CN106104404A - 交流电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种交流电源装置，具备：矩形波信号产生电路(10)，其产生矩形波信号；变压器(30)，起具有1次绕组以及2次绕组；驱动电路(20)，其用相当于矩形波信号的基本波分量的电压对变压器(30)的1次绕组进行交流驱动；和占空比控制电路(40)，其求取变压器的2次绕组的输出电压的峰‑峰电压内的给定电压值即中间值与变压器的2次绕组的输出电压的平均值之差，向该差减少的方向对矩形波信号的占空比进行反馈控制。根据该构成，产生平均值为峰‑峰电压内的给定电压值的交流电压。

Description

交流电源装置
技术领域
本发明涉及输出正弦波状的交流电压的交流电源装置。
背景技术
例如在利用了感光鼓的电子照片方式的图像形成装置中，一般对感光体的表面进行带电、曝光以及显影的各步骤，在感光体表面形成调色剂像。然后，通过转印的步骤而在用纸形成调色剂像。
在专利文献1中示出上述图像形成装置中所用的高压交流电源装置。专利文献1所示的高压交流电源装置，通过使矩形波信号(CLK信号)通过低通滤波器而得到的信号驱动升压变压器，由此产生高电压交流电压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2010-164667号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述的带电步骤中，对带电器等交流负载施加电压的交流电源装置，虽然根据其目的而所要求的特性各种各样，但有时正弦波的失真会成为问题。特别如上述的带电器那样必须使感光鼓表面均匀带电的情况下，重视将给定的交流波形电压施加给带电器。
图8(A)是所要求的交流电压的波形的示例，图8(B)是实际输出的交流电压的波形的示例。如图8(A)所示那样，若是低失真的正弦波状的交流电压，则峰-峰电压(peak topeak电压)的中央值Vo等于跨1周期的平均值Va(1周期中的瞬时值的算术平均值)。但根据电源电路的构成不同，或根据交流负载的构成不同，有时会如图8(B)所示那样施加失真大的正弦波状交流电压。在该情况下，峰-峰电压的中央值Vo从平均值Va偏离(Va≠Vo)。
在将图8(B)所示那样的峰-峰电压の中央值Vo从平均值Va偏离交流电压施加给带电器的情况下，有出现感光鼓表面没有成为给定的带电状态这样不良状况的情况。
上述的带电器用的高压交流电源装置是一例。根据交流负载的种类不同，还有要求峰-峰电压的中央值Vo从平均值Va偏离给定值的波形的交流电压的情况。但在现有的交流电源装置中，不能在高自由度下产生这样的交流电压波形。
本发明的目的在于，提供产生平均值为峰-峰电压内的给定电压值的交流电压的交流电源装置。
用于解决课题的手段
本发明的交流电源装置特征在于，具备：矩形波信号产生电路，其产生矩形波信号；变压器，其具有1次绕组以及2次绕组；驱动电路，其基于所述矩形波信号对该变压器的1次绕组进行交流驱动；和占空比控制电路，其求取变压器的2次绕组的输出电压的峰-峰电压内的给定电压值即中间值与变压器的2次绕组的输出电压的平均值之差，对矩形波信号的占空比进行反馈控制，以使该差变小。
优选地，所述变压器具备辅助绕组，所述占空比控制电路具备对辅助绕组的感应电压进行整流来得到相当于所述中间值的电压的电路。
发明的效果
根据本发明，输出处于峰-峰电压内的给定电压值的中间值等于平均值的关系的给定的交流波形的电压。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的交流电源装置101的作用的框图。
图2A是表示第1实施方式所涉及的交流电源装置101的反馈控制的图。
图2B是表示第1实施方式所涉及的交流电源装置101的另一反馈控制的图。
图3是第1实施方式所涉及的交流电源装置101的电路图。
图4是PWM滤波器21以及放大电路22的电路图。
图5是第2实施方式所涉及的交流电源装置102的电路图。
图6是放大电路23的电路图。
图7是第3实施方式所涉及的交流电源装置103的电路图。
图8(A)是所要求的交流电压的波形的示例，图8(B)是实际输出的交流电压的波形的示例。
具体实施方式
《第1实施方式》
图1是表示第1实施方式所涉及的交流电源装置的作用的框图。该交流电源装置101具备：产生矩形波信号的矩形波信号产生电路10、变压器30、驱动变压器30的1次绕组的驱动电路20以及占空比控制电路40。
占空比控制电路40，求取变压器30的2次绕组的输出电压的平均值Va与中间值Vmと之差，向让该差减少的方向对矩形波信号的占空比进行反馈控制。由此将上述中间值Vm等于平均值Va的交流电压施加给交流负载90。关于上述「中间值Vm」的意味在后面叙述。
在图1中，矩形波信号产生电路10产生基本频率例如0.3kHz～10kHz、占空比50％前后的矩形波信号。驱动电路20，具备：使该矩形波信号的基波频率通过、将谐波分量除去的PWM滤波器(低通滤波器)；和将该输出信号放大来驱动变压器30的1次绕组的放大电路22。即，驱动电路20用相当于矩形波信号的基波频率分量的电压驱动变压器30的1次绕组。
另外，在图1中，占空比控制电路40具备：产生变压器30的2次绕组的输出电压的峰-峰电压内的给定电压值的中间值Vm的中间值Vm产生电路41；给出变压器30的2次绕组的输出电压的平均值Va的电路44；和将平均值Va与中间值Vm之差放大的误差放大电路43。
图2A、图2B是表示本实施方式的交流电源装置101的反馈控制的图。在图2A中，(1)所示的矩形波信号是矩形波信号产生电路10的输出信号，在该示例中是占空比大致50％的矩形波信号。在基于该矩形波信号交流驱动变压器30时，从变压器30输入例如(2)所示那样失真的正弦波状电压。在此，「中间值Vm」是被设定为平均值Va最终等于该中间值Vm的电压，被设定在峰-峰电压内的给定电压值。例如设定为正的峰值电压Vpp与负的峰值电压Vpn的中央值{(Vpp+Vpn)/2}。但如之后的示例所示那样，「中间值Vm」并不是峰-峰电压的中央值的意义，是广义的中间值。
占空比控制电路40通过上述平均值Va与中间值Vm的比较，来修正矩形波信号的占空比，以使平均值Va接近于中间值Vm，由此进行反馈控制。由此产生(3)所示那样的矩形波信号，基于其如(4)所示那样输出平均值Va等于中间值Vm的正弦波状电压。
图2B是进行控制以使平均值Va成为从峰-峰电压的中央值Vo偏离的值的示例。在图2B中，(1)、(2)与图2A所示的示例相同。在图2B的示例中，中间值Vm被设定为从峰-峰电压的中央值Vo偏离的值。例如设定为正的峰值电压Vpp与负的峰值电压Vpn之间的给定分压比的电压。
占空比控制电路40，通过上述平均值Va与中间值Vm的比较，来修正矩形波信号的占空比以使平均值Va接近于中间值Vm，由此进行反馈控制。由此产生(3)所示那样的矩形波信号，基于其如(4)所示那样，输出平均值Va等于中间值Vm的正弦波状电压。
图3是本实施方式所涉及的交流电源装置101的电路图。变压器30具备1次绕组Np、2次绕组Ns、辅助绕组Na。在辅助绕组Na连接包含二极管D1、D2、电容器C1、C2、电阻R1、R2的中间值检测设定电路41。误差放大电路43由运算放大器OP1、电容器C4以及电阻R4构成。矩形波信号产生电路10由基于运算放大器OP2的比较器和三角波信号产生电路11构成。另外，在该示例中，在矩形波信号产生电路10中具备对运算放大器OP2的同相输入产生给定的补偿电压的电路以及电阻R5、R6。该补偿电压是用于使反馈控制开始时从给定占空比开始的电压。
中间值检测设定电路41用二极管D1、电容器C1检测正的峰值电压，用二极管D2、电容器C2检测负的峰值电压，将用电阻R1、R2分压两峰值电压的差电压得到的电压作为中间值Vm1输出。即，中间值检测设定电路41进行峰-峰电压的检测以及峰-峰电压内的给定电压值的设定。由于辅助绕组Na的电压与2次绕组Ns的电压大致成正比，因此该中间值Vm1是要从2次绕组Ns产生的平均值的目标值即Vm的正比值。
若电阻R1、R2的分压比为1∶1，则中间值Vm1是在辅助绕组Na产生的峰-峰电压的中央值。如图3所示的示例那样，若通过设定电阻R2来改变电阻R1、R2的分压比，则中间值Vm1被设定为峰-峰电压的中央值以外的值。
对运算放大器OP1的同相输入端输入上述中间值Vm1。对运算放大器OP1的反相输入端，经由电阻R3输入辅助绕组Na的基准电位侧的电位Va1。该电位Va1相当于辅助绕组Na的电压波形的平均值。但在该示例中，为了使误差放大电路43以单极性电源动作而设置偏置电压产生电路42。偏置电压产生电路42使运算放大器OP1的动作的基准电位向正侧移位给定电位。
在变压器30的2次绕组Ns连接DC偏压电源。该DC偏压电源将DC偏置电压Vb叠加在交流负载90。
图4是上述PWM滤波器21以及放大电路22的电路图。PWM滤波器21是由运算放大器OP3、电阻R7、R8、电容器C8构成的低通滤波器电路。该低通滤波器的截止频率被设定为使矩形波信号的基本频率通过，阻断谐波分量。放大电路22是包含晶体管Q1～Q4、电阻R11、R12、电容器C9的SEPP(Single-Ended Push-Pull，单端推挽)电路。该放大电路22对变压器30的1次绕组Np施加交流电压。
如图2A所例示的那样，在中间值Vm高于平均值Va的状态下，误差放大电路43的输出电位上升。为此，矩形波信号产生电路10所产生的矩形波的接通占空比变小。由此，结果是变压器30的1次绕组Np被驱动向正方向的期间变宽，被驱动向负方向的期间变窄。其结果，如图2A所示那样，平均值Va接近于给定的中间值Vm。
另外，根据本实施方式，由于基于变压器30的辅助绕组Na的感应电压来间接检测设定2次绕组Ns的输出电压的中间值，因此能容易地取得变压器30的2次侧对高电压施加部的绝缘结构。
《第2实施方式》
图5是第2实施方式所涉及的交流电源装置102的电路图。与第1实施方式中的图3所述交流电源装置101在变压器30的驱动方式上不同。在图3所示的电路中，用SEPP形式的B类放大器驱动变压器30的1次绕组Np，但在本实施方式中，用基于开关元件的类放大电路驱动变压器30。
在图5中，比较器50以及三角波产生电路51对正弦波状信号进行PWM调制。放大电路23用PWM调制过的信号来对变压器30的1次绕组Np进行交流驱动。放大电路23与变压器30的1次绕组Np的第1端连接。1次绕组Np的第2端与电阻R13、R14以及转换器C14所构成的中点电位电路连接。
图6是上述放大电路23的电路图。放大电路23由开关元件Q5、Q6电感器L1以及电容器C10构成。该放大电路23通过对开关元件Q5、Q6的栅极输入上述PWM调制过的信号来对变压器30的1次绕组Np进行交流驱动。
《第3实施方式》
图7是第3实施方式所涉及的交流电源装置103的电路图。与第1实施方式的图3所示的交流电源装置101在中间值检测设定电路41的构成上不同。在图3所示的电路中，根据变压器30的辅助绕组Na的感应电压来设定中间值Vm1，但在本实施方式中，根据变压器30的2次绕组Ns的输出电压来设定中间值Vm2。
在图7中，在变压器30的2次绕组Ns连接电容器C11、C12所构成的分压电路。中间值检测设定电路41基于该分压电路的输出电压，将正的峰值电压与负峰值电压之差的分压值作为中间值Vm2而输出。
如此，也可以根据对交流负载90施加的电压来设定中间值Vm2。根据本实施方式，不再需要变压器的辅助绕组。
标号的说明
Np 1次绕组
Ns 2次绕组
Na 辅助绕组
OP1～OP3 运算放大器
Q1～Q4 晶体管
Q5、Q6 开关元件
Va 平均值
Vm 中间值
10 矩形波信号产生电路
11 三角波信号产生电路
20 驱动电路
21 PWM滤波器
22 放大电路
30 变压器
40 占空比控制电路
41 中间值检测设定电路
42 偏置电压产生电路
43 误差放大电路
50 比较器
51 三角波产生电路
90 交流负载
101～103 交流电源装置

Claims (2)

1.一种交流电源装置，其特征在于，具备：
矩形波信号产生电路，其产生矩形波信号；
变压器，其具有1次绕组以及2次绕组；
驱动电路，其基于所述矩形波信号来对所述变压器的1次绕组进行交流驱动；和
占空比控制电路，其求取所述变压器的2次绕组的输出电压的峰-峰电压内的给定电压值即中间值与所述变压器的2次绕组的输出电压的平均值之差，对所述矩形波信号的占空比进行反馈控制，以使该差变小。
2.根据权利要求1所述的交流电源装置，其中，
所述变压器具备辅助绕组，
所述占空比控制电路具备对所述辅助绕组的感应电压进行整流来得到相当于所述中间值的电压的电路。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03174561A (ja) * 1989-12-04 1991-07-29 Canon Inc 帯電装置
CN1145562A (zh) * 1995-05-31 1997-03-19 大宇电子株式会社 一种监视器的高压稳定电路
CN101789689A (zh) * 2009-12-25 2010-07-28 凹凸电子（武汉）有限公司 电源转换器、控制电源转换器中变压器的控制器及方法
JP2010164667A (ja) * 2009-01-14 2010-07-29 Ricoh Co Ltd 高圧ａｃ電源装置、帯電装置、画像形成装置およびカラー画像形成装置
JP2011053294A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Brother Industries Ltd 画像形成装置および帯電電圧検出方法
CN103312177A (zh) * 2012-03-09 2013-09-18 佳能株式会社 电源装置和图像形成装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03174561A (ja) * 1989-12-04 1991-07-29 Canon Inc 帯電装置
CN1145562A (zh) * 1995-05-31 1997-03-19 大宇电子株式会社 一种监视器的高压稳定电路
JP2010164667A (ja) * 2009-01-14 2010-07-29 Ricoh Co Ltd 高圧ａｃ電源装置、帯電装置、画像形成装置およびカラー画像形成装置
JP2011053294A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Brother Industries Ltd 画像形成装置および帯電電圧検出方法
CN101789689A (zh) * 2009-12-25 2010-07-28 凹凸电子（武汉）有限公司 电源转换器、控制电源转换器中变压器的控制器及方法
CN103312177A (zh) * 2012-03-09 2013-09-18 佳能株式会社 电源装置和图像形成装置

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