DE3444554A1

DE3444554A1 - Schaltungsanordnung zur spannungs- und stromstabilisierung eines hochspannungsgenerators

Info

Publication number: DE3444554A1
Application number: DE19843444554
Authority: DE
Inventors: Hans-Xaver 8300 Landshut Fritsch; Gert Tronich
Original assignee: Ernst Roederstein Spezialfabrik Fuer Kondensatoren 8300 Landshut GmbH; ROEDERSTEIN KONDENSATOREN; Ernst Roederstein Spezialfabrik fuer Kondensatoren GmbH
Current assignee: Roederstein Spezialfabriken fur Bauelemente Der E
Priority date: 1984-12-06
Filing date: 1984-12-06
Publication date: 1986-06-12
Also published as: DE3444554C2

Description

Schaltungsanordnung zur Spannungs- und Stromstabilisierung
eines Hochspsannungsgenerators Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Spannungs- und Stromstabilisierung eines Hochspannungsgenerators für mittels Koronaentladung arbeitende Kopiergeräte.
Bei bisher bekannten Schaltungsanordnungen der vorgenannten Art, wie sie beispielsweise der DE-OS 31 36 127 entnehmbar sind, ist je nach Koronaart des Kopiergerätes und Verwendungszweck im Kopiergerät wahlweise die Ausgangs spannung oder der Ausgangsstrom stabilisierbar. Bei Kopiergeräten der in Rede stehenden Art ist jedoch für die Aufladung einer in einem derartigen Gerät vorhandenen lichtempfindlichen Halbleiterschicht nur ein geringer Anteil von etwa 10 bis 20 % des gesamten Koronastroms wirksam, während der Hauptanteil über das Koronagehäuse abfließt.
Wenn somit lediglich ein bestimmter Anteil des Ausgangsstroms eines Hochspannungsgenerators in einem mit Koronaentladung arbeitenden Kopiergerät wirksam ist, wäre es sinnvoll, lediglich diesen Stromanteil zu stabilisieren.
Der genannte, bei der Aufladung der lichtempfindlichen Halbleiterschicht wirksame Strom ist jedoch nicht zugänglich, d.h. schaltungstechnisch nicht wirksam abgreifbar, da die lichtempfindliche Halbleiterschicht auf einer geerdeten Aluminium-Fläche aufgebracht ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der in Rede stehenden Art anzugeben, mit der dennoch nur der schaltungstechnisch nicht zugängliche wirksame Stromanteil im Kopiergerät stabilisierbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird also für die Stromstabilisierung der im Kopiergerät für die Aufladung der lichtempfindlichen Halbleiterschicht nicht wirksame Laststromanteil, d.h., der über das Koronagehäuse abfließende Strom für die Stromstabilisierung ausgenutzt.
Der Erfindung zugrundeliegenden Untersuchungen haben gezeigt, daß in Kopiergeräten der genannten Art durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen eine wesentlich bessere Kopiequalität erreichbar ist.
Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein Schaltbild eines Hochspannungsgenerators mit einer erfindungsgemäßen Regelelektronik; und Fig. 2 eine Strom-Spannungscharakteristik eines Hochspannungsgenerators nach Fig. 1.
Ein in Fig. 1 gestrichelt eingefaßter Hochspannungsgenerator 10 in Form eines selbstschwingenden Sperrwandlers wird von einer Eingangsspannung UE über eine nicht näher bezeichnete Dioden-Kondensatorkombination gespeist und liefert eine Ausgangs spannung UA und einen Ausgangs strom 1A-gesamt Da ein derartiger selbstschwingender Sperrwandler an sich bekannt ist, werden nur seine im Rahmen der Erfindung wesentlichen Komponenten näher erläutert. Grundsätzlich ist mit einer für einen derartigen selbstschwingenden Sperrwandler vorgesehenen Regelelektronik, welche im folgenden noch genauer beschrieben wird, je nach Anwendungszweck entweder die Ausgangsspannung, der Ausgangsstrom oder insbesondere der für die Aufladung der oben genannten (nicht dargestellten) lichtempfindlichen Halbleiterschicht eines Kopiergerätes wirksame Strom stabilisierbar.
Darüber hinaus ist mit der Regelelektronik auch noch eine Stromrückregelung in Form einer Fold-Back-Charakteristik zur Begrenzung des Kurzschlußstroms möglich. Dadurch wird die Korona und die lichtempfindliche Halbleiterschicht im Kurzschlußfall vor Zerstörung geschützt.
Dieerfindungsgemäße Schaltungsanordnung enthält eine Vergleichsstufe in Form einer Transistorstufe T2, welche aus einer Wicklung W2 eines nicht näher bezeichneten Sperrwandler-Transformators über einen Brückengleichrichter D11 bis D14 mit einer Gleichspannung versorgt wird.
Kondensatoren C4 und C5 des Sperrwandlers 10 dienen gleichzeitig zur gleichspannungsmäßigen Entkopplung des Sperrwandler-Schwingkreises vom Regelkreis.
Über eine Wicklung W3 des Sperrwandler-Transformators wird eine der Ausgangsspannung UA proportionale Spannung erzeugt, welche über Dioden D9 und D10 sowie Kondensatoren C2 und C3 gleichgerichtet wird. Aus dieser gleichgerichteten Spannung wird über einen aus Festwiderständen R3 und R5 sowie ein Potentiometer P1 gebildeten Spannungsteiler eine der Ausgangs spannung UA proportionale Regelspannung U1 abgeleitet. Weiterhin wird aus der gleichgerichteten Spannung über einen aus einer Zener-Diode D16 sowie Widerständen R4 und R7 gebildeten Zener-dioden-Kreis eine Referenzspannung Uref für die durch die Transistorstufe T2 gebildete Vergleichsstufe erzeugt.
Im Ausgangskreis des Hochspannungsgenerators liegt eine von einem Gesamt-Ausgangs strom IA~gesamt durchflossene Widerstandskette aus einem Potentiometer P2 sowie einem Festwiderstand R6, an der als Funktion des Gesamt-Ausgangsstroms eine diesem proportionale Spannung abfällt.
Erfindungsgemäß wird nun ein für die Aufladung der lichtempfindlichen Halbleiterschicht des Kopiergerätes unwirksamer Laststromanteil IA derart in die Widerstandskette P2, R6 eingespeist, daß er sich vom Gesamt-Ausgangsstrom I , der ebenfalls über die Widerstandskette P2, -gesamt R6 fließt, subtrahiert. In Fig. 1 ist das Koronagehäuse, über das der nicht für die Aufladung wirksame Anteil des Ausgangsstroms abfließt, gestrichelt dargestellt und mit RKorona bezeichnet. Weiterhin ist der durch Differenzbildung aus den Strömen 1A-gesamt und IA-Korona gebildete Differenzstrom 1A-Diff. als über einen gestrichelt dargestellten RDiff dargestellt.
Aufgrund des über die Widerstandskette P2, R6 fließenden Stroms IA Korona fällt an dieser Widerstandskette eine weitere Spannung ab, die sich von der aufgrund des Stromes IA amt abfallenden Spannung subtrahiert. Damit fällt an der Widerstandskette P2, R6 insgesamt eine Regelspannung U2 ab, welche dem für die Aufladung der lichtempfindlichen Halbleiterschicht des Kopiergerätes wirksamen Laststromanteil proportional ist.
Die Regelspannungen U1 und U2 werden über eine durchDioden D6 und D7 gebildete ODER-Verknüpfung der Basis des Regeltransistors T2 zugeführt. Je nachdem, ob die von der Ausgangsspannung UA abgeleitete Spannung U1 oder die von dem Differenzausgangsstrom IA~Diff abgeleitete Spannung U2 die Summe der Spannungen Uref+UBE+UD6 bzw. UD7 übersteigt, wird der Transistor T2 leitend und seine Kollektor-Emitter-Strecke proportional zur Spannung U1 bzw. U2 geregelt.
Die Größen UBE, UD6 bzw. UD7 sind gleich der Basis-Emitter-Schwellspannung des Transistors T2 bzw. gleich der Schwellspannung der Dioden D6 und D7. Die so geregelte Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T2 stellt über Dioden D11 und D12 eine steuerbare Last für die in der Wicklung W2 induzierte Wechselspannung dar und bewirkt damit eine Pulsbreitendemodulation des Basissignals für einen Sperrwandler-Transistor T1.
Der Ausgangskreis des Hochspannungsgenerators ist spannungsstabil, solange die Regelspannung U1 größer als die Regelspannung U2 ist, während sie hinsichtlich des Differenzstroms stromstabil wird, wenn die Regelspannung U2 größer als die Regelspannung U1 wird. Dieser Sachverhalt ist in Fig. 2 anhand eines Strom-Spannungs-Diagramms dargestellt, indem für die Spannungs- und Stromwerte gleiche Bezugszeichen wie Fig. 1 verwendet sind.
Der Bereich der jeweiligen Stabilisierungsart kann mit den Potentiometern P1 und P2 eingestellt werden. Mit dem Potentiometer P1 wird die maximale Ausgangs spannung eingestellt, während mit dem Potentiometer P2 der Übergangspunkt von der Spannungsstabilisierung zur Stabilisierung des Differenzstroms eingestellt wird.
Fällt bei sinkender Ausgangsspannung UA die Differenzspannung Uref unter die Zener-Spannung der Zener-Diode D16 und steigt dabei die vom Differenzstrom 1A-Diff. abgeleitete Regelspannung U2 über den Wert der oben genannten Summenspannung, so ergibt sich eine Stromrückregelung in Form einer Fold-Back-Charakteristik zur Begrenzung des Kurzschlußstroms gemäß Fig. 2.
Die vorstehend erläuterte erfindungsgemäße Stabilisierungsschaltungsanordnung eignet sich insbesondere auch sowohl für positive als auch für negative Ausgangsspannungen.
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Claims

Schaltungsanordnung zur Spannungs- und Stromstabilisierung eines Hochspannungsgenerators Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zur Spannungs- und Stromstabilisierung eines Hochspannungsgenerators für mittels Koranaentladung arbeitende Kopiergeräte, gekennzeichnet durch einen vom Gesamt-Ausgangsstrom (IA~gesamt) durchflossenen Kreis (P2, R6), dem ein für die Aufladung einer lichtempfindlichen Halbleiterschicht im Kopiergerät nicht wirksamer Laststromanteil (IA~KOrona) derart zugeführt ist, daß er sich vom Gesamtausgangsstrom (1 ) subtrahiert und A-gesamt ch an dem Kreis (P2, R6) eine der Stromdifferenz proportionelle Regelspannung (U2) bildet, und eine Vergleichsstufe (T2) zum Vergleich der Regelspannung (U2) und einer von der Ausgangsspannung (UA) abgeleiteten Referenzspannung (Uref).
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Differenzstrom bildende Kreis (P2, R6) eine Widerstands-Reihenschaltung ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und/oder 2 für einen Hochspannungsgenerator in Form eines Sperrwandlers, gekennzeichnet durch eine Ansteuerung eines Sperrwandler-Transistors (T1) durch die Vergleichsstufe (T2) zwecks Pulsbreitenmodulation des Eingangssignals des Sperrwandler-Transistors (T1).
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichs stufe (T2) eine Transistorstufe ist.