JP2000041378A - 正負出力電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 スイッチングトランス３の１次巻線３Ａ
と、バイファィラ巻によって構成し、１次巻線３Ａと同
様の特性を有する３次巻線３Ｂを備える。この１次巻線
３Ａにトランジスタ５がオンしている時に磁気エネルギ
を蓄積し、トランジスタ５がオフした時に、３次巻線３
Ｂを介して、この磁気エネルギを放出する。この時２次
巻線３Ｃに誘起される誘起起電力によって流れる、２次
電流の方向を正出力用スイッチ１３Ａと負出力用スイッ
チ１３Ｂとで選択して、正極性電圧と負極性電圧を得
る。 【効果】 従来、正極性電圧用と負極性電圧用のそれぞ
れに、別々に１個ずつ必要とされた、スイッチング回
路、スイッチングトランス、整流回路等を、それぞれ１
個備えるのみで、正負両極性電圧を得ることができるよ
うになった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリ、プ
リンタ、複写機等に用いられる、正負両極性の電圧を出
力する正負出力電源回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ、プリンタや、複写機は、
内部回路を駆動する電源として、正極性の電圧と負極性
の電圧を出力する、正負出力電源回路を備えている。こ
の正負出力電源回路は、通常以下の構成をとる。即ち、
スイッチング回路を用いてスイッチングトランスの１次
巻線にパルス電圧を印加する。このパルス電圧によっ
て、スイッチングトランスの２次巻線に、交番電圧が、
誘起される。この交番電圧によって流れる２次電流を整
流して、所望の直流電圧を得る。以上の構成を正極性の
電圧用と負極性の電圧用に、それぞれ備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の技術には、以下のような解決すべき課題が残さ
れていた。従来の技術では、正極性電圧用と負極性電圧
用のそれぞれに、スイッチング回路、スイッチングトラ
ンス、整流回路等が、必要とされる。その結果、形状が
大きくなり、ファクシミリ、プリンタや、複写機の小形
化、という市場要求に逆行していた。更には、装置の価
格高騰の一因にもなっていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を解
決するために、次の構成を採用する。 〈構成１〉直流電源と、該直流電源をオン・オフするス
イッチング素子と、該直流電源をオン・オフして生成し
たパルスを受け入れ、正極性パルスと負極性パルスとを
出力するスイッチングトランスと、上記スイッチングト
ランスから受け入れた正極性パルス又は負極性パルスを
平滑して正出力又は負出力を発生させる平滑回路と、上
記正極性パルスを阻止する第１の整流素子と、上記負極
性パルスを阻止する第２の整流素子と、上記第１の整流
素子と上記第２の整流素子のいずれかを上記スイッチン
グトランスへ直列に接続させるための極性選択スイッチ
とを有し、上記平滑回路に正出力を発生させる場合に
は、上記極性選択スイッチを上記スイッチングトランス
に上記第２の整流素子が直列に接続されるように切り換
え、上記平滑回路に負出力を発生させる場合には、上記
極性選択スイッチを上記スイッチングトランスに上記第
１の整流素子が直列に接続されるように切り換えること
を特徴とする正負出力電源回路。

【０００５】〈構成２〉直流電源と、直流電流をオン・
オフするスイッチング素子と、このスイッチング素子が
直流電流をオン・オフして生成したパルス電流を受け入
れる１次巻線と、この１次巻線にバイファィラ巻されて
いる３次巻線と、上記パルス電流によって誘起起電力を
誘起する２次巻線を備えるスイッチングトランスと、上
記誘起起電力によって流れる２次電流の方向を選択す
る、正方向と負方向、１組の極性選択スイッチと、上記
１組の極性選択スイッチのうちのいずれか一方を選択し
てオンさせるとともに、上記スイッチング素子をオン・
オフさせる制御回路と、上記２次電流を充電する平滑コ
ンデンサを備え、上記３次巻線の１端と上記１次巻線の
１端とを、相互に逆起電力を増加させる方向に接続し、
上記３次巻線の他端に、上記スイッチング素子がオンの
ときに上記１次巻線に蓄積した磁気エネルギを上記スイ
ッチング素子がオフのときに上記３次巻線から放出する
クランプダイオードを接続したことを特徴とする正負出
力電源回路。

【０００６】〈構成３〉構成２に記載された正負出力電
源回路において、上記極性選択スイッチとして、半導体
スイッチング素子を用いたことを特徴とする正負出力電
源回路。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。 〈具体例１の構成〉従来の技術では、スイッチング回
路、スイッチングトランス、整流回路等の構成要素を正
極性電圧用と負極性電圧用のそれぞれに、別々に１個ず
つ必要とした。本発明では、スイッチングトランスの１
次巻線と、バイファィラ巻によって構成した、１次巻線
と同様の特性を有する３次巻線を備える。スイッチング
回路がオンしている時にこの１次巻線に磁気エネルギを
蓄積し、スイッチング回路がオフした時に、３次巻線を
介して、この磁気エネルギを放出する。この時スイッチ
ングトランスの２次巻線に誘起される誘起起電力によっ
て流れる、２次電流の方向を選択して、正極性電圧と負
極性電圧を得る。以上の機能を、上記スイッチング回
路、スイッチングトランス、整流回路等、それぞれ１個
備えるのみで、得るために、以下のように構成する。

【０００８】図１は、具体例１の回路図である。図１よ
り、具体例１による、正負出力電源回路は、入力電源
１、コンデンサ２、スイッチングトランス３、クランプ
ダイオード４、トランジスタ５、正極スイッチ用ダイオ
ード６Ａ、負極スイッチ用ダイオード６Ｂ、平滑コンデ
ンサ７、正出力用ダイオード８、正出力用ツェナーダイ
オード９、負出力用ダイオード１０、負出力用ツェナー
ダイオード１１、保護抵抗１２、正出力用スイッチ１３
Ａ、負出力用スイッチ１３Ｂ、制御回路１４を備える。

【０００９】入力電源１は、正負出力の基礎となる直流
電源である。コンデンサ２は、入力電源１とスイッチン
グトランス３に並列に接続され、スイッチングトランス
３に電荷を供給する電源コンデンサである。スイッチン
グトランス３は、１次巻線３Ａがコンデンサ２、トラン
ジスタ５と直列に閉回路を形成し、その閉回路を流れる
断続電流に基づいて２次巻線３Ｃに誘起起電力を発生さ
せるトランスである。１次巻線３Ａには、バイファィラ
巻によって入力電源１を２倍に昇圧する３次巻線３Ｂが
接続されている。この１次巻線３Ａと３次巻線３Ｂと
で、駆動側の巻線を、２次巻線３Ｃによって出力側の巻
線を構成している。更に、１次巻線の巻線数をＮｐ、２
次側巻線の巻線数をＮｓ、３次巻線の巻線数をＮｐに設
定してある。

【００１０】クランプダイオード４は、トランジスタ５
がオフになった時、スイッチングトランス３に蓄積され
ている磁気エネルギを放出する部分である。同時にスイ
ッチングトランス３の出力にリンギングが発生するのを
防止しているダイオードである。トランジスタ５は、制
御回路１４の制御に基づいて、上記１次側閉回路を流れ
る電流を断続するスイッチングトランジスタである。電
流を断続できるスイッチング素子であれば、トランジス
タに限定する必要はない。

【００１１】正極スイッチ用ダイオード６Ａは、スイッ
チングトランス３の２次巻線３Ｃと、正出力用スイッチ
１３Ａと、平滑コンデンサ７とで、直列閉回路を形成す
る。この閉回路の中で、制御回路１４の制御に基づい
て、正出力用スイッチ１３Ａ、と共に、正の電荷を平滑
コンデンサ７に供給する部分である。負極スイッチ用ダ
イオード６Ｂは、スイッチングトランス３の２次巻線３
Ｃと、負出力用スイッチ１３Ｂと、平滑コンデンサ７と
で、直列閉回路を形成する。この閉回路の中で、制御回
路１４の制御に基づいて、負出力用スイッチ１３Ｂ、と
共に、負の電荷を平滑コンデンサ７に供給する部分であ
る。

【００１２】平滑コンデンサ７は、正極スイッチ用ダイ
オード６Ａから供給される正電荷、及び、負極スイッチ
用ダイオード６Ｂから供給される負電荷を受け入れて、
蓄えておく電源コンデンサである。尚、ここで、正極ス
イッチ用ダイオード６Ａと、負極スイッチ用ダイオード
６Ｂはダイオードに限定せず、他の整流素子でもよい。

【００１３】正出力用ダイオード８は、正出力用ツェナ
ーダイオード９と共に、保護抵抗１２を介して平滑コン
デンサ７と閉回路を形成する。この閉回路は、平滑回路
を形成している。平滑コンデンサ７に蓄えられている正
電荷から正の直流出力を得る部分である。ダイオードに
限らず電流の流れる方向を定めるものであれば他の素子
でもよい。

【００１４】正出力用ツェナーダイオード９は、上記、
正出力用ダイオード８、正出力用ツェナーダイオード
９、保護抵抗１２、平滑コンデンサ７が形成する閉回路
中で一定の電圧降下を維持する定電圧素子である。ツェ
ナーダイオードのみに限定されるものではない。例えば
バリスタを用いることも可能である。負出力用ダイオー
ド１０は、保護抵抗１２を介して平滑コンデンサ７と閉
回路を形成する。平滑コンデンサ７に蓄えられている正
電荷から正の直流出力を得る部分である。ダイオードに
限らず電流の流れる方向を定めるものであれば他の素子
でもよい。

【００１５】負出力用ツェナーダイオード１１は、上
記、負出力用ダイオード１０、負出力用ツェナーダイオ
ード１１、保護抵抗１２、平滑コンデンサ７が形成する
閉回路中で一定の電圧降下を維持するツェナーダイオー
ドである。ツェナーダイオードのみに限定されるもので
はない。例えばバリスタを用いることも可能である。保
護抵抗１２は、出力負荷の故障等によって大電流が流れ
るのを防止するための保護抵抗である。

【００１６】正出力用スイッチ１３Ａは、極性選択スイ
ッチであり、スイッチングトランス３の２次巻線に流れ
る電流の方向を選択する。正極性出力を得るときは、こ
のスイッチがオンされる。通常リレー等が用いられる。
負出力用スイッチ１３Ｂは、極性選択スイッチであり、
スイッチングトランス３の２次巻線に流れる電流の方向
を選択する。負極性出力を得るときは、このスイッチが
オンされる。通常リレー等が用いられる。制御回路１４
は、トランジスタ５をオン・オフ切替すると同時に正出
力用スイッチ１３Ａ及び負出力用スイッチ１３Ｂをオン
・オフ切替して、出力電圧の正負切替を行う部分であ
る。以上で具体例１の構成に関する説明を終了したので
次に、具体例１の動作について説明する。

【００１７】〈具体例１の動作〉図２は、具体例１の正
極性出力動作説明図（その１）である。図３は、具体例
１の正極性出力動作説明図（その２）である。上から順
に（ａ）は、トランジスタ５のベース電流波形である。
（ｂ）は、スイッチングトランス３の１次巻線の電圧波
形（テスティングポイントＴｐ１）である。（ｃ）は、
スイッチングトランス３の１次電流Ｉ１である。（ｄ）
は、スイッチングトランス３の３次電流Ｉ３である。
（ｅ）は、スイッチングトランス３の２次巻線の電圧波
形（テスティングポイントＴｐ２）である。（ｆ）は、
スイッチングトランス３の２次電流Ｉ２（＋）である。
（ｇ）は、平滑コンデンサ７の電圧波形（テスティング
ポイントＴｐ３）である。（ｈ）は、出力電圧波形であ
る。

【００１８】以上、全て縦軸にレベルを横軸に時間経過
を表している。横軸の時間経過は、全図タイミングを一
致させてある。以下図３（ａ）の上部に示す時刻Ｔ１〜
Ｔ７に沿って各部の動作を説明する。図２で、正出力用
スイッチ１３Ａは、制御回路１４の制御によってオンさ
れている。

【００１９】１．時刻Ｔ１ 制御回路１４（図２）の制御に基づいてトランジスタ５
（図２）にベース電流が流され導通状態（オン）になる
（図３（ａ））。この時刻まで入力電源１（図２）の電
源電圧Ｖ１に維持されていたスイッチングトランス３
（図２）の１次巻線電圧（テスティングポイントＴｐ
１）は、０Ｖに近付く（図３（ｂ））。同時に１次電流
Ｉ１が流れ始める。この時１次側から見たスイッチング
トランス３（図２）のインダクタンスＬｐが大きいの
で、ほぼ直線的に増大して時刻Ｔ２に至る（図３
（ｃ））。この時、このＩ１の時間増加率とスイッチン
グトランス３（図２）の巻数比Ｎｓ／Ｎｐに比例した誘
起起電力Ｖ２が、２次巻線に誘起される（図３ｅ）。

【００２０】ここで、スイッチングトランス３（図２）
の１次側及び２次側のインダクタンスが極めて大きく、
１次電流Ｉ１及び２次電流Ｉ２（＋）が直線的に増大す
るものと仮定するならば、Ｖ２＝（Ｎｓ／Ｎｐ）Ｖ１に
なる。この時の２次電流Ｉ２（＋）を（図３（ｆ））に
示す。スイッチングトランス３（図２）の２次巻線３Ｃ
と、正出力用スイッチ１３Ａ（図２）と、正極スイッチ
用ダイオード６Ａ（図２）、平滑コンデンサ７（図２）
とで形成する直列閉回路に２次電流Ｉ２（＋）が流れる
と、平滑コンデンサ７（図２）は、ほぼ直線的に、その
端子電圧Ｅ（＋）が増加する（図３（ｇ））。

【００２１】２．時刻Ｔ２ 制御回路１４（図２）の制御に基づいてトランジスタ５
（図２）に流れていたベース電流が遮断され非導通状態
（オフ）になる（図３（ａ））。従って、１次電流Ｉ１
が流れていた閉回路がトランジスタ５（図２）によって
遮断される。その結果、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に至る間
に、スイッチングトランス３（図２）の１次巻線３Ａに
蓄積された磁気エネルギは、３次巻線３Ｂ、クランプダ
イオード４（図２）、入力電源１（図２）とで構成され
る閉回路を流れて放出される。

【００２２】３次巻線３Ｂは、１次巻線３Ａと、同一の
コア上の、同一の位置に、同一方向に、同一巻数によっ
て構成されているため、１次巻線３Ａと、全く同様の特
性を示す。従って３次電流Ｉ３は直線的に減少して時刻
Ｔ３で０になる。この電流波形は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ
２に至る１次電流Ｉ１と時刻Ｔ２に対して線対称にな
る。

【００２３】この時、このＩ３の時間減少率とスイッチ
ングトランス３（図２）の３次巻線３Ｂのインダクタン
ス（１次巻線３Ａと同様の構成なのでＬｐに等しい）に
比例した３次逆起電力が発生する。今Ｌｐが極めて大き
いと仮定しているのでこの電圧は、Ｖ１になる。従って
スイッチングトランス３（図２）の１次巻線電圧（テス
ティングポイントＴｐ１）は、電源電圧Ｖ１に３次逆起
電力Ｖ１が加算されて２Ｖ１になる（図３（ｂ））。同
様にして、２次巻線には、巻数比Ｎｓ／Ｎｐに比例した
誘起起電力−Ｖ２が、誘起される（図３（ｅ））。

【００２４】この誘起起電力−Ｖ２は、正出力用ダイオ
ードを逆バイアスするので、２次電流Ｉ２（＋）は、そ
の流れを停止する（図３（ｆ））。従って平滑コンデン
サ７の端子電圧Ｅ（＋）は、時刻Ｔ４まで直線的に減少
する。更に、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に至る間に、スイッ
チングトランス３（図２）の２次巻線に蓄積された磁気
エネルギは、３次巻線３Ｂ、クランプダイオード４（図
２）、入力電源１（図２）とで構成される閉回路を流れ
て放出される。

【００２５】３．時刻Ｔ３ ３次電流Ｉ３は直線的に減少して時刻Ｔ３で０になる
（図３（ｄ））。従って１次逆起電力は、０になる。そ
の結果、スイッチングトランス３（図２）の１次巻線電
圧（テスティングポイントＴｐ１）は、Ｖ１になる（図
３（ｂ））。同様にして２次誘起起電力も０になる（図
３（ｅ））。

【００２６】４．時刻Ｔ４ 制御回路１４（図２）の制御に基づいてトランジスタ５
（図２）にベース電流が流され（図３（ａ））導通状態
（オン）になり、時刻Ｔ１での動作を繰り返す。以下、
時刻Ｔ５では、時刻Ｔ２の動作を、時刻Ｔ６では、時刻
Ｔ３の動作を、時刻Ｔ７では、…、の動作を繰り返す。
以上説明した動作によって得られた平滑コンデンサ７
（図２）の端子電圧Ｅ（＋）（図３（ｇ））から、保護
抵抗１２（図２）を介して並列な接続された正出力用ツ
ェナーダイオード９（図２）及び、正出力用ダイオード
８（図２）、によって出力（＋）（図３（ｈ））を得る
ことができる。

【００２７】次に、負極性出力の動作について説明す
る。図４は、具体例１の負極性出力動作説明図（その
１）である。図５は、具体例１の負極性出力動作説明図
（その２）である。上から順に（ａ）は、トランジスタ
５のベース電流波形である。（ｂ）は、スイッチングト
ランス３の１次巻線の電圧波形（テスティングポイント
Ｔｐ１）である。（ｃ）は、スイッチングトランス３の
１次電流Ｉ１である。（ｄ）は、スイッチングトランス
３の３次電流Ｉ３である。（ｅ）は、スイッチングトラ
ンス３の２次巻線の電圧波形（テスティングポイントＴ
ｐ２）である。（ｆ）は、スイッチングトランス３の２
次電流Ｉ２（−）である。（ｇ）は、平滑コンデンサ７
の電圧波形（テスティングポイントＴｐ３）である。
（ｈ）は、出力電圧波形である。

【００２８】以上、全て縦軸にレベルを横軸に時間経過
を表している。横軸の時間経過は、全図タイミングを一
致させてある。以下図５（ａ）の上部に示す時刻Ｔ１〜
Ｔ５に沿って各部の動作を説明する。図５（ａ）で、負
出力用スイッチ１３Ｂは、制御回路１４の制御によって
オンされている。

【００２９】１．時刻Ｔ１ 制御回路１４（図４）の制御に基づいてトランジスタ５
（図４）にベース電流が流され（図５（ａ））導通状態
（オン）になる。この時刻まで入力電源１（図４）の電
源電圧Ｖ１に維持されていたスイッチングトランス３
（図４）の１次巻線電圧（テスティングポイントＴｐ
１）は、０Ｖに近付く（図５（ｂ））。同時に１次電流
Ｉ１が流れ始める。この時１次側から見たスイッチング
トランス３（図４）のインダクタンスＬｐが大きいの
で、ほぼ直線的に増大して時刻Ｔ２に至る（図５
（ｃ））。この時、このＩ１の時間増加率とスイッチン
グトランス３（図４）の巻数比Ｎｓ／Ｎｐに比例した誘
起起電力Ｖ２が、２次巻線に誘起される（図５
（ｅ））。

【００３０】ここで、スイッチングトランス３（図４）
の１次側及び２次側のインダクタンスが極めて大きく、
１次電流Ｉ１が直線的に増大するものと仮定するなら
ば、Ｖ２＝（Ｎｓ／Ｎｐ）Ｖ１になる。この時このＶ２
は負極スイッチ用ダイオード６Ｂ（図４）を逆バイアス
しているので２次電流Ｉ２（−）は流れていない（図５
（ｆ））。２次電流Ｉ２（−）が流れていないので、平
滑コンデンサ７（図４）は、ほぼ直線的に、その端子電
圧が増加を続けている（図５（ｇ））。

【００３１】２．時刻Ｔ２ 制御回路１４（図４）の制御に基づいてトランジスタ５
（図４）に流れていたベース電流が遮断され非導通状態
（オフ）になる（図５（ａ））。従って、１次電流Ｉ１
が流れていた閉回路がトランジスタ５（図４）によって
遮断される。その結果、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に至る間
に、スイッチングトランス３（図４）の１次巻線３Ａに
蓄積された磁気エネルギは、３次巻線３Ｂ、クランプダ
イオード４（図４）、入力電源１（図４）とで構成され
る閉回路を流れて放出される。

【００３２】３次巻線３Ｂは、１次巻線３Ａと、同一の
コア上の、同一の位置に、同一方向に、同一巻数、によ
って構成されているため、１次巻線３Ａと、全く同様の
特性を示す。従って３次電流Ｉ３は直線的に減少して時
刻Ｔ３で０になる。この電流波形は、時刻Ｔ１から時刻
Ｔ２に至る１次電流Ｉ１と時刻Ｔ２に対して線対称にな
る。

【００３３】この時、このＩ３の時間減少率とスイッチ
ングトランス３（図４）の３次巻線３Ｂのインダクタン
ス（１次巻線３Ａと同様の構成なのでＬｐに等しい）に
比例した３次逆起電力が発生する。今Ｌｐが極めて大き
いと仮定しているのでこの電圧は、Ｖ１になる。従って
スイッチングトランス３（図４）の１次巻線電圧（テス
ティングポイントＴｐ１）は、電源電圧Ｖ１に３次逆起
電力Ｖ１が加算されて２Ｖ１になる（図５（ｃ））。同
様にして、２次巻線には、巻数比Ｎｓ／Ｎｐに比例した
誘起起電力−Ｖ２が、誘起される（ｅ）。ここで留意す
べきことは、すでに説明したように、時刻Ｔ１から時刻
Ｔ２に至る間の１次電流Ｉ１と、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３
に至る間の３次電流Ｉ３が時刻Ｔ２に対して線対称にな
るため、この誘起起電力−Ｖ２と上記時刻Ｔ１から時刻
Ｔ２に間の誘起起電力Ｖ２はそのデューティ比が等しく
なる。

【００３４】この誘起起電力−Ｖ２は、負出力用ダイオ
ードを順方向にバイアスするので、２次電流Ｉ２（−）
が流れる（図５（ｆ））。この２次電流Ｉ２（−）の波
形は、３次電流Ｉ３の波形と相似形になる。但し流れる
方向が反対になる。従って平滑コンデンサ７（図４）の
端子電圧Ｅ（−）は、時刻Ｔ４まで直線的に減少する。

【００３５】３．時刻Ｔ３ ３次電流Ｉ３は直線的に減少して時刻Ｔ３で０になる
（ｄ）。従って３次逆起電力は、０になる。その結果、
スイッチングトランス３（図４）の１次巻線電圧（テス
ティングポイントＴｐ１）は、Ｖ１になる（図５
（ｂ））。同様にして２次側誘起起電力も０になる（図
５（ｅ））。同様に２次電流Ｉ２（−）も０になる（図
５（ｆ））。

【００３６】４．時刻Ｔ４ 制御回路１４（図４）の制御に基づいてトランジスタ５
（図４）にベース電流が流され（図５（ａ））導通状態
（オン）になり、時刻Ｔ１での動作を繰り返す。以下、
時刻Ｔ５では、時刻Ｔ２の動作を、時刻Ｔ６では、時刻
Ｔ３の動作を、時刻Ｔ７では、…、の動作を繰り返す。
以上説明した動作によって得られた平滑コンデンサ７
（図４）の端子電圧Ｅ（−）（図５（ｇ））から、保護
抵抗１２（図４）を介して並列に接続された正出力用ツ
ェナーダイオード９（図４）及び、正出力用ダイオード
８（図４）、によって出力（−）（図５（ｈ））を得る
ことができる。

【００３７】〈具体例１の効果〉以上説明した具体例１
の正負出力電源回路により、以下の効果を得た。 １．従来の技術で、正極性電圧用と負極性電圧用のそれ
ぞれに、別々に１個ずつ必要とされた、スイッチング回
路、スイッチングトランス、整流回路等を、それぞれ１
個備えるのみで、正負両極性電圧を得ることができるよ
うになった。

【００３８】２．正負両極性電圧は、それぞれ共通のス
イッチング回路、スイッチングトランス、整流回路によ
って得られるため、各構成要素の特性バラツキに関係な
く、整合性のよい正極性電圧と負極性電圧を得ることが
できるようになった。更に、同様の理由でスイッチング
トランスの１次巻線に印加するパルス電圧のデューティ
比に拘らず整合性のよい正極性電圧と負極性電圧を得る
ことができるようになった。

【００３９】３．形状が小形化し、更には、装置の価格
低減にもつながった。更に、平滑コンデンサ７に並列
に、正出力用ツェナーダイオード９と直列に接続した正
出力用ダイオード８、及び負出力用ツェナーダイオード
１１と直列に接続した負出力用ダイオード１０を、備え
ることにより以下の効果を得た。 ４．制御回路１４等の動作変動が発生しても、安定した
出力を得ることができるようになった。

【００４０】〈具体例２〉図６は、具体例２の回路図で
ある。図６より、具体例２による、正負出力電源回路
は、入力電源１、コンデンサ２、スイッチングトランス
３、クランプダイオード４、トランジスタ５、平滑コン
デンサ７、正出力用ダイオード８、正出力用ツェナーダ
イオード９、負出力用ダイオード１０、負出力用ツェナ
ーダイオード１１、保護抵抗１２、制御回路１４、正出
力用スイッチング素子１５Ａ、負出力用スイッチング素
子１５Ｂを備える。

【００４１】具体例１との差異のみについて説明する。
正出力用スイッチング素子１５Ａは、制御回路１４の制
御によってスイッチングトランス３の２次巻線と平滑コ
ンデンサ７と正出力用スイッチング素子１５Ａとで、正
出力用閉回路Ｌ１を構成するスイッチング素子である。
通常サイリスタが採用される。制御回路１４の制御によ
ってオン・オフできるものであり、スイッチングトラン
ス３の２次巻線に発生する誘起起電力に耐えうる耐圧を
備える半導体スイッチング素子であればサイリスタにこ
だわる必要はない。

【００４２】負出力用スイッチング素子１５Ｂは、制御
回路１４の制御によってスイッチングトランス３の２次
巻線と、平滑コンデンサ７と、負出力用スイッチング素
子１５Ｂとで、負出力用閉回路Ｌ２を構成するスイッチ
ング素子である。通常サイリスタが採用される。制御回
路１４の制御によってオン・オフできるものであり、ス
イッチングトランス３の２次巻線に発生する誘起起電力
に耐えうる耐圧を備える半導体スイッチング素子であれ
ばサイリスタにこだわる必要はない。

【００４３】以上説明した正出力用スイッチング素子１
５Ａと負出力用スイッチング素子１５Ｂが、それぞれ具
体例１における正極スイッチ用ダイオード６Ａと正出力
用スイッチ１３Ａ、及び負極スイッチ用ダイオード６Ｂ
と負出力用スイッチ１３Ｂ、の代わりに配置されてい
る。これ以外の構成は具体例１と全く同様である。

【００４４】動作に関して、具体例１との相違点につい
て説明する。具体例２において、正極性出力を得るため
には、制御回路１４が正出力用スイッチング素子１５Ａ
を導通状態にするゲート信号を出力し、同時に負出力用
スイッチング素子１５Ｂを遮断状態にするゲート信号を
出力する。また、負極性出力を得るためには、制御回路
１４が負出力用スイッチング素子１５Ｂを導通状態にす
るゲート信号を出力し、同時に正出力用スイッチング素
子１５Ａを遮断状態にするゲート信号を出力する。これ
以外の動作は具体例１と全く同様である。

【００４５】〈具体例２の効果〉出力極性切替スイッチ
として、サイリスタ等の半導体スイッチング素子を備え
ることにより、極性の高速切替が可能になり、かつリレ
ー等のメカニカルスイッチと比較して動作が安定し、か
つノイズの発生も少なくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】具体例１の回路図である。

【図２】具体例１の正極性出力動作説明図（その１）で
ある。

【図３】具体例１の正極性出力動作説明図（その２）で
ある。

【図４】具体例１の負極性出力動作説明図（その１）で
ある。

【図５】具体例１の負極性出力動作説明図（その２）で
ある。

【図６】具体例２の回路図である。

【符号の説明】

１ 入力電源 ２ コンデンサ ３ スイッチングトランス ４ クランプダイオード ５ トランジスタ ６Ａ 正極スイッチ用ダイオード ６Ｂ 負極スイッチ用ダイオード ７ 平滑コンデンサ ８ 正出力用ダイオード ９ 正出力用ツェナーダイオード １０ 負出力用ダイオード １１ 負出力用ツェナーダイオード １２ 保護抵抗 １３Ａ 正出力用スイッチ １３Ｂ 負出力用スイッチ １４ 制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源と、 該直流電源をオン・オフするスイッチング素子と、 該直流電源をオン・オフして生成したパルスを受け入
   れ、正極性パルスと負極性パルスとを出力するスイッチ
   ングトランスと、 前記スイッチングトランスから受け入れた正極性パルス
   又は負極性パルスを平滑して正出力又は負出力を発生さ
   せる平滑回路と、 前記正極性パルスを阻止する第１の整流素子と、前記負
   極性パルスを阻止する第２の整流素子と、 前記第１の整流素子と前記第２の整流素子のいずれかを
   前記スイッチングトランスへ直列に接続させるための極
   性選択スイッチとを有し、 前記平滑回路に正出力を発生させる場合には、前記極性
   選択スイッチを前記スイッチングトランスに前記第２の
   整流素子が直列に接続されるように切り換え、 前記平滑回路に負出力を発生させる場合には、前記極性
   選択スイッチを前記スイッチングトランスに前記第１の
   整流素子が直列に接続されるように切り換えることを特
   徴とする正負出力電源回路。
2. 【請求項２】 直流電源と、直流電流をオン・オフする
   スイッチング素子と、 このスイッチング素子が直流電流をオン・オフして生成
   したパルス電流を受け入れる１次巻線と、この１次巻線
   にバイファィラ巻されている３次巻線と、前記パルス電
   流によって誘起起電力を誘起する２次巻線を備えるスイ
   ッチングトランスと、 前記誘起起電力によって流れる２次電流の方向を選択す
   る、正方向と負方向、１組の極性選択スイッチと、 前記１組の極性選択スイッチのうちのいずれか一方を選
   択してオンさせるとともに、前記スイッチング素子をオ
   ン・オフさせる制御回路と、 前記２次電流を充電する平滑コンデンサを備え、 前記３次巻線の１端と前記１次巻線の１端とを、相互に
   逆起電力を増加させる方向に接続し、 前記３次巻線の他端に、前記スイッチング素子がオンの
   ときに前記１次巻線に蓄積した磁気エネルギを前記スイ
   ッチング素子がオフのときに前記３次巻線から放出する
   クランプダイオードを接続したことを特徴とする正負出
   力電源回路。
3. 【請求項３】 請求項２に記載された正負出力電源回路
   において、 前記極性選択スイッチとして、半導体スイッチング素子
   を用いたことを特徴とする正負出力電源回路。