特許ウォッチ

公開番号2025099702
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023216583
出願日2023-12-22
発明の名称電源装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250626BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電源の浪費される電力を増やす事無く、軽負荷時においても安定した出力電圧を得る事が出来る電源装置を実現する。
【解決手段】電源装置は、スイッチング電源内にある主スイッチング素子の駆動がオフした後の二次側の整流ダイオードが導通している期間に一次側にある補助巻線電圧の検出を行い、この値に応じて主スイッチング素子の駆動を制御する事で二次側電圧を一定に保つスイッチング電源において、主スイッチング素子の駆動は複数回の駆動をセットとして行われ、そのセット内の1回のみ駆動の直後に補助巻線電圧の検出を行い、セット内の他の駆動においては駆動直後に補助巻線電圧の検出を行わず、駆動の直後に補助巻線電圧の検出を行う場合の駆動の時間幅は駆動の直後に補助巻線電圧の検出を行わない場合の駆動の時間幅よりも長くする第一の制御手段を有する。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
スイッチング電源内にある主スイッチング素子の駆動がオフした後の二次側の整流ダイオードが導通している期間に一次側にある補助巻線電圧の検出を行い、この値に応じて主スイッチング素子の駆動を制御する事で二次側電圧を一定に保つスイッチング電源において、
主スイッチング素子の駆動は複数回の駆動をセットとして行われ、そのセット内の１回のみ駆動の直後に補助巻線電圧の検出を行い、セット内の他の駆動においては駆動直後に補助巻線電圧の検出を行わず、駆動の直後に補助巻線電圧の検出を行う場合の駆動の時間幅は駆動の直後に補助巻線電圧の検出を行わない場合の駆動の時間幅よりも長くする第一の制御手段を有する、ことを特徴とする電源装置。
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
前記請求項１において、
スイッチング電源内にある主スイッチング素子の駆動がオフした後の二次側の整流ダイオードが導通している期間に一次側にある補助巻線電圧の検出を毎回の駆動ごとに行い、検出した補助巻線電圧に応じて主スイッチング素子の駆動を制御する事で二次側電圧を一定に保つ第二の制御手段を有し、この第二の制御手段から前記請求項１で述べた第一の制御手段への移行は主スイッチング素子の駆動のオン幅が予め決められた時間幅以下になった場合とし、前記請求項１で述べた第一の制御手段から第二の制御手段への移行は補助巻線の検出レベルが予め決められたレベル以下となった場合とする、ことを特徴とする電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、一次側制御電源の軽負荷時の出力電圧精度向上のための技術に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
電源装置は電気製品の全てに用いられているが、一般家庭や小規模オフィスなどに広く普及しているインクジェット記録装置は機能面だけでなく環境に配慮した設計が求められており、これに応える設計が求められている。
【０００３】
環境に配慮した設計の１つとして部品点数の少ない構成や消費電力の少ない構成の実現がある。
【０００４】
電源装置では出力電圧を一定に保つために、通常は２次側の出力電圧を検出して、これを絶縁された状態で１次側へ伝達して出力電圧を制御している。具体例として、２次側ではシャントレギュレータを用いて出力電圧と基準電圧とのエラーをアンプして、フォトカプラを介して絶縁された状態でこれを伝達し、１次側ではこの情報を用いて１次側巻線に接続されたＭＯＳＦＥＴなどのスイッチのオン時間を制御する事で、トランスの１次側巻線に流す電流を制御して２次側へ伝達する磁気エネルギー量を制御する。
【０００５】
これに対し、部品点数の少ない構成の電源として一次側制御電源がある。これは１次側で２次側の出力電圧を検出する構成とする事で、２次側にあるシャントレギュレータやフォトカプラなどの部品を排し、部品点数の少ない簡易な構成とする事が出来る。詳細は次の通りである。
【０００６】
１次側と２次側を磁気的に結合させるトランスの各巻線の電圧は、各々、巻線の巻き数に比例した電圧が発生する。具体例を挙げて説明する。例えば２次側の出力電圧Ｖｏｕｔを生成するトランス巻線の巻数をＮｓ、１次側にある制御回路の電源を生成するための巻線の巻数をＮａとする。２次側の巻線の端子間の電圧をＶｓ、１次側の制御回路の電源を生成するためのトランス巻線の巻数をＮａ、端子間の電圧をＶａとすると、２次側の巻線に電流が流れている期間は次の関係がある。
【０００７】
JPEG
2025099702000002.jpg
20
124
【０００８】
また２次側の整流ダイオードの順方向電圧をＶＦとすると、２次側の出力電圧Ｖｏｕｔと２次側巻線の端子間の電圧Ｖｓとの関係は次の通りである。
【０００９】
JPEG
2025099702000003.jpg
22
129
【００１０】
よって１次側のＶａから２次側の出力電圧Ｖｏｕｔを正確に検出するたえには、ＶＦがゼロであるタイミング、即ち、２次側の巻線電流がゼロになった時点のＶａを検出する必要がある。これにはスイッチング波形であるＶａが、正電圧から負電圧へ移行する瞬間の電圧を検出せねばならないが、波形が急峻に変化した事を検出してその直前の電圧を読み取る事で検出出来る。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許