DE3607414A1

DE3607414A1 - Geregelte hochspannungsversorgungsquelle

Info

Publication number: DE3607414A1
Application number: DE19863607414
Authority: DE
Inventors: Kiyoteru Igashira; Yukio Nagaokakyo Kyoto Maeba
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1985-03-20
Filing date: 1986-03-06
Publication date: 1986-10-02
Also published as: GB2172764B; GB8606274D0; GB2172764A; US4731721A; JPS61218368A; DE3607414C2

Description

TER MEER · MÜLLER · STEiNMElSTER

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Geregelte HochspannungsVersorgungsquelle

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine geregelte Hochspannungsversorgungsquelle gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art und insbesondere auf eine solche geregelte Hochspannungsversorgungsquel-Ie, die eine Oszillatorschaltung mit abgestimmtem Kollektorkreis zur Lieferung einer stabilisierten Hochspannung durch Steuerung des Basisstroms eines Schwingungstransistors der Oszillatorschaltung enthält.

Uj 10 Eine konventionelle geregelte Hochspannungsquelle der genannten Art ist in Fig. 2 dargestellt und bereits in der japanischen Patentanmeldung Nr. 6182/1983 bzw. in dem am 30. Juli 1984 veröffentlichten Patentauszug Nr. 132776/ 1984 beschrieben worden. Gemäß der Fig. 2 weist die Hochspannungsversorgungsquelle 10 eine Oszillatorschaltung 3 mit abgestimmtem Kollektorkreis, geerdetem Emitterkreis sowie einem Rückkopplungskondensator C2, einem Schwingungstransistor TR4 und dgl. und eine Steuerschaltung 2 zur Steuerung des Basisstroms des Schwin-

2Ό gungstr-ansistors TR4 auf. Die Hochspannungsversorgungsquelle 10 enthält weiterhin eine Widerstandsschaltung 4 zur Lieferung des Basisstromes für den Schwingungstransistor TR4 in Abhängigkeit des Ausgangssignals der Steuerschaltung 2 sowie eine Schutzschaltung 5 mit einem Schutztransistor TR3, der zum Teil das Ausgangssignal von der Widerstandsschaltung 4 empfängt, um das Ausgangssignal der Steuerschaltung 2 zu dämpfen bzw. zu schwächen, wenn der Ausgang im Bereich einer Last RL kurz-

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geschlossen ist. Die Widerstandsschaltung 4 enthält einen ersten Widerstandsschaltungsteil 41 mit einem hohen Widerstandswert und einen zweiten Widerstandsschaltungsteil 42 mit einer Zenerdiode ZD. Der erste Widerstandsschaltungsteil 41 wird durch mehrere in Reihe geschaltete Widerstände R3 und R4 gebildet, wobei die Verbindung P2 zwischen den Widerständen R3 und R4 mit der Basis des Schutztransistors TR3 der Schutzschaltung 5 verbunden ist. Eine Steuerschaltung 6 mit negativer Rückkopplung dient zur Rückführung des Ausgangs eines Detektorwiderstandes R9, wie durch den Pfeil A angedeutet ist, um auf diese Weise den Betrieb der Steuerschaltung 2 zu beeinflussen. Der Detektorwiderstands R9 ist dabei mit der Hochspannungs-Ausgangsseite der Hochspannungsversorgungsguelle verbunden. Mit dem Bezugszeichen 7 ist eine Ausgangsschaltung zur Lieferung eines Hochspannungs-Ausgangssignals zur Last RL in Abhängigkeit des Ausgangssignales der Oszillatorschaltung 3 bezeichnet. Dagegen sind mit V . eine Eingangsklemme zum Empfang einer DC- bzw. Gleichspannung und mit V eine Ausgangsklemme der Spannungsversorgungsquelle 10 bezeichnet. Wie bereits erwähnt, ist die Last mit dem Symbol RL gekennzeichnet, die mit der Ausgangsklemme V verbunden ist.

Die Oszillatorschaltung 3 enthält weiterhin einen Widerstand R7 zur Schwingungsstabilisierung, eine Wicklung L3 zur positiven Rückkopplung, einen Abstimmkondensator C3 und eine Primärwicklung L1 an der Niederspannungsseite eines Hochspannungstransformators T.

Der erste Widerstandsschaltungsteil 41 der Widerstandsschaltung 4 dient nicht in erster Linie zur Lieferung des Basisstroms zum Schwingungstransistor TR4, sondern zur Bildung einer Kurzschlußdetektorschaltung, mit deren Hilfe geprüft werden kann, ob der Hochspannungsausgang kurzgeschlossen ist oder nicht. Die Wider-

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stände R3 und R4 besitzen daher relativ hohe Werte.

Durch den zweiten Widerstandsschaltungsteil 42 der Widerstandsschaltung 4 wird ein Hauptbasisstromnetzwerk gebildet, durch das hauptsächlich der genannte Basisstrom geliefert wird. Der Widerstand R5 besitzt dabei einen relativ niedrigen Widerstandswert.

Die Steuerschaltung 6 mit negativer Rückkopplung enthält einen Vergleichsverstärker AMP. Die Eingangsklemme für die negative Phase (-) des Vergleichsverstärkers AMP empfängt den Ausgang des Detektorwiderstandes R9, wie durch den Pfeil A angedeutet ist, während die Eingangsklemme für die positive Phase (+) mit dem Ausgang einer Referenzspannungsquelle E1 verbunden ist. Die Ausgangsschaltung 7 enthält eine hochspannungsseitige Sekundärwicklung L2 des Hochspannungstransformators T, eine Gleichrichterdiode D1, einen Glättungskondensator C4 und einen Widerstand R8 zur Verhinderung einer Funkenentladung. Zusätzlich liegt zwischen der Verbindung P2 zwischen den Widerständen R3 und R4, die den ersten Widerstandsschaltungsteil 41 bilden, und einem geerdeten Punkt P4 ein Verzögerungskondensator C5 zur Verzögerung der Anstiegszeit der Betriebsspannung V, des Schutztransistors TR3 an der Verbindung P2 mit Bezug auf die Anstiegs
schaltung 2.

die Anstiegszeit der Ausgangsspannung V der Steuer-

cL

Bei Inbetriebnahme der beschriebenen Hochspannungsversorgungsquelle liegt an der Eingangsklemme für die negative Phase (-) des Vergleichsverstärkers AMP innerhalb der Steuerschaltung 6 für die negative Rückkopplung ein niedriger Eingangssignalpegel. Der Ausgang der Steuerschaltung 6 für die negative Rückkopplung steigt daher in Richtung auf einen hohen Pegel an, so daß die Ausgangsspannung V an einem Ausgangspunkt P1 der Steuer-

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schaltung 2 ebenfalls ansteigt. Die Anstiegszeit der Be-

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Betriebsspannung Vb an der Verbindung P2 ist geringer als die der Ausgangsspannung Va, und zwar aufgrund der Wirkung des zuvor beschriebenen Verzögerungskondensators C5.

Die Ausgangsspannung Va erreicht daher einen Pegel, an dem die Zenerdiode ZD leitend wird, bevor die Betriebsspannung Vb an der Verbindung P2 soweit angestiegen ist, daß der Schutztransistor TR3 leitend wird bzw. durchschaltet. Das bedeutet, daß die Basis des Schwingungstransistors TR4 mit dem Basisstrom versorgt wird, so daß die Oszillatorschaltung 3 sehr schnell einen Schwingungszustand einnehmen kann. Befindet sich die Oszillatorschaltung 3 in einem normalen Schwingungszustand, so wird der Schwingungstransistor TR4 gleichmäßig mit dem Basisstrom versorgt, da die Ausgangsspannung Va am Ausgangspunkt P1 der Steuerschaltung 2 auf einem Wert liegt, der höher als die Zenerspannung der Zenerdiode ZD ist. Darüber hinaus liegt die Betriebsspannung Vb an der Verbindung P2 auf einem Wert, der niedriger als die Treiberspannung für den Schutztransistor TR3 ist, so daß der Schutztransistor TR3 nicht in Betrieb ist.

Ist der Hochspannungsausgang kurzgeschlossen, so wird die Schwingung soweit geschwächt bzw. gedämpft, daß die Spannung Vc an einer Verbindung P3 zwischen dem Rückkopplungskondensator C2 und dem Widerstand R7 zur Schwingungsstabilisierung ansteigt, wodurch die Betriebsspannung Vb an der Verbindung P2 ebenfalls ansteigt.

Das bedeutet, daß der Schutztransistor TR3 leitend wird, um die Ausgangsspannung Va der Steuerschaltung 2 zu vermindern. Die verminderte Ausgangsspannung Va nimmt einen Wert an, der kleiner als die Zenerspannung Vz der Zenerdiode ZD ist. Die Zenerdiode ZD wird daher nichtleitend, so daß kein wesentlicher Basisstrom zum Schwingungstransistor TR4 geliefert wird. Die Schwingung der Oszillatorschaltung 3 wird somit beendet. Obwohl zu-

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sätzlich noch ein geringer Basisstrom über den ersten Widerstandsschaltungsteil 41 zum Schwingungstransistor TR4 fließt, wird der Schwingungsvorgang der Oszillatorschaltung trotzdem nicht neu eingeleitet, da der Hochspannungsausgang kurzgeschlossen ist. Die Hochspannungsversorgungsquelle 10 ist somit bei einem Kurzschluß des Hochspannungsausgangs wirksam geschützt.

Ist der Kurzschluß am Hochspannungsausgang aufgehoben worden, so treten zunächst in der Oszillatorschaltung kleine Schwingungen auf, und zwar aufgrund des kleinen Basisstromes, der durch den ersten Widerstandsschaltungsteil 41 fließt. Dadurch wird die Spannung Vc am Rückkopplungskondensator C2 abgesenkt, so daß der Schutzwiderstand TR3 in seinen nichtleitenden Zustand überführt wird. Da die Anstiegszeit der Betriebsspannung Vb an der Verbindung P2 geringer ist als die der Ausgangsspannung Va der Steuerschaltung 2, wie bereits beschrieben, wird der Schutztransistor TR3 nicht in seinen Betriebszustand überführt, während die Zenerdiode ZD ihren leitenden Zustand einnimmt. Das bedeutet, daß der Schwingungstransistor TR4 wieder mit dem erforderlichen Basisstrom versorgt wird, so daß die Oszillatorschaltung 3 mit glattem Übergang wieder zu schwingen beginnen kann.

Die Hochspannungsversorgungsquelle 10 kann daher wieder einen Zustand einnehmen, bei dem an ihrem Ausgang eine vorbestimmte Hochspannung anliegt.

Im nachfolgenden wird der Einsatz der Hochspannungsversorgungsquelle beispielsweise in einem elektrofotografischen Kopiergerät näher beschrieben, bei dem der Hochspannungsausgang der Hochspannungsversorgungsquelle 10 mit einer Ladestation verbunden ist und entladen wird, um die Oberfläche einer fotoempfindlichen Trommel aufzuladen.

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Ist beispielsweise das Kopierpapier in dem Kopiergerät eingeklemmt, so kann es passieren, daß statt der normalen Koronaentladung eine Funkenentladung auftritt. Bei einer derartigen Funkenentladung wird der Schutztransistor TR3 in einem Zustand leitend, der dem zuvor erwähnten Zustand entspricht, in dem der Ausgang der Hochspannungsversorgungsquelle im Bereich der Last RL kurzgeschlossen ist und der zur Oszillatorschaltung 3 gelieferte Strom zum größten Teil abgeschnitten wird, so daß die Schwingung der Oszillatorschaltung 3 beendet und die Entladung des Hochspannungsausgangs unterbrochen wird.

Solange allerdings die Funkenentladung andauert, wird der Ausgang der Hochspannungsversorgungsquelle in kurzen Zeitabständen kurzgeschlossen, so daß insbesondere der Schutztransistor TR3 in kurzen Zeitperioden von seinem leitenden Zustand in seinen nichtleitenden Zustand überführt wird, da die gespeicherte Ladungsmenge im Verzögerungskondensator C5 relativ klein ist. Der leitende Schutztransistor TR3 wird also sofort nichtleitend, so daß erneut Strom zur Oszillatorschaltung 3 geführt wird, die daraufhin zu schwingen beginnt, was eine erneute Funkenentladung zur Folge hat. Ein derartiger intermittierender Betrieb wird innerhalb einer kurzen Zeitperiode mehrmals wiederholt, so daß die Entladungsenergie pro Zeiteinheit ansteigt, was zum Durchbrennen des Kopierpapiers führt und damit die Feuergefahr erhöht. Durch derart starke Entladungen besteht darüber hinaus die Gefahr, daß in der Nähe der Hochspannungsversorgungsquel-Ie 10 angeordnete Schaltungen beschädigt werden, beispielsweise zerbrechen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochspannungsversorgungsquelle der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei Entladung ihres Hochspannungsausgangs die Entladungsenergie pro Zeiteinheit herab-

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gesetzt wird.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Eine geregelte Hochspannungsquelle nach der vorliegenden Erfindung enthält:

- eine Oszillatorschaltung mit abgestimmtem Kollektorkreis und einem Schwingungstransistor,

- eine Steuerschaltung zur Steuerung des Basisstromes des Schwingungstransistors,

- eine Widerstandsschaltung zur Lieferung des Basis-

stromes zum Schwingungstransistor in Abhängigkeit des Ausgangssignals der Steuerschaltung,

- eine Schutzschaltung mit einem Schutztransistor zum teilweisen Empfang des Ausgangssignals der Widerstandsschaltung, um das Ausgangssignal der Steuerschaltung zu schwächen, wobei die Widerstandsschaltung durch einen ersten Widerstandsschaltungsteil mit hohem Widerstandswert und einem zweiten Widerstandsschaltungsteil gebildet ist, der parallel zum ersten Widerstandsschaltungsteil liegt und eine Zenerdiode enthält, und wobei der erste Widerstandsschaltungsteil durch eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Widerständen gebildet und eine Verbindung zwischen den Widerständen mit dem Schutztransistor verbunden ist,

- sowie einen ersten Verzögerungskondensator, der zwisehen der Verbindung und einem geerdeten Potentialpunkt liegt, um die Anstiegszeit der Spannung an der Verbindung im Vergleich zur Anstiegszeit der Ausgangsspannung der Steuerschaltung zu verzögern. Die geregelte Hochspannungsversorgungsquelle zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen der Verbindung zwischen den Widerständen, die den ersten Widerstandsschaltungs-

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teil bilden, und dem Schutztransistor eine Diode zur Lieferung eines Vorwärtsstromes zur Basis des Schutztransistors und eine Zeitkonstantenschaltung angeordnet sind, die durch einen zweiten Verzögerungskondensator zur Verzögerung der Zeit, zu der der Schutztransistor ausgehend von seinem leitenden Zustand wieder seinen nichtleitenden Zustand einnimmt, und durch Entladungswiderstände zur Entladung der im zweiten Verzögerungskondensator gespeicherten Ladung gebildet ist. 10

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der zweite Verzögerungskondensator und die Diode elektrisch in Reihe geschaltet und liegen zwischen der Verbindung zwischen den Widerständen und dem geerdeten Potentialpunier, wobei die Reihenschaltung aus zweitem Verzögerungskondensator und Diode parallel zum ersten Verzögerungskondensator liegt.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegen die Entladungswiderstände zwischen dem Verbindungsbereich zwischen Diode und zweitem Verzögerungskondensator und dem geerdeten Potentialpunkt.

Durch die Erfindung wird somit erreicht, daß der Schwingungsbeginn der Oszillatorschaltung sofort nach Beseitigung des Kurzschlusses der Last zunächst verzögert wird. Bei Einsatz der Hochspannungsversorgungsquelle innerhalb eines elektrofotografischen Kopiergerätes kann somit die Entladungsenergie pro Zeiteinheit am Hoch-Spannungsausgang im Fall einer Funkenentladung erheblich reduziert werden, so daß das elektrofotografische Kopiergerät im Falle eingeklemmten Papiers gegen Entflammung des Papiers geschützt ist.

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Die Zeichnung stellt neben dem Stand der Technik ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigen:

Fig. 1 ein elektrisches Schaltdiagramm einer Hochspannungsversorgungsquelle nach der Erfindung, und

Fig. 2 ein elektrisches Schaltdiagramm einer konventionellen stabilisierten Hochspannungsversorgungsquel-Ie.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 näher beschrieben. Die Fig. 1 zeigt dabei den elektrischen Schaltungsaufbau der Hochspannungsversorgungsquelle, wobei gleiche Elemente wie in Fig. 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Eine Hochspannungsversorgungsquelle 100 umfaßt eine Oszillatorschaltung 3 mit abgestimmtem Kollektorkreis, geerdetem Emitterkreis, einem Rückkopplungskondensator C2 undeinem Schwingungstransistor TF4 und dgl., sowie eine Steuerschaltung 2 zur.Steuerung des Basisstromes der Oszillatorschaltung 3. Die Hochspannungsversorgungsquelle 100 enthält ferner eine Widerstandsschaltung 4 zur Lieferung des Basisstromes zum Schwingungstransistor TR4 in Abhängigkeit des Ausgangssignals der Steuerschaltung 2, eine Schutzschaltung 5 mit einem Schutztransistor TR3, der zum Teil das Ausgangssignal von der Widerstandsschaltung 4 zur Schwächung des Ausgangssignales der Steuerschaltung 2 empfängt, wenn ein Kurzschluß im Bereich einer Last RL auftritt, eine Schaltung 51 zur Bildung einer Zeitkonstanten, die Kondensatoren C51, C52, Widerstände R51, R52 und eine Diode D51 umfaßt, eine Steuerschaltung 6 für eine negative Rückkopplung, sowie eine Ausgangsschaltung 7.

Die Widerstandsschaltung 4 enthält einen ersten Wider-

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standsschaltungsteil 41 mit hohem Widerstandswert, und einen zweiten Widerstandsschaltungsteil 42 mit einer Zenerdiode ZD. Der erste Widerstandsschaltungsteil 41 wird durch eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Widerständen R3 und R4 gebildet, wobei die Verbindung P2 zwischen den Widerstäden R3 und R4 mit der Anode der Diode D51 der Zeitkonstantenschaltung 51 verbunden ist, wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird. Die Steuerschaltung 6 zur negativen Rückkopplung dient zur Rückführung des Ausgangs vom Widerstand R9 der Ausgangsschaltung 7 über eine Leitung, die in Fig. 1 mit dem Pfeil A bezeichnet ist, um auf diese Weise den Betrieb der Steuerschaltung 2 zu beeinflussen. Die Ausgangsschaltung 7 erzeugt einen Hochspannungsausgang bzw. ein Hochspannungsausgangssignal in Abhängigkeit des Ausgangs der Oszillatorschaltung 3, welches der Last RL zugeführt wird. Eine Eingangsklemme V . empfängt eine Spannung von einer DC- bzw. Gleichspannungsquelle, die nicht dargestellt ist. Die Hochspannung liegt ausgangsseitig an einer Ausgangsklemme V an, mit der die Last RL verbunden ist.

Die Oszillatorschaltung 3 enthält einen Schwingungstransistor TR4, einen Rückkopplungskondensator C2, einen Widerstand R7 zur Schwingungsstabilisierung, eine Wicklung L3 zur positiven Rückkopplung, einen Abstimmkondensator C3 und eine niederspannungsseitige Primärwicklung L1 eines Hochspannungstransformators T. Der erste Widerstandsschaltungsteil 41 in der Widerstandsschaltung 4 dient nicht in erster Linie zur Lieferung des Basisstromes zum Schwingungstransistor TR4 der Oszillatorschaltung 3, sondern zur Bildung einer Kurzschlußdetektorschaltung, mit deren Hilfe festgestellt werden kann, ob der Hochspannungsausgang der Hochspannungsversorgungsquelle kurzgeschlossen ist oder nicht. Die Widerstände R3 und R4 weisen daher relativ hohe Widerstandswerte auf.

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Der zweite Widerstandsschaltungsteil 42 der Widerstandsschaltung 4 dient im wesentlichen dazu, den zuvor erwähnten Basisstrom zur Verfugung zu stellen, wobei der Widerstand R5 einen relativ niedrigen Widerstandswert auf-... weist. Die Steuerschaltung 6 zur negativen Rückkopplung enthält einen Vergleichsverstärker AMP. Die Eingangsklemme für die negative Phase (-) des Vergleichsverstärkers AMP ist mit dem Ausgang des Detektorwiderstandes R9 über die Leitung A verbunden, während die Eingangsklemme für die positive Phase (+) des Vergleichsverstärkers AMP mit dem Ausgang einer Referenzspannungsquelle E1 verbunden ist. Die Ausgangsschaltung 7 enthält eine hochspannungsseitige Sekundärwicklung L2 des Hochspannungstransformators T, eine Gleichrichterdiode D1, einen Glättungskondensator C4 und einen Widerstand R8 zur Verhinderung einer Funkenentladung. Zusätzlich ist zwischen der Verbindung P2 zwischen den Widerständen R3 und R4, die den ersten Widerstandsschaltungsteil 41 bilden, und einem geerdeten Punkt P4 ein erster Verzögerungskondensator C5 vorhanden, so daß die Anstiegszeit der Betriebsspannung Vb für den Schutztransistor TR3 an der Verbindung P2 im Vergleich zur Anstiegszeit der Ausgangsspannung Va der Steuerschaltung 2 verzögert wird.

Insoweit entspricht der Aufbau dem in Fig. 2 dargestellten Schaltungsaufbau, während zusätzlich die Spannungsversorgungsquelle nach Fig. 1 bzw. nach der Erfindung zwischen der Verbindung P2 zwischen den Widerständen R3 und R4 zur Bildung des ersten Widerstandsschaltungsteils 41 und dem Schutztransistor TR3 eine Rückstrom-Unterdrükkungsdiode D51 zur Lieferung eines Vorwärtsstromes zur Basis des Schutztransistors TR3 sowie die Zeitkonstantenschaltung enthält, die durch einen zweiten Verzögerungskondensator C51 zur Verzögerung der Zeit, zu der der Schutztransistor TR3 ausgehend von seinem leitenden Zustand in seinen nichtleitenden Zustand übergeht, einen

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Überbrückungs- bzw. Nebenschlußkondensator C52 zur Umleitung induzierten Rauschens des Hochspannungstransformators T usw., und durch Entladewiderstände R51 und R52 zur Bildung von Entladungswegen für die im zweiten Verzögerungskondensator C51 gespeicherte Ladung aufgebaut ist.

Im nachfolgenden wird die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Hochspannungsversorgungsquelle näher beschrieben. Wirddie Hochspannungsversorgungsquelle 100 eingeschaltet, so sinkt der Eingangspegel bzw. Eingangssignalpegel an der Eingangsklemme für die negative Phase (-) des Vergleichsverstärkers AMP der Steuerschaltung 6 für die negative Rückkopplung ab. Das hat zur Folge, daß der Ausgang der Steuerschaltung 6 für die negative Rückkopplung in Richtung auf einen hohen Pegel bzw. Signalpegel ansteigt, so daß die Ausgangsspannung Va am ausgangsseitigen Punkt P1 der Steuerschaltung 2 ebenfalls ansteigt. Die Anstiegsgeschwindigkeit der Ausgangsspannung Va ist größer als die der Betriebsspannung Vb an der Verbindung P2. Dies liegt daran, daß der erste Verzögerungskondensator C5 zwischen der Verbindung P2 und dem geerdeten Potentialpunkt P4 leigt. Die Ausgangsspannung Va an der Verbindung P1 wird daher auf einen Pegel angehoben, der ausreicht, die Zenerdiode ZD in ihren leitenden bzw. durchgeschalteten Zustand zu bringen, und zwar bevor die Betriebsspannung Vb an der Verbindung P2 auf einen vorbestimmten Wert angestiegen ist, um den Schutztransistor TR3 in seinen leitenden Zustand zu bringen bzw. durchzuschalten. Im Ergebnis bedeutet dies, daß die Basis des Schwingungstransistors TR4 mit dem Basisstrom versorgt wird, so daß die Oszillatorschaltung 3 ihren Schwingungszustand einnehmen kann. Nimmt die Oszillatorschaltung 3 ihren normalen Schwingungszustand ein, so befindet sich die Ausgangsspannung Va am Ausgangspunkt Pl der Steuerschaltung 2 auf einem Wert, der höher

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ist als die Zenerspannung der Zenerdiode ZD, so daß der Basisstrom kontinuierlich zum Schwingungstransistor TR4 geliefert wird. Ferner befindet sich dann die Betriebsspannung Vb an der Verbindung P2 auf einem Wert, der unterhalb der Basisspannung im leitenden Zustand des Schutztransistors TR3 ist, so daß der Schutztransistor TR3 sich nicht im leitenden Zustand befindet bzw. ausgeschaltet ist.

Wird jedoch der Hochspannungsausgang der Ausgangsschaltung 7 kurzgeschlossen, so wird die Schwingung der Oszillatorschaltung 3 gedämpft bzw. geschwächt, wodurch die Spannung Vc an der Verbindung P3 zwischen dem Rückkopplungskondensator C2 und dem Widerstand R7 zur Schwingungsstabilisierung ansteigt, was zur Folge hat, daß auch die Betriebsspannung Vb an der Verbindung P2 ansteigt. In diesem Fall fließt ein Strom zur Diode D51 der Zeitkonstantenschaltung 51, so daß der Schutztransistor TR3 seinen leitenden Zustand einnimmt, um die Ausgangsspannung Va der Steuerschaltung 2 zu vermindern. Die verminderte Ausgangsspannung Va nimmt dann einen Wert an, der kleiner als die Zenerspannung Vz der Zenerdiode ZD ist. Die Zenerdiode ZD nimmt daher ihren nichtleitenden Zustand ein, so daß praktisch kein Basisstrom mehr zum Schwingungstransistor TR4 geliefert wird und die Oszillatorschaltung 3 aufhört zu schwingen. Auf diese Weise wird die Stromversorgungsguelle 100 gegen Kurzschlüsse ihres Hochspannungsausgangs geschützt.

Ist der Kurzschluß am Hochspannungsausgang der Hochspannungsversorgungsquelle 100 beseitigt, so erzeugt die Oszillatorschaltung 3 erneut kleine Schwingungen aufgrund des geringen Basisstroms, der durch den ersten Widerstandsschaltungsteil 41 hindurchfließt. Hierdurch wird die Spannung Vc des Rückkopplungskondensators C2 vermindert. Entsprechend wird das Potential an der Verbindung P2 ebenfalls vermindert, so daß die Diode D51

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ihren nichtleitenden Zustand einnimmt. Da jedoch die Zeitkonstantenschaltung 51 eine bestimmte Entladungszeitkonstante aufweist, die durch den zweiten Verzögerungskondensator C51 und die Entladungswiderstände R51 und R52 bestimmt ist, wird aus diesem Grunde der Schutztransistor TR3 nicht sofort in seinen nichtleitenden Zustand überführt, nachdem das Potential an der Verbindung P2 abgenommen hat. Mit anderen Worten wird der Schutztransistor TR3 nicht in seinen nichtleitenden Zustand überführt, bis die gespeicherte Ladung im zweiten Verzögerungskondensator C51 über die Entladungswiderstände R51 und R52 entladen ist und die Basisspannung bzw. das Basispotential des Schutztransistors TR3 auf einen bestimmten, dem nichtleitenden Zustand entsprechenden Pegel zurückgekehrt ist.

Die Diode D51 dient dabei zur Verhinderung eines Rückwärtsstromes zur Verbindung P2 bei der Entladung des zweiten Verzögerungskondensators C51. Der Kondensator C51 soll also nicht über die Verbindung P2 entladen werden. Der erste Verzögerungskondensator C5 hat aber die Aufgabe, die Betriebsspannung Vb an der Verbindung P2 zu glätten, so daß auf diese Weise der Betrieb des Schutztransistors TR3 stabilisiert wird.

Hat der Schutztransistor TR3 seinen nichtleitenden Zustand angenommen, so wird der bereits zuvor beschriebene Betrieb durchgeführt. Wie bereits erwähnt, ist die Anstiegsgeschwindigkeit der Betriebsspannung Vb an der Verbindung P2 geringer als diejenige der Ausgangsspannung Va der Steuerschaltung 2, so daß daher der Schutztransistor TR3 nicht in Betrieb bzw. ausgeschaltet ist und die Zenerdiode ZD ihren leitenden Zustand einnimmt. Demzufolge wird der Basisstrom wieder zum Schwingungstransistor TR4 geleitet, so daß die Oszillatorschaltung 3 bei gleichmäßigem Übergang wieder ihren Schwingungsbetrieb

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aufnehmen kann.

Der Detektorwiderstand R9 im vorhandenen Ausführungsbeispiel kann durch eine Detektorspule ersetzt werden, die magnetisch mit der entsprechenden Wicklung des Hochspannunqstransformators T gekoppelt ist, um eine Steuerschaltung mit negativer Rückkopplung für ein magnetisches Regelsystem zu bilden. Ferner kann die Konstantspannur.gsquelle durch eine Konstantstromquelle oder durch eine AC- bzw. Wechselstromqueile mit ausgangsseitiger Hochspannung ersetzt werden. Befindet sich die Zeitkonstantenschaltung 51 im beschriebenen Ausführungsbeispiel an einer Position, die hinreichend weit von einem Bereich entfernt liegt, in dem durch den Hochspannungstransformator T usw. verursachte Induktionserscheinungen auftreten, so kann der Überbrückungs- bzw. Nebenschlußkondensator C52 auch fortgelassen werden, da dann die Zeitkonstantenschaltung 51 keinem magnetischen Einfluß bzw. keiner Induktion mehr unterworfen ist. Darüber hinaus kann die Gleichrichtnrdiode D1 der Ausgangsschaltung 7 auch in umgekehrter Richtung wie in Fig. 1 dargestellt geschaltet sein, um einen negativen DC- bzw. Gleichspannungsausgang zu liefern.

BAD ORfG/NAL

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Claims

36074H ·.■■-' Γ TERMEER-MÜLLER-STEINMEISTER PATENTANWÄLTE-EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.Ing. H.Steinmeister Dipl. Ing. R E. Müller Artur-Ladebeck-Strasse 51 Mauerkircherstrasse 45 D-8000 MÜNCHEN 80 D-4800 BIELEFELD 1 FP-3086 ür/sm/b 06. März 1986 MURATA MANUFACTURING CO., LTD. 26-10, Tenjin 2-chome, Nagaokakyo-shi, Kyoto-fu, Japan Geregelte HochspannungsVersorgungsquelle Priorität: 20. März 1985, Japan, Ser. No. 57894/1985 (p) PATENTANSPRÜCHE

1. Geregelte Hochspannungsversorgungsquelle, mit

- einer Os ζillatorschaltung (3) mit abgestimmtem Kollek torkreis und einem Schwingungstransistor (TR4),

- einer Steuerschaltung (2) zur Steuerung des Basisstromes des Schwingungstransistors (TR4),

- einer Widerstandsschaltung (4) zur Lieferung des Basisstromes zum Schwingungstransistor (TR4) in Abhängigkeit des Ausganqssignals der Steuerschaltung (2) ,

- einer Schutzschaltung (5) mit einem Schutztransistor (TR3) zum teilweisen Empfang des Ausgangssignals der Widerstandsschaltung (4), um das Ausgangssignal der Steuerschaltung (2) zu schwächen, wo bei die Widerstandsschaltung durch einen ersten Widerstandsschaltungsteil (41) mit hohem Widerstandswert und ainen zweiten Widerstandsschaltungsteil (42) gebildet ist, der parallel zum ersten Wider-

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Standsschaltungsteil (41) liegt und eine Zenerdiode (ZD) enthält, und wobei der erste Widerstandsschaltungsteil (41) durch eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Widerständen (R3, R4) gebildet und eine Verbindung (P2) zwischen den Widerständen (R3, R4) mit dem Schutztransistor (TR3) verbunden ist, und mit

- einem ersten Verzögerungskondensator (C5), der zwischen der Verbindung (P2) und einem geerdeten Potentialpunkt (P4) liegt, um die Anstiegszeit der Ausgangsspannung der Steuerschaltung (2) zu verzögern,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Verbindung (P2) zwischen den Widerständen (R3, R4), die den ersten Widerstandsschaltungsteil (41) bilden, und dem Schutztransistor (TR3) eine Diode (D51) zur Lieferung eines Vorwärtsstromes zur Basis des Schutztransistors (TR3) und eine Zeitkonstantenschaltung (51) angeordnet sind, die durch einen zweiten Verzogerungskondensator (C51) zur Verzögerung der Zeit, zu der der Schutztransistor (TR3) ausgehend von seinem leitenden Zustand wieder seinen nichtleitenden Zustand einnimmt, und durch Entladungswiderstände (R51, R52) zur Entladung der im zweiten Verzogerungskondensator (C51) gespeicherten Ladung gebildet ist.

2. Geregelte Hochspannungsversorgungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verzogerungskondensator (C51) und die Diode (D51) elektrisch in Reihe geschaltet sind und zwischen der Verbindung (P2) zwischen den Widerständen (R3, R4) und dem geerdeten Potentialpunkt (P4) liegen, und daß die Reihenschaltung aus zweitem Verzögerungskondensator (C51) und Diode (D51) parallel zum ersten Verzogerungskondensator (C5) liegt.

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Geregelte Hochspannungsversorgungsquelle nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungswiderstände (R51, R52) zwischen dem Verbindungsbereich zwischen Diode (D51) und zweitem Verzögerungskondensator (C51) und dem geerdeten Potentialpunkt (P4) liegen.