、R1,R2,R3,R4,R5 抵抗、ZD1,ZD2 ツェナーダイオード。 10 AC adapter, 20, 20B power supply circuit, 21 first rectifying / smoothing circuit, 23 switching circuit, 25 transformer, 25a primary winding, 25b secondary winding, 25c first auxiliary winding, 25d second auxiliary Winding, 27 Second rectifying / smoothing circuit, 32 Constant voltage control circuit, 34, 34B Driving voltage output circuit, 35a First output line, 35b Second output line, 36, 36B Switch switching circuit, 38 Control IC , 60 printer, 62 printer unit, 63 printer mechanism, 64 printer ASIC, 66 main controller, 67 CPU, 68 flash memory, 69 RAM, 70 power management unit, 72 DC / DC converter, C1, C2, C3, C4 smoothing capacitor D1, D2, D3, D4 diode, DB1 Diode bridge, PC1, PC2 photocoupler, PD1, PD2 light emitting diode, PT1, PT2 phototransistor, Q1, Q2, Q3 transistor, QF1, QF2 switching element (MOS type FET), R1, R2, R3, R4, R5 resistance, ZD1, ZD2 Zener diode.
Claims (7)
入力された電源を整流し平滑して直流電圧を出力する第1の整流平滑回路と、
該第1の整流平滑回路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と、
1次側に巻回されて前記スイッチング回路により変換された交流電圧が印加される1次巻線と、2次側に巻回された2次巻線と、互いに異なる巻数をもって1次側に巻回された複数の補助巻線と、を有するトランスと、
該トランスの2次巻線に誘起された交流電圧を整流し平滑して前記電気機器に直流電圧を出力する第2の整流平滑回路と、
前記第2の整流平滑回路から出力される出力電圧が前記制御信号に応じた定電圧となるよう該出力電圧に基づいてフィードバック信号を生成し、該生成したフィードバック信号を前記トランスの1次側に伝送する定電圧制御回路と、
駆動用電圧の供給を受けて作動し、前記伝送されたフィードバック信号を入力し該フィードバック信号に基づいて前記スイッチング回路のスイッチング用の信号を生成して出力する制御ICと、
前記複数の補助巻線に誘起される交流電圧のうち前記制御信号に応じたものを整流し平滑した直流電圧を、前記駆動用電圧として出力可能な駆動用電圧出力回路と、
を備えることを特徴とする電源制御装置。 A power supply control device that inputs the control signal from an electrical device that outputs a control signal based on a required power supply voltage and supplies the power supply voltage to the electrical device,
A first rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes an input power supply and outputs a DC voltage;
A switching circuit that converts the DC voltage output from the first rectifying and smoothing circuit into an AC voltage by switching;
A primary winding wound on the primary side and applied with an AC voltage converted by the switching circuit, a secondary winding wound on the secondary side, and winding on the primary side with different numbers of turns. A transformer having a plurality of rotated auxiliary windings;
A second rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes the AC voltage induced in the secondary winding of the transformer and outputs the DC voltage to the electrical device;
A feedback signal is generated based on the output voltage so that the output voltage output from the second rectifying / smoothing circuit becomes a constant voltage according to the control signal, and the generated feedback signal is sent to the primary side of the transformer. A constant voltage control circuit for transmission;
A control IC that operates in response to the supply of a driving voltage, inputs the transmitted feedback signal, generates a switching signal of the switching circuit based on the feedback signal, and outputs the switching signal;
A driving voltage output circuit capable of outputting, as the driving voltage, a DC voltage obtained by rectifying and smoothing an AC voltage induced in the plurality of auxiliary windings according to the control signal;
A power supply control device comprising:
高電源電圧と低電源電圧とのいずれかを選択的に必要とする前記電気機器に電源電圧を供給する請求項1記載の電源制御装置であって、
前記トランスは、前記複数の補助巻線として、第1の補助巻線と、該第1の補助巻線よりも巻数の少ない第2の補助巻線とを有し、
前記駆動用電圧出力回路は、
前記第1の補助巻線に誘起された交流電圧を整流し平滑した直流電圧を出力する第1の出力ラインと、前記第2の補助巻線に誘起された交流電圧を整流し平滑した直流電圧を出力する第2の出力ラインと、前記第1の出力ラインの導通と遮断とを切り替えるスイッチと、を備え、
前記制御信号が前記高電源電圧を必要とする信号状態で前記第1の出力ラインが遮断されるよう前記スイッチをオフし、前記制御信号が前記低電源電圧を必要とする信号状態で前記第1の出力ラインが導通されるよう前記スイッチをオンする
ことを特徴とする電源制御装置。 The power supply control device according to claim 1,
The power supply control device according to claim 1, wherein the power supply voltage is supplied to the electrical equipment that selectively requires either a high power supply voltage or a low power supply voltage.
The transformer has, as the plurality of auxiliary windings, a first auxiliary winding and a second auxiliary winding having a smaller number of turns than the first auxiliary winding,
The driving voltage output circuit includes:
A first output line that outputs a smoothed DC voltage by rectifying the AC voltage induced in the first auxiliary winding, and a DC voltage that rectifies and smoothes the AC voltage induced in the second auxiliary winding. A second output line that outputs and a switch that switches between conduction and interruption of the first output line,
The switch is turned off so that the first output line is cut off when the control signal requires the high power supply voltage, and the first signal when the control signal requires the low power supply voltage. The power supply control device is characterized in that the switch is turned on so that the output line is turned on.
前記駆動用電圧出力回路は、前記制御信号が前記高電源電圧を必要とする信号状態で前記第2の整流平滑回路から高出力電圧が出力されているときの前記第1の出力ラインの高電圧により前記スイッチがオフされ、前記制御信号が前記低電源電圧を必要とする信号状態で前記第2の整流平滑回路から低出力電圧が出力されているときの前記第1の出力ラインの低電圧により前記スイッチがオンされる
ことを特徴とする電源制御装置。 The power supply control device according to claim 2,
The driving voltage output circuit includes a high voltage of the first output line when a high output voltage is output from the second rectifying and smoothing circuit in a signal state in which the control signal requires the high power supply voltage. The switch is turned off by the low voltage of the first output line when the control signal is in a signal state requiring the low power supply voltage and the low output voltage is output from the second rectifying and smoothing circuit. The power supply control device, wherein the switch is turned on.
前記駆動用電圧出力回路は、
前記スイッチとしての第1の半導体スイッチと、
オンのときに前記第1の半導体スイッチをオンし、オフのときに前記第1の半導体スイッチをオフする第2の半導体スイッチと、
前記制御信号が前記高電源電圧を必要とする信号状態で前記第2の整流平滑回路から高出力電圧が出力されているときの前記第1の出力ラインの高電圧により前記第2の半導体スイッチをオフし、前記制御信号が前記低電源電圧を必要とする信号状態で前記第2の整流平滑回路から低出力電圧が出力されているときの前記第1の出力ラインの低電圧により前記第2の半導体スイッチをオンする第3の半導体スイッチと、
備えることを特徴とする電源制御装置。 The power supply control device according to claim 3,
The driving voltage output circuit includes:
A first semiconductor switch as the switch;
A second semiconductor switch that turns on the first semiconductor switch when turned on and turns off the first semiconductor switch when turned off;
When the high output voltage is output from the second rectifying / smoothing circuit in a signal state where the control signal requires the high power supply voltage, the second semiconductor switch is turned on by the high voltage of the first output line. The second output is caused by the low voltage of the first output line when the low output voltage is output from the second rectifying and smoothing circuit in a signal state in which the control signal requires the low power supply voltage. A third semiconductor switch for turning on the semiconductor switch;
A power supply control device comprising:
前記第1の半導体スイッチは、前記第1の出力ラインにソースとドレインとが接続されたMOSFETであり、
前記第2の半導体スイッチは、第1のトランジスターであり、
前記第3の半導体スイッチは、第2のトランジスターであり、
前記駆動用電圧出力回路は、前記第1の出力ラインに第1の抵抗と第2の抵抗と前記第1のトランジスターのコレクターおよびエミッターとが互いに直列接続され、前記第1の出力ラインに第3の抵抗と前記第2のトランジスターのコレクターおよびエミッターとが互いに直列接続され、前記第1の出力ラインに第4の抵抗と第5の抵抗とが直列接続されて、前記第1の抵抗と前記第2の抵抗との接続点が前記MOSFETのゲートに接続され、前記第3の抵抗と前記第2のトランジスターのコレクターとの接続点が前記第1のトランジスターのベースに接続され、前記第4の抵抗と前記第5の抵抗との接続点が前記第2のトランジスターのベースに接続されてなる
ことを特徴とする電源制御装置。 The power supply control device according to claim 4,
The first semiconductor switch is a MOSFET having a source and a drain connected to the first output line,
The second semiconductor switch is a first transistor;
The third semiconductor switch is a second transistor;
In the driving voltage output circuit, a first resistor, a second resistor, and a collector and an emitter of the first transistor are connected in series to the first output line, and a third resistor is connected to the first output line. And a collector and an emitter of the second transistor are connected in series with each other, and a fourth resistor and a fifth resistor are connected in series with the first output line, so that the first resistor and the second resistor are connected. A connection point of the second resistor is connected to the gate of the MOSFET, a connection point of the third resistor and the collector of the second transistor is connected to a base of the first transistor, and the fourth resistor And the fifth resistor is connected to the base of the second transistor. A power supply control device, comprising:
前記駆動用電圧出力回路は、
前記スイッチとしての第1の半導体スイッチと、
前記制御信号として前記高電源電圧を必要とする信号を受けて発光し、前記制御信号として前記低電源電圧を必要とする信号を受けて発光を停止する発光素子と、
前記発光素子からの発光を受光しているときに前記第1の半導体スイッチをオフし、前記発光素子からの発光を受光しないときに前記第1の半導体スイッチをオンする受光素子と、
を備えることを特徴とする電源制御装置。 The power supply control device according to claim 2,
The driving voltage output circuit includes:
A first semiconductor switch as the switch;
A light emitting element that emits light upon receiving a signal that requires the high power supply voltage as the control signal, and that stops light emission upon receipt of a signal that requires the low power supply voltage as the control signal;
A light receiving element that turns off the first semiconductor switch when receiving light emitted from the light emitting element and turns on the first semiconductor switch when not receiving light emitted from the light emitting element;
A power supply control device comprising:
前記第1の半導体スイッチは、前記第1の出力ラインにソースとドレインとが接続されたMOSFETであり、
前記発光素子は、アノード側が前記制御信号の入力ラインに接続されカソード側がグランドに接地されたフォトダイオードであり、
前記受光素子は、フォトトランジスターであり、
前記駆動用電圧出力回路は、前記第1の出力ラインに第1の抵抗と第2の抵抗と前記フォトトランジスターのコレクターおよびエミッターとが互いに直列に接続され、前記第1の抵抗と前記第2の抵抗との接続点が前記MOSFETのゲートに接続されてなる
ことを特徴とする電源制御装置。 The power supply control device according to claim 6,
The first semiconductor switch is a MOSFET having a source and a drain connected to the first output line,
The light emitting element is a photodiode whose anode side is connected to the input line of the control signal and whose cathode side is grounded.
The light receiving element is a phototransistor,
In the driving voltage output circuit, a first resistor, a second resistor, and a collector and an emitter of the phototransistor are connected in series to the first output line, and the first resistor and the second resistor are connected to each other in series. A connection point with a resistor is connected to the gate of the MOSFET.
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