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JP2008061492A - Power supply unit and image forming method - Google Patents

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JP2008061492A
JP2008061492A JP2007189093A JP2007189093A JP2008061492A JP 2008061492 A JP2008061492 A JP 2008061492A JP 2007189093 A JP2007189093 A JP 2007189093A JP 2007189093 A JP2007189093 A JP 2007189093A JP 2008061492 A JP2008061492 A JP 2008061492A
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Japan
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power supply
output
current
main power
voltage
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Pending
Application number
JP2007189093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Watanabe
裕之 渡辺
Takaharu Okutomi
隆治 奥富
Yoshifumi Sasamoto
能史 笹本
Hideo Yamane
秀夫 山根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Business Technologies Inc
Original Assignee
Konica Minolta Business Technologies Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the excessive load on the main power supply, when supplying electric power to a load by using a main power supply and an auxiliary power supply. <P>SOLUTION: The power supply unit supplies electric power to the load by using the main power supply and the auxiliary power supply, detects the current and the voltage of the auxiliary power supply, to prevent excessive load on the main power supply, when the output of the detected result is different from preset value, by adjusting the control current to the main power supply, in accordance with the degree of this difference. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、主電源と補助電源とを有し、特に補助電源として電気二重層キャパシタを用いた電源装置及び画像形成システムに関する。   The present invention relates to a power supply apparatus and an image forming system that have a main power supply and an auxiliary power supply, and in particular use an electric double layer capacitor as the auxiliary power supply.

ピークのある負荷に対して、全ての電力を電池やDCPS(DC Power Supply System)などの主電源から供給する場合、主電源の電力供給能力をピークに合わせる必要がある。しかし、このためにDCPSの出力トランスを大きくするなど、機器の大型化やコストUPを招いていた。   When supplying all power from a main power source such as a battery or DCPS (DC Power Supply System) to a load having a peak, it is necessary to match the power supply capability of the main power source to the peak. However, this has led to an increase in equipment size and cost, such as increasing the output transformer of the DCPS.

これに対し、上記問題を解決するために、主電源に対して電気二重層キャパシタ(以下、単にキャパシタという。)を用いた補助電源を組み合わせて用いる方法が提案されている。
例えば電源部とキャパシタを有するエネルギー蓄積部との間に、電源部から供給する電流を制御するための電源制御部を設け、電源部の出力電圧が低下した場合主電源からの供給電流を減らし、不足電力をキャパシタから供給する方式が提案されている(特許文献1参照)。
On the other hand, in order to solve the above problem, a method has been proposed in which an auxiliary power source using an electric double layer capacitor (hereinafter simply referred to as a capacitor) is combined with the main power source.
For example, a power supply control unit for controlling the current supplied from the power supply unit is provided between the power supply unit and the energy storage unit having the capacitor, and when the output voltage of the power supply unit decreases, the supply current from the main power supply is reduced. A method of supplying insufficient power from a capacitor has been proposed (see Patent Document 1).

また、電源とキャパシタとの間に正の抵抗温度係数を有するサーミスタ等の可変インピーダンスを用いて、負荷に大きな電流が流れる場合は可変インピーダンスの値が大きくなることを利用して主電源からの電流供給を抑制して、もっぱらキャパシタから電流が供給されるようにしたものが提案されている(特許文献2参照)。   Also, using a variable impedance such as a thermistor that has a positive temperature coefficient of resistance between the power supply and the capacitor, if a large current flows through the load, the current from the main power supply will increase using the value of the variable impedance being large. There has been proposed one in which supply is suppressed and current is supplied exclusively from a capacitor (see Patent Document 2).

しかしながら、補助電源として使用されるキャパシタの内部インピーダンスが主電源の内部インピーダンスよりも高くなるような構成では補助電源として十分に機能しなくなるという問題を有している。
この問題を説明すると以下の通りである。
キャパシタは一般に1セル当たりの内部インピーダンスは低いが耐圧が2.5Vと低いので、上記例のような補助電源として用いる場合は耐圧を高くしなければならないため複数個直列接続して用いる必要がある。このようにすると例えば耐圧2.5Vの1セルの内部インピーダンスが、100mΩであるものを10個直列に接続すると耐圧25V/内部インピーダンス1Ωとなってしまう。
これに対して、主電源としてのニッケル水素電池は1セル(1.2V)当たりの内部インピーダンスは5mΩ前後で、25Vとするために21個直列接続すると内部インピーダンスが約100mΩとなる。一方、DCPSを主電源とした場合はその内部インピーダンスが約数10mΩ〜数100mΩとなっている。
従って、補助電源の内部インピーダンスが主電源の内部インピーダンスよりも高くなってしまうことがあり得る。
However, the configuration in which the internal impedance of the capacitor used as the auxiliary power supply is higher than the internal impedance of the main power supply has a problem that it does not function sufficiently as the auxiliary power supply.
This problem is explained as follows.
Capacitors generally have a low internal impedance per cell but a withstand voltage as low as 2.5 V. Therefore, when used as an auxiliary power source as in the above example, the withstand voltage must be increased, so a plurality of capacitors must be connected in series. . In this case, for example, if ten cells having an internal impedance of 100 mΩ with a withstand voltage of 2.5 V are connected in series, the withstand voltage is 25 V / internal impedance of 1Ω.
In contrast, a nickel metal hydride battery as a main power source has an internal impedance of about 5 mΩ per cell (1.2 V), and when it is connected in series to achieve 25 V, the internal impedance becomes about 100 mΩ. On the other hand, when DCPS is used as the main power source, the internal impedance is about several tens of mΩ to several hundreds of mΩ.
Therefore, the internal impedance of the auxiliary power supply may be higher than the internal impedance of the main power supply.

このように主電源の内部インピーダンスよりも補助電源の内部インピーダンスの方が高くなると、ピーク負荷電流時においては、本来ならば補助電源側から供給されるべき電流が、内部インピーダンスが高いためほとんど主電源側から供給されることになり、補助電源として本来の機能を果たさないという問題が発生する。そして、このためキャパシタの充電エネルギーを活用し得ないこととなってしまう。
さらに、キャパシタから電流を供給する際は、その内部インピーダンスに基づく電圧降下が起きるため、負荷側の最低動作電圧を維持できないという問題も発生する。
Thus, when the internal impedance of the auxiliary power supply becomes higher than the internal impedance of the main power supply, the current that should be supplied from the auxiliary power supply side at the peak load current is almost the main power supply because the internal impedance is high. Therefore, there is a problem that it does not perform its original function as an auxiliary power source. For this reason, the charging energy of the capacitor cannot be used.
Further, when a current is supplied from the capacitor, a voltage drop based on the internal impedance occurs, so that there is a problem that the minimum operating voltage on the load side cannot be maintained.

特開2003−250228号公報JP 2003-250228 A 特開平7−75251号公報JP-A-7-75251

本発明は、以上の問題点を解決するために提案されたものであり、主電源と、電気二重層キャパシタからなる補助電源とを組合わせたものであって、補助電源の機能を発揮させると共にキャパシタに蓄積された充電エネルギーを活用することができ、さらに負荷側の最低動作電圧の維持ができる電源装置及び画像形成システムを提供することを目的とするものである。   The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems, and is a combination of a main power source and an auxiliary power source composed of an electric double layer capacitor, and exhibits the function of the auxiliary power source. It is an object of the present invention to provide a power supply device and an image forming system that can utilize the charging energy stored in the capacitor and can maintain the minimum operating voltage on the load side.

前記目的を達成するために本発明は以下のような構成を採用した。
ここで、本発明の概要を説明する。
本発明は、負荷に電力を供給するために主電源と補助電源を用いて、それぞれに分担させて供給させるものであって負荷電流にピークが到来したときに、補助電源に生じる電流や電圧を検出しその検出値が設定値を超えたとき、あるいは設定値を下回ったときに主電源の出力電流を制御するものである。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
Here, an outline of the present invention will be described.
The present invention uses a main power supply and an auxiliary power supply to supply power to a load, and distributes them to each other. When the load current reaches a peak, the current and voltage generated in the auxiliary power supply are When the detected value exceeds the set value or falls below the set value, the output current of the main power supply is controlled.

請求項1は主電源、電気二重層キャパシタからなる補助電源及び負荷とが接続され、前記主電源と前記補助電源とを相分担させて前記負荷に対して電力を供給する電源装置であって、前記補助電源の出力を検出する出力検出手段と、前記出力検出手段の検出出力に基づいて前記主電源の出力電流の値を制御する電力制御手段とを設けたこと、を特徴とする電源装置である。   Claim 1 is a power supply device that is connected to a main power source, an auxiliary power source composed of an electric double layer capacitor, and a load, and supplies power to the load by sharing the main power source and the auxiliary power source. An output power detection unit that detects an output of the auxiliary power source, and a power control unit that controls a value of an output current of the main power source based on a detection output of the output detection unit. is there.

請求項2は、前記出力検出手段は前記補助電源の出力電流を検出する電流検出手段であり、前記電力制御手段は、前記電流検出手段からの検出出力が、予め定められた第1の設定値よりも小さい場合は前記主電源の出力電流値を減少させ、あるいは、第2の設定値よりも大きい場合には前記主電源の出力電流値を増加させるように制御すること、を特徴とする請求項1記載の電源装置である。   According to a second aspect of the present invention, the output detection means is current detection means for detecting an output current of the auxiliary power source, and the power control means is configured such that the detection output from the current detection means is a first set value that is set in advance. The output current value of the main power supply is controlled to be decreased when the output current value is smaller than the value, or the output current value of the main power supply is increased when the output current value is larger than the second set value. The power supply device according to Item 1.

請求項3は、前記出力検出手段は、前記補助電源の出力電圧を検出する電圧検出手段であり、前記電力制御手段は、前記電圧検出手段の出力が、予め設定された第3の設定値よりも低いときには前記主電源の出力電流値を増加させるように制御する請求項1記載の電源装置である。   According to a third aspect of the present invention, the output detection means is voltage detection means for detecting an output voltage of the auxiliary power supply, and the power control means is configured such that the output of the voltage detection means is based on a preset third set value. 2. The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device is controlled so as to increase an output current value of the main power supply when the power supply voltage is lower.

請求項4は、主電源、電気二重層キャパシタからなる補助電源及び負荷とが接続され、前記主電源と前記補助電源とを相分担させて前記負荷に対して電力を供給する電源装置であって、前記補助電源の出力電流を検出する電流検出手段と、前記補助電源の出力電圧を検出する電圧検出手段と、前記電流検出手段の出力と所定の設定値とを比較し、設定値に対する高低に応じて前記主電源の出力電流値を減少又は増大させる制御信号を出力する電流検出処理部と、前記電圧検出手段の出力と予め設定された設定値とを比較し、検出電圧が設定値よりも低いときには前記主電源の出力電流を高める制御信号を出力する電圧検出処理部と、これら電流検出処理部と、電圧検出処理部との出力を切換える切換手段とを備えた電力制御手段と、前記切換手段に切換信号を供給する入力手段とを有することを特徴とする電源装置である。   Claim 4 is a power supply device to which a main power source, an auxiliary power source composed of an electric double layer capacitor, and a load are connected, and the main power source and the auxiliary power source are shared to supply power to the load. The current detection means for detecting the output current of the auxiliary power supply, the voltage detection means for detecting the output voltage of the auxiliary power supply, the output of the current detection means and the predetermined set value are compared, and In response, a current detection processing unit that outputs a control signal for decreasing or increasing an output current value of the main power supply is compared with an output of the voltage detection means and a preset set value, and the detected voltage is lower than the set value. A power detection means comprising a voltage detection processing section for outputting a control signal for increasing the output current of the main power supply when low, a switching means for switching the output of the current detection processing section and the voltage detection processing section, and the switching A power supply device and having an input means for supplying a switching signal to the stage.

請求項5は、前記主電源の内部インピーダンスをZm、補助電源の内部インピーダンスをZcとしたとき、Zm≦Zcの関係を満たし、かつ、主電源から供給する電流値をIs(A)、負荷のピーク電流をILpeak(A)、補助電源の電圧降下許容幅を△VCAP(V)、補助電源から負荷へ電力供給することによる負荷電流1周期当たりの補助電源電圧降下幅を△VL(V)としたとき、Is≧ILpeak−(△VCAP−△VL)/Zcの関係を満たすことを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に記載の電源装置である。   According to the fifth aspect, when the internal impedance of the main power source is Zm and the internal impedance of the auxiliary power source is Zc, the current value supplied from the main power source is Is (A) satisfying the relationship of Zm ≦ Zc, and the load The peak current is ILpeak (A), the voltage drop allowable width of the auxiliary power supply is ΔVCAP (V), and the auxiliary power supply voltage drop width per cycle of the load current by supplying power from the auxiliary power supply to the load is ΔVL (V) 5. The power supply device according to claim 1, wherein a relationship of Is ≧ ILpeak− (ΔVCAP−ΔVL) / Zc is satisfied.

請求項6は、前記請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電源装置を画像形成装置の後処理装置に組み込んだ画像形成システムである。   A sixth aspect of the present invention is an image forming system in which the power supply device according to any one of the first to fifth aspects is incorporated in a post-processing apparatus of the image forming apparatus.

主電源と補助電源を用いて負荷に電力を供給する場合に、各電源の分担配分を制御することによって主電源の負担を軽減することができる電源装置及びこの電源を用いた画像形成システムを提供できる。   Provided a power supply apparatus capable of reducing the burden on the main power supply by controlling the distribution of the power supply when supplying power to the load using the main power supply and the auxiliary power supply, and an image forming system using the power supply it can.

以下、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

図1は、本発明の概略ブロック図である。
1は主電源兼充電器(以下主電源と称す)であり、AC/DCコンバータ又はDC/DCコンバータあるいは蓄電池によって構成されている。
2は、負荷であり主電源1からの電力が供給されて駆動されるものである。
3は、補助電源であり、キャパシタC1〜Cnを複数個直列接続して構成され、負荷2に対して主電源1からの電力供給を補助するものである。
前記主電源1と負荷2とは直接接続されており、前記補助電源3は補助電源から供給される電流を検出するため電流検出手段4を介して前記主電源1と負荷2との接続経路に接続されている。また、前記主電源1と負荷2との接続経路と接続端子間に補助電源の出力電圧、すなわち負荷2に印加された電圧を検出するための電圧検出手段5が接続されている。
6は制御手段であり、補助電源から供給される電流Icと関係付けられ、前記電流検出手段4の出力であるVicと、前記電圧検出手段5の出力Vhを入力して主電源1に対する制御信号Vinを送信するものである。
FIG. 1 is a schematic block diagram of the present invention.
Reference numeral 1 denotes a main power supply / charger (hereinafter referred to as main power supply), which is constituted by an AC / DC converter, a DC / DC converter, or a storage battery.
Reference numeral 2 denotes a load which is driven by being supplied with power from the main power source 1.
Reference numeral 3 denotes an auxiliary power source, which is configured by connecting a plurality of capacitors C1 to Cn in series, and assists power supply from the main power source 1 to the load 2.
The main power source 1 and the load 2 are directly connected, and the auxiliary power source 3 is connected to the connection path between the main power source 1 and the load 2 via the current detecting means 4 in order to detect a current supplied from the auxiliary power source. It is connected. A voltage detection means 5 for detecting the output voltage of the auxiliary power supply, that is, the voltage applied to the load 2 is connected between the connection path and the connection terminal between the main power supply 1 and the load 2.
Reference numeral 6 denotes a control means, which is related to the current Ic supplied from the auxiliary power supply, and receives the Vic output from the current detection means 4 and the output Vh from the voltage detection means 5 and receives a control signal for the main power supply 1. Vin is transmitted.

ここで、本発明が適用される電源装置は以下の関係を満たす仕様に設定されることが好ましい。
前記主電源1の内部インピーダンスをZm、補助電源3の内部インピーダンスをZc、Zm≦Zcの関係を満たし、かつ、主電源1から供給する最大電流値をIs(A)、負荷2のピーク電流をILpeak(A)、補助電源3の電圧降下許容幅を△VCAP(V)、補助電源3から負荷2へ電力を供給することによる負荷電流1周期当たりの補助電源電圧降下幅を△VL(V)としたとき、Is≧ILpeak−(△VCAP−△VL)/Zcの関係を満たすように設定しておく。
Here, the power supply apparatus to which the present invention is applied is preferably set to specifications that satisfy the following relationship.
The internal impedance of the main power source 1 is Zm, the internal impedance of the auxiliary power source 3 is Zc, the maximum current value supplied from the main power source 1 is Is (A), and the peak current of the load 2 is ILpeak (A), the allowable voltage drop width of the auxiliary power supply 3 is ΔVCAP (V), and the auxiliary power supply voltage drop width per cycle of the load current by supplying power from the auxiliary power supply 3 to the load 2 is ΔVL (V) Is set so as to satisfy the relationship Is ≧ ILpeak− (ΔVCAP−ΔVL) / Zc.

図2は前記制御手段6をソフトウェアで構成した場合の一例を示すものである。
つまり、CPU(Central Prosesser Unit)6Aと、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Acsess Memory)からなるメモリ6Bを設けたものである。そして、CPU6Aには前記電流検出手段4の出力Vicをディジタル信号に変換するA/D変換器6Dと、前記電圧検出手段5の出力Vhをディジタル信号に変換するA/D変換器6Eと、各A/D変換器6D,6Eからのディジタル信号を受けて設定基準値との比較や差分演算等を行う演算部6C及び前記演算部6Cからの演算結果信号をアナログ信号に変換するD/A変換器6Fが設けられている。
FIG. 2 shows an example in which the control means 6 is configured by software.
That is, a CPU (Central Processor Unit) 6A and a memory 6B including a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) are provided. The CPU 6A includes an A / D converter 6D that converts the output Vic of the current detection means 4 into a digital signal, an A / D converter 6E that converts the output Vh of the voltage detection means 5 into a digital signal, An arithmetic unit 6C that receives digital signals from the A / D converters 6D and 6E and performs comparison with a set reference value, a difference operation, and the like, and a D / A conversion that converts an arithmetic result signal from the arithmetic unit 6C into an analog signal A container 6F is provided.

尚、前記メモリ6B中のROMには後述する図5,図6に示すフローチャートに従ったプログラムが格納されている。   The ROM in the memory 6B stores a program according to flowcharts shown in FIGS.

次に、図3(A),(B)及び図4のタイムチャートと、前記図5及び図6に示すフローチャートとを参照して本発明の動作説明を行う。   Next, the operation of the present invention will be described with reference to the time charts of FIGS. 3A, 3B and 4 and the flowcharts shown in FIGS.

ここで前記動作説明に先立って図3(A),(B)及び図4のタイムチャートについてその概要を説明する。
図3(A)は縦軸に負荷電流IL、補助電源電流Ic、主電源電流Isを配置し、横軸を時間軸としたものであり、点線で示されたI1を本発明における第1設定値としたものである。この第1設定値は、負荷に電流を供給する際、補助電源に負担させるべき電流値であり、言い換えれば、主電源が負担する最大電流を抑制するためのものである。
図3(B)は前記図3(A)の配列と同様であり、点線で示された電流I2を第2設定値としている。この第2設定値は、キャパシタ内部インピーダンスのバラツキ等により、想定よりも多くの電流が補助電源から供給される結果、放電が早まってしまうことを防ぐためにあり、言い換えれば、補助電源が負担する最大電流を抑制し、その分を主電源が負担するためのものである。
図4は縦軸に負荷電流IL、補助電源電流Ic、補助電源電圧Vc、主電源電流Isを配置し、横軸を時間軸としたものであり、点線で示された電圧Vc3を第3の設定値としたものである。この第3設定値は、補助電源からの電流供給に伴い、その内部インピーダンスに起因する電圧降下量を抑制するためにあり、言い換えれば、負荷供給する電流を、主電源、補助電源で適宜分担させ、負荷に印加される電圧を抑制するためのものである。
Prior to the description of the operation, the outline of the time charts of FIGS. 3A, 3B and 4 will be described.
In FIG. 3A, the load current IL, auxiliary power supply current Ic, and main power supply current Is are arranged on the vertical axis, and the horizontal axis is the time axis. I1 indicated by the dotted line is the first setting in the present invention. It is a value. The first set value is a current value to be borne by the auxiliary power supply when supplying a current to the load, in other words, for suppressing the maximum current borne by the main power supply.
FIG. 3B is the same as the arrangement of FIG. 3A, and the current I2 indicated by the dotted line is the second set value. This second set value is to prevent premature discharge as a result of supplying more current than expected from the auxiliary power supply due to variations in the internal impedance of the capacitor, in other words, the maximum burden of the auxiliary power supply. This is for suppressing the current and for the main power supply to bear that much.
In FIG. 4, the load current IL, the auxiliary power supply current Ic, the auxiliary power supply voltage Vc, and the main power supply current Is are arranged on the vertical axis, the horizontal axis is the time axis, and the voltage Vc3 indicated by the dotted line is the third value. It is a set value. This third set value is for suppressing the voltage drop due to the internal impedance accompanying the current supply from the auxiliary power supply. In other words, the current supplied to the load is appropriately shared by the main power supply and the auxiliary power supply. This is for suppressing the voltage applied to the load.

(電流検出動作)
先ず、図5を主とした電流検出制御動作を説明する。
以下の動作説明においては、定電流源である主電源1から供給する最大電流は1A〜5Aまで可変できるものとし、その初期値を3Aと設定したものと仮定する。
先ず、イニシャル設定として、補助電源3から供給する電源の基準値I1(第1設定値)とI2(第2設定値)、及び主電源から供給する最大電流値Is(この場合3A)を設定する(ステップS1)。
(Current detection operation)
First, the current detection control operation mainly using FIG. 5 will be described.
In the following description of the operation, it is assumed that the maximum current supplied from the main power source 1 which is a constant current source can be varied from 1A to 5A, and the initial value is set to 3A.
First, as initial settings, the reference values I1 (first set value) and I2 (second set value) of the power supplied from the auxiliary power supply 3 and the maximum current value Is (3A in this case) supplied from the main power supply are set. (Step S1).

次に負荷2のON/OFFを判断する(ステップS2)。
負荷2がONであって負荷に電力が供給されている段階で、次に補助電源3の電流Icを電流検出手段4によって検出し、その検出結果を制御手段6に入力する。
制御手段6では検出電流Icが設定値I1と比較してIcがI1よりも小さいか否かを判断し(ステップS3)、Ic<I1の関係にあれば、次に第1の設定値I1とIcの差分値(I1−Ic=△I)を計算し、新たな設定値(Is’=Is−△I)を設定して主電源の出力電流Isを減少させる(つまり、補助電源の負担を増やすように制御する)(ステップS4)。
Next, it is determined whether the load 2 is ON / OFF (step S2).
Next, when the load 2 is ON and power is supplied to the load, the current Ic of the auxiliary power supply 3 is detected by the current detection unit 4 and the detection result is input to the control unit 6.
The control means 6 compares the detected current Ic with the set value I1 to determine whether Ic is smaller than I1 (step S3). If there is a relationship of Ic <I1, then the first set value I1 is set. A difference value of Ic (I1−Ic = ΔI) is calculated, and a new set value (Is ′ = Is−ΔI) is set to decrease the output current Is of the main power supply (that is, the load of the auxiliary power supply is reduced). (Step S4).

次に前述のように設定された主電源の新たな出力電流Is’が可変範囲下限(例えば1A)を下回らないか否かを判断し(ステップS5)、下回っていれば下限値(1A)に変更する制御を行う(ステップS6)。ここで下限値を下回っていなければ、前記新たな設定値を維持させる(ステップS7)。   Next, it is determined whether or not the new output current Is ′ of the main power supply set as described above does not fall below a variable range lower limit (for example, 1A) (step S5). Control to change is performed (step S6). If the value is not below the lower limit value, the new set value is maintained (step S7).

前記ステップS3において、補助電源電流Icが第1の設定値I1よりも小さくないと判断された場合は、次にそれ(Ic)が第2の設定値I2よりも大きいか(Ic>I2)否かを判断する(ステップS9)。   If it is determined in step S3 that the auxiliary power supply current Ic is not smaller than the first set value I1, then whether or not (Ic) is greater than the second set value I2 (Ic> I2). Is determined (step S9).

そして、Ic>I2と判断されたときは、その差分(△I=Ic−I2)を計算し、これに基づく新たな設定値(Is’=Is+△I)で制御することにより、主電源電流を増加させて、補助電源の負担を減らす(ステップS10)。このように設定された主電源の新たな電流値Is’が主電源の可変範囲の上限(例えば5A)を上回らないか否かを判断し(ステップS11)、新たな電流値をIs’が5Aを上回っていたら5Aにするように変更制御し(ステップS12)、上回っていなければ新たな設定電流値を維持させる(ステップS13)。   When it is determined that Ic> I2, the difference (ΔI = Ic−I2) is calculated, and control is performed with a new set value (Is ′ = Is + ΔI) based on the difference (ΔI = Ic−I2). To reduce the burden on the auxiliary power supply (step S10). It is determined whether or not the new current value Is ′ of the main power supply set in this way exceeds the upper limit (for example, 5 A) of the variable range of the main power supply (step S11), and the new current value Is ′ is 5 A. If it exceeds the value, the change control is performed so that it becomes 5 A (step S12). If not, the new set current value is maintained (step S13).

最後に負荷2がOFFされたか否かを判断し、OFFされていなければ初めのフローに戻り、OFFされていれば終了する(ステップS8)。   Finally, it is determined whether or not the load 2 is turned off. If it is not turned off, the process returns to the initial flow, and if it is turned off, the process ends (step S8).

(電圧検出動作)
次に図6のフローチャートを参照して電圧検出制御動作を説明する。
以下の動作説明の前提として、主電源から供給する最大電流は1A〜5Aまで可変できるものとし、主電源への電流指示は0.5A刻みであるとする。
(Voltage detection operation)
Next, the voltage detection control operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
As a premise for the following operation description, it is assumed that the maximum current supplied from the main power supply can be varied from 1 A to 5 A, and the current instruction to the main power supply is in increments of 0.5 A.

先ず、イニシャル設定を行う。つまり、補助電源電圧の基準値として第3の設定値Vc3を設定するとともに、主電源から供給される最大電流値の初期値を3Aに設定する(ステップS21)。次に、負荷のON/OFFを判断し、ONであれば次のステップに進む(ステップS22)。   First, initial setting is performed. That is, the third set value Vc3 is set as the reference value of the auxiliary power supply voltage, and the initial value of the maximum current value supplied from the main power supply is set to 3A (step S21). Next, it is determined whether the load is on or off. If the load is on, the process proceeds to the next step (step S22).

補助電源の電圧Vhを電圧検出手段5によって検出し、第3の設定値Vc3よりも小さいか否か判断し(ステップS23)、Vh<Vc3であれば、主電源の新たな出力電流値Is’を設定する。この場合、0.5A単位で増加させるものとする(ステップS24)。このようにして主電源の負担を増加させて補助電源の負担を軽減する。   The voltage Vh of the auxiliary power supply is detected by the voltage detection means 5 to determine whether or not it is smaller than the third set value Vc3 (step S23). If Vh <Vc3, a new output current value Is ′ of the main power supply is determined. Set. In this case, the value is increased by 0.5A (step S24). In this way, the burden on the main power source is increased to reduce the burden on the auxiliary power source.

そして、新たに設定電流Is’が5Aを越えているかを判断し(ステップS25)、越えていれば5Aに設定し直し(ステップS26)、越えていなければ新たな設定値を維持する(ステップS27)。最後に負荷がOFFされたか否かを判断し、OFFされていなければ最初のフローに戻り、OFFであれば終了する(ステップS28)。   Then, it is newly determined whether or not the set current Is ′ exceeds 5 A (step S 25), and if it exceeds, it is reset to 5 A (step S 26), and if it does not exceed, a new set value is maintained (step S 27). ). Finally, it is determined whether or not the load is turned off. If it is not turned off, the process returns to the first flow, and if it is turned off, the process ends (step S28).

次に図7を参照して本発明の電源装置をハードで構成した場合について説明する。
前記制御手段6の具体的構成例が図7に示されている。
前記制御手段6は、前記電流検出手段4の出力Vicを+側端子に入力し、反転側端子に第1の設定値Vref1を入力した第1のコンパレータCOM1と、前記出力Vicを反転側入力端子に入力し、+側端子に第2の設定値Vref2を入力した第2のコンパレータCOM2と、これら第1と第2のコンパレータCOM1,COM2の出力によって、3段階の電圧値V1,V2,V3を切換える第1の切換えスイッチSW1と、前記電圧検出手段5の出力Vhを+側入力端子に入力し、反転入力端子に第3の設定値Vref3を入力する第3のコンパレータCOM3と、この第3のコンパレータCOM3の出力によって、2段階の電圧値V4,V5のいずれかに切換える第2の切換スイッチSW2と、前記第1,第2の切換スイッチの出力のいずれかを外部切換信号に基づいて切換える第3の切換スイッチSW3とから構成されている。
ここで、前記外部切換信号は前記補助電源3の出力電流を検出してその結果によって、主電源の最大出力電流を制御する場合(電流検出制御経路)と、補助電源の出力電圧を検出してその結果によって前記主電源の最大出力電流を制御する場合(電圧検出制御経路)のいずれかを切換えるものであり、任意に選択することができる。
Next, a case where the power supply device of the present invention is configured by hardware will be described with reference to FIG.
A specific configuration example of the control means 6 is shown in FIG.
The control means 6 inputs the output Vic of the current detection means 4 to the + side terminal, the first comparator COM1 having the first set value Vref1 input to the inversion side terminal, and the output Vic to the inversion side input terminal. And the second comparator COM2 in which the second set value Vref2 is input to the + terminal, and the outputs of the first and second comparators COM1 and COM2 are used to obtain three-stage voltage values V1, V2, and V3. A first changeover switch SW1 for switching, a third comparator COM3 for inputting the output Vh of the voltage detection means 5 to the + side input terminal, and a third set value Vref3 to the inverting input terminal; According to the output of the comparator COM3, the second change-over switch SW2 for switching to one of the two voltage values V4 and V5 and the output of the first and second change-over switches Is constructed either from the third change-over switch SW3 Metropolitan switching based on the external switching signal.
Here, the external switching signal detects the output current of the auxiliary power source 3 and controls the maximum output current of the main power source according to the result (current detection control path), and detects the output voltage of the auxiliary power source. As a result, one of the cases where the maximum output current of the main power source is controlled (voltage detection control path) is switched, and can be arbitrarily selected.

以上の動作を行う制御手段6の動作について図3及び図4を再び参照して説明する。   The operation of the control means 6 that performs the above operation will be described with reference to FIGS. 3 and 4 again.

(電流検出動作)
先ず、図7の下方に示した電流検出手段4からの信号の処理について説明する。この場合外部切換信号は第3のスイッチ手段SW3を第1のスイッチ手段SW1側に切換えているものとする。
(Current detection operation)
First, processing of signals from the current detection means 4 shown in the lower part of FIG. 7 will be described. In this case, it is assumed that the external switching signal switches the third switch means SW3 to the first switch means SW1 side.

電流検出手段4での出力Vicは、制御手段6に入力され、第1のコンパレータCOM1のプラス側入力端子及び第2のコンパレータCOM2の反転側入力端子に入力されて設定基準電圧との比較に供される。ここで、第1のコンパレータCOM1の設定基準値Vref1は前記図3(A)(B)における第1設定電流値I1に対応するものとし、また第2のコンパレータCOM2の設定基準電圧Vref2は前記図3(B)に示された第2の設定電流値I2に対応するものとして構成されている。   The output Vic from the current detection unit 4 is input to the control unit 6 and input to the plus side input terminal of the first comparator COM1 and the inverting side input terminal of the second comparator COM2 for comparison with the set reference voltage. Is done. Here, the setting reference value Vref1 of the first comparator COM1 corresponds to the first setting current value I1 in FIGS. 3A and 3B, and the setting reference voltage Vref2 of the second comparator COM2 It is configured to correspond to the second set current value I2 shown in 3 (B).

そして、第1及び第2のコンパレータCOM1,COM2の比較結果出力は、第1のスイッチ手段SW1に入力されて、スイッチの端子を切換えることになる。   Then, the comparison result outputs of the first and second comparators COM1 and COM2 are input to the first switch means SW1, and the switch terminals are switched.

この第1のスイッチSW1にはV1,V2,V3の3種類の電圧源からの端子が備えられ(V1<V2<V3の関係にあるものとする)、前記第1,第2のコンパレータCOM1,COM2の出力に基づいて切換えられて出力されるようになっている。通常時は中央のV2端子に接続されている。   The first switch SW1 is provided with terminals from three types of voltage sources V1, V2, and V3 (assuming that V1 <V2 <V3), and the first and second comparators COM1, The output is switched based on the output of COM2. Normally, it is connected to the center V2 terminal.

例えば、電流検出手段4からの出力Vicが第1のコンパレータCOM1の基準電圧Vref1よりも低い場合には、このコンパレータCOM1からは切換制御信号が出力され、スイッチ手段SW1の切換端子をV2からV1に切換えるように働く。このように通常時の設定電圧よりも低い電圧V1側に切換えられた第1のスイッチ手段SW1の出力は、第3のスイッチ手段SW3を介して電圧Vinとして前記主電源1に入力され、主電源側の出力電流Isを減少させるように制御する。このようにして補助電源の負担を増やすように働く。   For example, when the output Vic from the current detection unit 4 is lower than the reference voltage Vref1 of the first comparator COM1, a switching control signal is output from the comparator COM1, and the switching terminal of the switching unit SW1 is changed from V2 to V1. Works like switching. Thus, the output of the first switch means SW1 switched to the voltage V1 side lower than the normal setting voltage is input to the main power supply 1 as the voltage Vin via the third switch means SW3, and the main power supply Side output current Is is controlled to decrease. In this way, the load on the auxiliary power supply is increased.

一方、電流検出手段4からの出力Vicが第2のコンパレータCOM2の設定基準電圧Vfer2よりも高い場合には、このコンパレータCOM2から切換制御信号が出力され、これに基づいて第1のスイッチ手段SW1の高い電圧端子V3側に切換えられて、第1のスイッチ手段SW3を介して主電源1への入力電圧Vinとして入力されると、主電源の出力電流Isを増加させて補助電源の負担を軽減するように働く。   On the other hand, when the output Vic from the current detection means 4 is higher than the set reference voltage Vfer2 of the second comparator COM2, a switching control signal is output from the comparator COM2, and based on this, the switching control signal of the first switch means SW1 is output. When switched to the high voltage terminal V3 side and input as the input voltage Vin to the main power supply 1 via the first switch means SW3, the output current Is of the main power supply is increased to reduce the burden on the auxiliary power supply. Work like so.

(電圧検出動作)
次に図7の上方に配置されている電圧検出手段からの出力の処理について説明する。この場合には第3のスイッチ手段SW3は外部切換信号によって第2のスイッチ手段SW2の出力側に切換えらえる。
(Voltage detection operation)
Next, the process of the output from the voltage detection means arrange | positioned above FIG. 7 is demonstrated. In this case, the third switch means SW3 can be switched to the output side of the second switch means SW2 by an external switching signal.

電圧検出手段5の出力Vhが、第3のコンパレータCOM3の設定基準電圧値Vref3(図4の第3の設定値に対応する)よりも低い場合には、その出力に基づいて第2のスイッチ手段SW2の設定電圧端子をV4からV5(V4<V5)に切換えて第3のスイッチ手段SW3を介して制御電圧Vinとして主電源1に送る。この結果、主電源の出力電流Isが増加するように制御され、補助電源の負担を減少させる。
以上のようにして負荷へ供給する電流が主電源と補助電源とで分担制御されることになる。
When the output Vh of the voltage detection means 5 is lower than the set reference voltage value Vref3 (corresponding to the third set value in FIG. 4) of the third comparator COM3, the second switch means based on the output The set voltage terminal of SW2 is switched from V4 to V5 (V4 <V5) and sent to the main power supply 1 as the control voltage Vin via the third switch means SW3. As a result, the output current Is of the main power source is controlled to increase, thereby reducing the burden on the auxiliary power source.
As described above, the current supplied to the load is shared and controlled between the main power supply and the auxiliary power supply.

なお、前記電流検出による制御と電圧検出による制御を第3のスイッチ手段SW3を切換える外部切換信号によって選択するようになっているが、この選択基準は、例えば負荷が周期的にピークに達する動作環境では電流検出制御を選択し、負荷が瞬時的にピークに達する場合(瞬時電流が流れる場合)が生じ易い環境下では電圧検出制御を選択するというように任意に切換えるようにすることが好ましい。   The control based on the current detection and the control based on the voltage detection are selected by an external switching signal for switching the third switch means SW3. This selection criterion is, for example, an operating environment in which the load periodically reaches a peak. Then, it is preferable to select the current detection control and arbitrarily switch the voltage detection control so that the voltage detection control is selected in an environment in which the load instantaneously reaches the peak (when the instantaneous current flows).

図8は前記電源装置を備えた画像形成システムを示すものである。
同図に示すように、DC電源10Aを備えた画像形成装置10に後処理装置(例えばフィニッシャ)11を組み合わせたものであり、この後処理装置11に前述の主電源1、補助電源3、制御手段6と負荷2との接続構成を適用している。
そして、このようなシステムでは、前記電源装置が前記図5,図6のフローチャートに示したような動作を行って主電源と補助電源の適正な電力供給分配がなされ、主電源が過負荷にならないような動作環境下で画像形成動作を行うことができる画像形成システムが提供される。
FIG. 8 shows an image forming system provided with the power supply apparatus.
As shown in the figure, an image forming apparatus 10 having a DC power source 10A is combined with a post-processing device (for example, finisher) 11. The post-processing device 11 includes the main power source 1, the auxiliary power source 3, and the control unit. A connection configuration between the means 6 and the load 2 is applied.
In such a system, the power supply device performs operations as shown in the flowcharts of FIGS. 5 and 6 to appropriately distribute the power supply between the main power supply and the auxiliary power supply, and the main power supply does not become overloaded. An image forming system capable of performing an image forming operation under such an operating environment is provided.

電源装置の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of a power supply device. 前記ブロック図中の制御手段の具体的構成図である。It is a concrete block diagram of the control means in the said block diagram. 電流検出制御動作を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating electric current detection control operation. 電圧検出制御動作を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating voltage detection control operation | movement. 電流検出制御動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating electric current detection control operation. 電圧検出制御動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating voltage detection control operation | movement. 制御手段のハード構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of a control means. 本発明の電源装置を組み込んだ画像形成システムを示すブロック図である。1 is a block diagram showing an image forming system incorporating a power supply device of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 主電源
2 負荷
3 補助電源
4 電流検出手段
5 電圧検出手段
6 制御手段
10 画像形成装置
11 後処理装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main power supply 2 Load 3 Auxiliary power supply 4 Current detection means 5 Voltage detection means 6 Control means 10 Image forming apparatus 11 Post-processing apparatus

Claims (6)

主電源、電気二重層キャパシタからなる補助電源及び負荷とが接続され、前記主電源と前記補助電源とを相分担させて前記負荷に対して電力を供給する電源装置であって、
前記補助電源の出力を検出する出力検出手段と、前記出力検出手段の検出出力に基づいて前記主電源の出力電流の値を制御する電力制御手段とを設けたこと、
を特徴とする電源装置。
A main power source, an auxiliary power source composed of an electric double layer capacitor and a load are connected, and the main power source and the auxiliary power source are phase-shared to supply power to the load,
Output detection means for detecting the output of the auxiliary power supply, and power control means for controlling the value of the output current of the main power supply based on the detection output of the output detection means,
A power supply characterized by.
前記出力検出手段は前記補助電源の出力電流を検出する電流検出手段であり、
前記電力制御手段は、前記電流検出手段からの検出出力が、予め定められた第1の設定値よりも小さい場合は前記主電源の出力電流値を減少させ、あるいは、第2の設定値よりも大きい場合には前記主電源の出力電流値を増加させるように制御すること、
を特徴とする請求項1記載の電源装置。
The output detection means is current detection means for detecting an output current of the auxiliary power source,
The power control means decreases the output current value of the main power supply when the detection output from the current detection means is smaller than a first set value set in advance, or less than a second set value. If larger, control to increase the output current value of the main power supply,
The power supply device according to claim 1.
前記出力検出手段は、前記補助電源の出力電圧を検出する電圧検出手段であり、前記電力制御手段は、前記電圧検出手段の出力が、予め設定された第3の設定値よりも低いときには前記主電源の出力電流値を増加させるように制御する請求項1記載の電源装置。   The output detection means is a voltage detection means for detecting an output voltage of the auxiliary power supply, and the power control means is configured to detect the main power when the output of the voltage detection means is lower than a preset third set value. The power supply apparatus according to claim 1, wherein control is performed so as to increase an output current value of the power supply. 主電源、電気二重層キャパシタからなる補助電源及び負荷とが接続され、前記主電源と前記補助電源とを相分担させて前記負荷に対して電力を供給する電源装置であって、前記補助電源の出力電流を検出する電流検出手段と、前記補助電源の出力電圧を検出する電圧検出手段と、前記電流検出手段の出力と所定の設定値とを比較し、設定値に対する高低に応じて前記主電源の出力電流を減少又は増大させる制御信号を出力する電流検出処理部と、前記電圧検出手段の出力と予め設定された設定値とを比較し、検出電圧が設定値よりも低いときには前記主電源の出力電流を高める制御信号を出力する電圧検出処理部と、これら電流検出処理部と、電圧検出処理部との出力を切換える切換手段とを備えた電力制御手段と、前記切換手段に切換信号を供給する入力手段とを有することを特徴とする電源装置。   A power supply device connected to a main power supply, an auxiliary power supply composed of an electric double layer capacitor, and a load, and supplying power to the load by sharing the main power supply and the auxiliary power supply. A current detection means for detecting an output current, a voltage detection means for detecting an output voltage of the auxiliary power supply, an output of the current detection means and a predetermined set value are compared, and the main power supply is determined according to the level of the set value. A current detection processing unit that outputs a control signal for reducing or increasing the output current of the main power supply is compared with the output of the voltage detection means and a preset set value. When the detected voltage is lower than the set value, A power detection means comprising a voltage detection processing section for outputting a control signal for increasing the output current; a switching means for switching the output of the current detection processing section and the voltage detection processing section; and a switching signal to the switching means. Power supply and having an input means for supplying. 前記主電源の内部インピーダンスをZm、補助電源の内部インピーダンスをZcとしたとき、Zm≦Zcの関係を満たし、かつ、主電源から供給する電流値をIs(A)、負荷のピーク電流をILpeak(A)、補助電源の電圧降下許容幅を△VCAP(V)、補助電源から負荷へ電力供給することによる負荷電流1周期当たりの補助電源電圧降下幅を△VL(V)としたとき、Is≧ILpeak−(△VCAP−△VL)/Zcの関係を満たすことを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に記載の電源装置。   When the internal impedance of the main power supply is Zm and the internal impedance of the auxiliary power supply is Zc, the current value supplied from the main power supply is Is (A) and the load peak current is ILpeak ( A) When the allowable voltage drop width of the auxiliary power supply is ΔVCAP (V), and the auxiliary power supply voltage drop width per cycle of the load current by supplying power from the auxiliary power supply to the load is ΔVL (V), Is ≧ 5. The power supply device according to claim 1, wherein a relationship of ILpeak− (ΔVCAP−ΔVL) / Zc is satisfied. 前記請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電源装置を画像形成装置の後処理装置に組み込んだ画像形成システム。   An image forming system in which the power supply device according to claim 1 is incorporated in a post-processing device of the image forming apparatus.
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