JP2000102249A - High-voltage power supply - Google Patents

High-voltage power supply

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JP2000102249A
JP2000102249A JP10268555A JP26855598A JP2000102249A JP 2000102249 A JP2000102249 A JP 2000102249A JP 10268555 A JP10268555 A JP 10268555A JP 26855598 A JP26855598 A JP 26855598A JP 2000102249 A JP2000102249 A JP 2000102249A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high-voltage power supply, capable of always supplying power with stability to a load having large fluctuation of impedance. SOLUTION: When a constant-voltage control or constant-current control is exercised, based on the output voltage of a rectifying and smoothing circuit 18 detected through a voltage detection circuit 22 or the output current of the rectifying and smoothing circuit 18 detected through a current detection circuit 24, an input voltage variable circuit 14 is controlled, so that the value for voltage applied to the primary winding of a step-up transformer 16 from a direct-current power supply 26 is varied, according to the humidity detected by an environment detecting means 38.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧電源装置に係
り、より詳しくは、例えば電子写真方式のプリンタ、複
写機等の電源として用いることができるデジタル制御方
式の高圧電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high voltage power supply, and more particularly, to a digital control type high voltage power supply which can be used as a power supply for, for example, an electrophotographic printer or copier.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、特開昭62−279366号
公報に記載されているような電源装置の出力電圧、又は
出力電流を安定して目標値に一致させることを目的とし
て、電源装置を図20(A)に示すような構成として、
電圧検出回路22によって生成された電圧モニタ信号が
示す電圧モニタ値Vmon 、又は電流検出回路24によっ
て生成された電流モニタ信号が示す電流モニタ値Imon
をA/D変換器36を介してCPU30にフィードバッ
クし、その値が目標値に一致するようにパルス発振器3
4により生成されるPWM(Pulse Width Modulation、
パルス幅変調)信号PWMのデューティを制御し、該P
WM信号によって昇圧トランス16への直流電源26に
より生成された電圧の印加/非印加を制御するためのス
イッチ素子20のオン/オフを制御する、という所謂デ
ジタル制御方式の電源装置が広く知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a power supply has been developed for the purpose of stably making an output voltage or an output current of a power supply as described in JP-A-62-279366 consistent with a target value. As a configuration as shown in FIG.
The voltage monitor value V mon indicated by the voltage monitor signal generated by the voltage detection circuit 22 or the current monitor value I mon indicated by the current monitor signal generated by the current detection circuit 24
Is fed back to the CPU 30 through the A / D converter 36, and the pulse generator 3 is adjusted so that the value matches the target value.
4 generated by PWM (Pulse Width Modulation,
(Pulse width modulation) The duty of the signal PWM is controlled,
A so-called digital control type power supply that controls on / off of a switch element 20 for controlling application / non-application of a voltage generated by a DC power supply 26 to a step-up transformer 16 by a WM signal is widely known. I have.

【0003】しかしながら、このようなデジタル制御方
式の電源装置には、次のような間題点がある。
However, such a digital control type power supply has the following problems.

【0004】図20(A)に示すようなデジタル制御方
式の電源装置では、スイッチ素子20がオン/オフを繰
り返すことで出力を発生し、その値はスイッチ素子20
をオン/オフさせる前記PWM信号のデューティに大き
く依存する。すなわち、出力を大きくしたいときはデュ
ーティを大きくし、また出力を小さくしたいときはデュ
ーティを小さくする。
In a power supply device of a digital control system as shown in FIG. 20A, an output is generated by repeatedly turning on / off a switching element 20, and its value is determined by the switching element 20.
On / off of the PWM signal. That is, the duty is increased when the output is to be increased, and the duty is decreased when the output is to be decreased.

【0005】ここで問題となるのは、このデューティの
可変幅である。図20(B)に示すような従来の所謂ア
ナログ制御方式の電源装置では、PWM信号PWMのデ
ューティの可変幅はほぼ無限といえるが、図20(A)
に示すようなテジタル制御方式の電源装置の場合、PW
M信号PWMをCPU30の制御によってパルス発振器
34で生成しているため、所定の最小ビット単位でしか
デューティを変更できない。
The problem here is the variable width of the duty. In the conventional power supply device of the so-called analog control method as shown in FIG. 20B, the variable width of the duty of the PWM signal PWM can be said to be almost infinite, but FIG.
In the case of a digital control type power supply as shown in
Since the M signal PWM is generated by the pulse oscillator 34 under the control of the CPU 30, the duty can be changed only in a predetermined minimum bit unit.

【0006】すなわち、例えば、CPU30の基準クロ
ック信号の周波数が20MHzである場合、図21
(A)に示すように、1パルスの周期は50nSであ
る。ここで、CPU30が8ビット構成である場合は1
周期が256パルスとなるので、図21(B)に示すよ
うに、1周期の時間は12.8μSとなり、この場合の
周波数は約80kHz(=20MHz/256パルス)
となり、更にこの場合の1ビット当たりの分解能は約
0.39%(=100%/256パルス)となる。
That is, for example, when the frequency of the reference clock signal of the CPU 30 is 20 MHz, FIG.
As shown in (A), the period of one pulse is 50 ns. Here, 1 when the CPU 30 has an 8-bit configuration.
Since the cycle is 256 pulses, as shown in FIG. 21B, the time of one cycle is 12.8 μS, and the frequency in this case is about 80 kHz (= 20 MHz / 256 pulses).
And the resolution per bit in this case is about 0.39% (= 100% / 256 pulses).

【0007】一方、CPU30が10ビット構成である
場合は1周期が1024パルスとなるので、図21
(C)に示すように、1周期の時間は51.2μSとな
り、この場合の周波数は約20kHz(=20MHz/
1024パルス)となり、更にこの場合の1ビット当た
りの分解能は約0.098%(=100%/1024パ
ルス)となる。
On the other hand, when the CPU 30 has a 10-bit configuration, one cycle is 1024 pulses.
As shown in (C), the time of one cycle is 51.2 μS, and the frequency in this case is about 20 kHz (= 20 MHz /
1024 pulses), and the resolution per bit in this case is about 0.098% (= 100% / 1024 pulses).

【0008】すなわち、例えば上記のようにCPU30
の基準クロック信号の周波数が20MHzであり該CP
U30が10ビット構成である場合、図22(A)に示
すように、PWM信号PWMのデューティは0.098
%毎のステップ状にしか設定できず、この結果として図
22(B)に示すように出力電圧もステップ状にしか変
更できないため、出力電圧が目標値から大きくずれた
り、リップルが大きくなってしまう、という問題点があ
った。
That is, for example, as described above, the CPU 30
Of the reference clock signal is 20 MHz and the CP
When U30 has a 10-bit configuration, the duty of the PWM signal PWM is 0.098, as shown in FIG.
%, The output voltage can be changed only in a step shape as shown in FIG. 22 (B), so that the output voltage greatly deviates from the target value or the ripple increases. , There was a problem.

【0009】この問題点を解決し得る技術として、特開
平9−149637号公報の従来の技術として記載され
ている技術では、昇圧トランスの1次側スナバ回路の定
数を工夫したり、昇圧トランスのリアクタンス成分を工
夫することによってデューティと出力電圧・出力電流と
の関係として出力範囲の全域で正比例かつ緩やかな特性
を得て、可変領域で出力分解能が良くなるようにしてい
る(図23参照)。これによってデューティを最小ビッ
ト分変更したときの出力の変動幅が小さくなり上記の問
題点を改善することができる。
As a technique capable of solving this problem, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-149637, the constant of the primary side snubber circuit of the step-up transformer is devised, By devising the reactance component, the relationship between the duty and the output voltage / output current is directly proportional and gradual throughout the output range, and the output resolution is improved in the variable range (see FIG. 23). As a result, the fluctuation range of the output when the duty is changed by the minimum number of bits is reduced, and the above problem can be solved.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
昇圧トランスの1次側スナバ回路の定数や昇圧トランス
のリアクタンス成分を工夫する技術では、負荷のインピ
ーダンスの変動が大きな場合には次のような問題点があ
った。
However, the above-described technique for devising the constant of the primary-side snubber circuit of the step-up transformer and the reactance component of the step-up transformer has the following problems when the fluctuation of the load impedance is large. There was a point.

【0011】例えば、負荷が電子写真方式のプリンタ、
複写機等において画像の転写に用いられる転写ローラで
ある場合、該転写ローラは温度、湿度等の環境状態に応
じてインピーダンスが大きく変動する。例えば、温度が
25℃以上でかつ湿度が80%以上の高温多湿の状態で
は負荷のインピーダンスは20MΩで、温度が10℃以
下でかつ湿度が25%以下の低温乾燥の状態では負荷の
インピーダンスは200MΩとなる場合があり、この場
合は10倍程度もインピーダンスが変動している。
For example, a printer whose load is an electrophotographic system,
When a transfer roller is used for transferring an image in a copying machine or the like, the impedance of the transfer roller greatly varies depending on environmental conditions such as temperature and humidity. For example, the load impedance is 20 MΩ in a high-temperature and high-humidity state where the temperature is 25 ° C. or more and the humidity is 80% or more, and the load impedance is 200 MΩ in a low-temperature drying state where the temperature is 10 ° C. or less and the humidity is 25% or less. In this case, the impedance fluctuates about 10 times.

【0012】このとき、デューティ−出力電圧特性は、
図24に示すように、負荷のインピーダンスに応じて大
きく変動する。これは、負荷が軽くなったとき(上記の
例では200MΩのとき)には、昇圧トランスの1次側
から供給するエネルギーが小さくて済み、同じ出力電圧
を発生するための上記PWM信号のデューティは小さく
てよいためである。このため、高温多湿の状態で良好な
出力特性となるように回路の各定数を決めた場合、低温
乾燥の状態では出力分解能は約2倍程度になり、出力値
が目標値から大きくずれたり、リップルが大きくなった
りして、安定した画質が得られない、等の問題点が発生
する。
At this time, the duty-output voltage characteristic is:
As shown in FIG. 24, the voltage fluctuates greatly according to the impedance of the load. This is because when the load becomes lighter (in the above example, at 200 MΩ), the energy supplied from the primary side of the step-up transformer needs to be small, and the duty of the PWM signal for generating the same output voltage is This is because it may be small. For this reason, when each constant of the circuit is determined so as to obtain good output characteristics in a high-temperature and high-humidity state, the output resolution is about twice as high in a low-temperature drying state, and the output value largely deviates from a target value. Problems such as an increase in ripples and inability to obtain stable image quality occur.

【0013】この問題点を解決し得る技術として、図2
5に示すように、負荷のインピーダンスの変動を吸収す
ることができる抵抗値としたブリーダ抵抗Rtを用いる
技術がある。すなわち、仮にブリーダ抵抗Rtの抵抗値
を10MΩとした場合、負荷のインピーダンスが20M
Ωから200MΩまでの範囲内で変動しても、昇圧トラ
ンス側からみた負荷の変動は約6.7MΩから約9.5
MΩまでの範囲内となり、特性のずれも小さくすること
ができる。
As a technique that can solve this problem, FIG.
As shown in FIG. 5, there is a technique using a bleeder resistor Rt having a resistance value capable of absorbing a change in load impedance. That is, if the resistance value of the bleeder resistor Rt is 10 MΩ, the impedance of the load is 20 MΩ.
Even if the voltage fluctuates within the range from Ω to 200 MΩ, the fluctuation of the load viewed from the step-up transformer side is from about 6.7 MΩ to about 9.5.
The range is up to MΩ, and the deviation of the characteristics can be reduced.

【0014】しかしながら、高圧出力を行う電源装置に
同様の手段を実施すると、仮に出力電圧が9kVであっ
た場合、ブリーダ抵抗Rtにかかる消費電力は8.1W
となり、ブリーダ抵抗Rtそのものを大きくする必要が
あり高価になるという問題点や、電源装置の入力電流が
増大するという問題点があるため、高圧出力を行う電源
装置では、ブリーダ抵抗Rtは通常200MΩ〜300
MΩ程度の抵抗値のものが使用されており、この手段で
は上記の問題点、すなわち高圧電源の出力値が目標値か
ら大きくずれたり、リップルが大きくなったりする等の
問題点を解決することができない。
However, if the same means is applied to a power supply device that outputs a high voltage, if the output voltage is 9 kV, the power consumption applied to the bleeder resistor Rt is 8.1 W
Since there is a problem that the bleeder resistance Rt itself needs to be increased and becomes expensive and a problem that the input current of the power supply device increases, the bleeder resistance Rt of the power supply device that performs high-voltage output is usually 200 MΩ or more. 300
A resistor having a resistance value of about MΩ is used, and this means can solve the above-mentioned problems, that is, a problem that the output value of the high-voltage power supply largely deviates from a target value or that the ripple increases. Can not.

【0015】本発明は、上記問題点を解消するために成
されたものであり、インピーダンスの変動が大きい負荷
に対しても常に安定した電力を供給することができる高
圧電源装置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a high-voltage power supply capable of always supplying stable power to a load having a large variation in impedance. The purpose is.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1記載の高圧電源装置は、昇圧トランスと、前
記昇圧トランスの1次巻線側に供給するための直流電圧
を生成する直流電源と、デューティが可変であるパルス
幅変調信号を生成する信号生成手段と、前記パルス幅変
調信号に応じて前記直流電源から前記1次巻線側に供給
される直流電圧を断続するスイッチ手段と、前記昇圧ト
ランスの2次巻線に接続されて負荷に電力を供給する出
力手段と、前記出力手段の出力値を検出する検出手段
と、環境状態を検知する環境検知手段と、前記出力値が
予め設定された目標値と一致するように前記パルス幅変
調信号のデューティを変更するように前記信号生成手段
を制御すると共に、前記環境検知手段によって検知され
た環境状態に応じて、前記昇圧トランスの1次巻線側に
供給する直流電圧の電圧値の変更、前記信号生成手段に
より生成されるパルス幅変調信号の間引き、及び前記信
号生成手段により生成されるパルス幅変調信号の周波数
の変更の少なくとも1つを行うように制御する制御手段
と、を備えている。
According to another aspect of the present invention, there is provided a high-voltage power supply apparatus comprising: a step-up transformer; and a direct-current power supply for generating a direct-current voltage to be supplied to a primary winding of the step-up transformer. A power supply, signal generation means for generating a pulse width modulation signal having a variable duty, and switch means for intermittently switching a DC voltage supplied from the DC power supply to the primary winding according to the pulse width modulation signal. Output means connected to the secondary winding of the step-up transformer for supplying power to a load, detection means for detecting an output value of the output means, environment detection means for detecting an environmental state, and wherein the output value is While controlling the signal generation means to change the duty of the pulse width modulation signal so as to match a preset target value, according to the environmental state detected by the environment detection means Changing the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer, thinning out the pulse width modulation signal generated by the signal generation means, and the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation means And control means for controlling at least one of the changes.

【0017】請求項1記載の高圧電源装置によれば、昇
圧トランスの2次巻線に接続されて負荷に電力を供給す
る出力手段の出力値が検出手段によって検出され、検出
された出力値が予め設定された目標値と一致するように
パルス幅変調信号のデューティが変更されるように信号
生成手段が制御手段によって制御される。
According to the high voltage power supply device of the first aspect, the output value of the output means connected to the secondary winding of the step-up transformer and supplying power to the load is detected by the detection means, and the detected output value is detected by the detection means. The signal generation unit is controlled by the control unit so that the duty of the pulse width modulation signal is changed so as to match a preset target value.

【0018】この際、昇圧トランスの1次巻線側には直
流電源から直流電圧が供給されており、上記の制御手段
による制御によって生成されたパルス幅変調信号に応じ
て上記1次巻線側に供給されている直流電圧がスイッチ
手段によって断続される。
At this time, a DC voltage is supplied from the DC power supply to the primary winding side of the step-up transformer, and the primary winding side is supplied in accordance with the pulse width modulation signal generated by the control by the control means. The DC voltage supplied to the switch is interrupted by the switch means.

【0019】すなわち、例えば、目標値と一致するよう
に制御される出力値が出力手段の出力電圧の値である場
合は定電圧制御が、目標値と一致するように制御される
出力値が出力手段の出力電流である場合は定電流制御
が、各々制御手段によって行われる。
That is, for example, when the output value controlled so as to match the target value is the value of the output voltage of the output means, the constant voltage control outputs the output value controlled so as to match the target value. In the case of the output current of the means, constant current control is performed by each control means.

【0020】また、請求項1記載の高圧電源装置によれ
ば、制御手段によって、環境検知手段により検知された
環境状態に応じて、昇圧トランスの1次巻線側に供給す
る直流電圧の電圧値の変更、信号生成手段により生成さ
れるパルス幅変調信号の間引き、及び信号生成手段によ
り生成されるパルス幅変調信号の周波数の変更の少なく
とも1つが行われるように制御される。なお、上記環境
検知手段によって検知される環境状態には、湿度、温度
等が含まれる。
Further, according to the high voltage power supply device of the first aspect, the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer by the control means in accordance with the environmental state detected by the environment detecting means. , The pulse width modulation signal generated by the signal generation unit, and the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation unit are controlled to perform at least one of the following. The environmental state detected by the environment detecting means includes humidity, temperature, and the like.

【0021】このように請求項1記載の高圧電源装置に
よれば、環境検知手段によって検知された環境状態に応
じて、昇圧トランスの1次巻線側に供給する直流電圧の
電圧値の変更、信号生成手段により生成されるパルス幅
変調信号の間引き、及び信号生成手段により生成される
パルス幅変調信号の周波数の変更の少なくとも1つを行
っているので、環境状態の変化に起因して負荷のインピ
ーダンスが変動した場合であっても、高圧電源装置の出
力特性が極力変化しないように、昇圧トランスの1次巻
線側に供給する直流電圧の電圧値の変更、信号生成手段
により生成されるパルス幅変調信号の間引き、及び信号
生成手段により生成されるパルス幅変調信号の周波数の
変更の少なくとも1つを行うように制御することによっ
て、インピーダンスの変動が大きい負荷に対しても常に
安定した電力を供給することができる。
Thus, according to the high voltage power supply device of the first aspect, the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer is changed in accordance with the environmental state detected by the environment detecting means. Since at least one of the thinning of the pulse width modulation signal generated by the signal generation means and the change of the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation means is performed, the load of the load is changed due to the change in the environmental condition. Changing the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer, and changing the pulse generated by the signal generation means so that the output characteristics of the high-voltage power supply do not change as much as possible even when the impedance fluctuates. By controlling at least one of thinning out the width modulation signal and changing the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation means, the impedance is controlled. It is possible to supply electric power constantly stable against variations in the large load.

【0022】また、請求項2記載の高圧電源装置は、請
求項1記載の高圧電源装置において、前記制御手段は、
前記環境検知手段によって検知された環境状態に応じた
処理をウォームアップ時に行うことを特徴とするもので
ある。
The high-voltage power supply according to claim 2 is the high-voltage power supply according to claim 1, wherein the control means includes:
A process according to the environment state detected by the environment detection means is performed at the time of warm-up.

【0023】このように請求項2記載の高圧電源装置に
よれば、請求項1記載の発明と同様の効果を奏すること
ができると共に、環境検知手段によって検知された環境
状態に応じた処理をウォームアップ時に行っているの
で、該処理を逐次行う場合に比較して該処理に費やされ
る時間を短縮することができる。
As described above, according to the high-voltage power supply device of the second aspect, the same effect as that of the first aspect of the invention can be obtained, and the processing according to the environmental state detected by the environment detecting means is warm. Since the processing is performed at the time of uploading, the time spent for the processing can be reduced as compared with the case where the processing is performed sequentially.

【0024】なお、請求項3記載の高圧電源装置のよう
に、請求項1又は請求項2記載の高圧電源装置における
前記検出手段によって検出する出力値が前記出力手段の
出力電圧及び出力電流の何れか一方の値であると共に前
記環境検知手段によって検知する環境状態が湿度である
場合は、前記制御手段は、前記出力電圧が予め設定され
た目標値と一致するように制御しかつ前記昇圧トランス
の1次巻線側に供給する直流電圧の電圧値の変更を行う
場合に、前記湿度が高いほど前記昇圧トランスの1次巻
線側に供給する直流電圧の電圧値を大きくし、前記出力
電流が予め設定された目標値と一致するように制御しか
つ前記昇圧トランスの1次巻線側に供給する直流電圧の
電圧値の変更を行う場合に、前記湿度が高いほど前記昇
圧トランスの1次巻線側に供給する直流電圧の電圧値を
小さくし、前記出力電圧が予め設定された目標値と一致
するように制御しかつ前記信号生成手段により生成され
るパルス幅変調信号の間引きを行う場合に、前記湿度が
高いほど前記パルス幅変調信号の間引きの量を少なく
し、前記出力電流が予め設定された目標値と一致するよ
うに制御しかつ前記信号生成手段により生成されるパル
ス幅変調信号の間引きを行う場合に、前記湿度が高いほ
ど前記パルス幅変調信号の間引きの量を多くし、前記出
力電圧が予め設定された目標値と一致するように制御し
かつ前記信号生成手段により生成されるパルス幅変調信
号の周波数の変更を行う場合に、前記湿度が高いほど前
記周波数を小さな値とし、前記出力電流が予め設定され
た目標値と一致するように制御しかつ前記信号生成手段
により生成されるパルス幅変調信号の周波数の変更を行
う場合に、前記湿度が高いほど前記周波数を大きな値と
することが好ましい。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a high voltage power supply according to the first or second aspect, wherein an output value detected by the detection means is any one of an output voltage and an output current of the output means. If the environmental condition detected by the environment detecting means is humidity, the control means controls the output voltage to be equal to a preset target value and controls the boosting transformer. When changing the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side, the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer is increased as the humidity increases, and the output current is reduced. In the case where control is performed so as to match a preset target value and the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer is changed, the higher the humidity, the higher the primary voltage of the step-up transformer. In the case where the voltage value of the DC voltage supplied to the line side is reduced, the output voltage is controlled to match a preset target value, and the pulse width modulation signal generated by the signal generation unit is thinned out. The higher the humidity, the less the amount of thinning of the pulse width modulation signal, the more the output current is controlled to match a preset target value, and the pulse width modulation signal generated by the signal generation means. When performing the thinning, the amount of thinning of the pulse width modulation signal is increased as the humidity becomes higher, the output voltage is controlled so as to match a preset target value, and generated by the signal generating means. When changing the frequency of the pulse width modulation signal, the frequency is set to a smaller value as the humidity is higher, and the output current is controlled so as to match a preset target value, and When performing change of the frequency of the pulse width modulation signal generated by the serial signal generating means, it is preferable that a larger value of the frequency as the humidity is high.

【0025】また、請求項4記載の高圧電源装置は、昇
圧トランスと、前記昇圧トランスの1次巻線側に供給す
るための直流電圧を生成する直流電源と、デューティが
可変であるパルス幅変調信号を生成する信号生成手段
と、前記パルス幅変調信号に応じて前記直流電源から前
記1次巻線側に供給される直流電圧を断続するスイッチ
手段と、前記昇圧トランスの2次巻線に接続されて該2
次巻線に誘起される交番電流を整流しかつ平滑する整流
平滑手段と、前記整流平滑手段の出力電圧を検出する電
圧検出手段と、前記整流平滑手段の出力電流を検出する
電流検出手段と、前記出力電圧及び前記出力電流の何れ
か一方の値が予め設定された目標値と一致するように前
記パルス幅変調信号のデューティを変更するように前記
信号生成手段を制御すると共に、所定デューティのパル
ス幅変調信号を生成するように前記信号生成手段を制御
したときの前記出力電圧の電圧値及び前記出力電流の電
流値に基づいて得られた値に応じて、前記昇圧トランス
の1次巻線側に供給する直流電圧の電圧値の変更、前記
信号生成手段により生成されるパルス幅変調信号の間引
き、及び前記信号生成手段により生成されるパルス幅変
調信号の周波数の変更の少なくとも1つを行うように制
御する制御手段と、を備えている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a high-voltage power supply apparatus, comprising: a step-up transformer; a DC power supply for generating a DC voltage to be supplied to a primary winding of the step-up transformer; A signal generating means for generating a signal, a switch means for intermittently supplying a DC voltage supplied from the DC power supply to the primary winding according to the pulse width modulation signal, and a secondary winding of the step-up transformer. Being said 2
Rectifying and smoothing means for rectifying and smoothing the alternating current induced in the next winding, voltage detecting means for detecting the output voltage of the rectifying and smoothing means, current detecting means for detecting the output current of the rectifying and smoothing means, Controlling the signal generating means to change the duty of the pulse width modulation signal so that one of the output voltage and the output current matches a preset target value; The primary winding side of the step-up transformer according to the voltage value of the output voltage and the value obtained based on the current value of the output current when the signal generation means is controlled to generate a width modulation signal. Changing the voltage value of the DC voltage supplied to the signal generator, thinning out the pulse width modulation signal generated by the signal generation unit, and changing the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation unit. Further in and and a control unit for controlling to perform at least one.

【0026】請求項4記載の高圧電源装置によれば、昇
圧トランスの2次巻線に接続されて該2次巻線に誘起さ
れる交番電流を整流しかつ平滑する整流平滑手段の出力
電圧及び出力電流が電圧検出手段及び電流検出手段によ
って各々検出され、検出された出力電圧及び出力電流の
何れか一方の値が予め設定された目標値と一致するよう
にパルス幅変調信号のデューティが変更されるように信
号生成手段が制御手段によって制御される。
According to the high voltage power supply device of the fourth aspect, the output voltage of the rectifying / smoothing means which is connected to the secondary winding of the step-up transformer and rectifies and smoothes the alternating current induced in the secondary winding. The output current is detected by the voltage detection means and the current detection means, respectively, and the duty of the pulse width modulation signal is changed so that either one of the detected output voltage and the detected output current matches a preset target value. The signal generating means is controlled by the control means as described above.

【0027】この際、昇圧トランスの1次巻線側には直
流電源から直流電圧が供給されており、上記の制御手段
による制御によって生成されたパルス幅変調信号に応じ
て上記1次巻線側に供給されている直流電圧がスイッチ
手段によって断続される。
At this time, a DC voltage is supplied from the DC power supply to the primary winding side of the step-up transformer, and the primary winding side is supplied according to the pulse width modulation signal generated by the control by the control means. The DC voltage supplied to the switch is interrupted by the switch means.

【0028】すなわち、目標値と一致するように制御さ
れる値が整流平滑手段の出力電圧の値である場合は定電
圧制御が、目標値と一致するように制御される値が整流
平滑手段の出力電流である場合は定電流制御が、各々制
御手段によって行われる。
That is, when the value controlled to match the target value is the value of the output voltage of the rectifying and smoothing means, the constant voltage control is performed. In the case of the output current, constant current control is performed by the control means.

【0029】また、請求項4記載の高圧電源装置によれ
ば、制御手段によって、所定デューティのパルス幅変調
信号が生成されるように信号生成手段が制御され、この
ときの上記出力電圧の電圧値及び上記出力電流の電流値
に基づいて得られた値に応じて、昇圧トランスの1次巻
線側に供給する直流電圧の電圧値の変更、信号生成手段
により生成されるパルス幅変調信号の間引き、及び信号
生成手段により生成されるパルス幅変調信号の周波数の
変更の少なくとも1つが行われるように制御される。
According to the high voltage power supply device of the fourth aspect, the signal generation means is controlled by the control means so as to generate a pulse width modulation signal having a predetermined duty, and the voltage value of the output voltage at this time is controlled. And changing the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer according to the value obtained based on the current value of the output current, and thinning out the pulse width modulation signal generated by the signal generation means. , And at least one of changing the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation means is controlled.

【0030】所定デューティのパルス幅変調信号を用い
た場合、負荷のインピーダンスが変動すると、該インピ
ーダンスの変動量に応じて上記出力電圧及び出力電流の
少なくとも一方の値が変動する。従って上記出力電圧及
び出力電流に基づいて得られた値の変動量に応じて、昇
圧トランスの1次巻線側に供給する直流電圧の電圧値の
変更、信号生成手段により生成されるパルス幅変調信号
の間引き、及び信号生成手段により生成されるパルス幅
変調信号の周波数の変更の少なくとも1つを行うように
制御することによって出力特性の変動を抑えることが可
能となる。
When a pulse width modulation signal having a predetermined duty is used, when the impedance of the load changes, at least one of the output voltage and the output current changes in accordance with the amount of change in the impedance. Therefore, the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer is changed in accordance with the amount of change in the value obtained based on the output voltage and the output current, and the pulse width modulation generated by the signal generating means is performed. By controlling to perform at least one of the thinning of the signal and the change of the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation unit, it is possible to suppress the fluctuation of the output characteristic.

【0031】このように請求項4記載の高圧電源装置に
よれば、所定デューティのパルス幅変調信号を生成する
ように信号生成手段を制御したときの出力電圧の電圧値
及び出力電流の電流値に基づいて得られた値に応じて、
昇圧トランスの1次巻線側に供給する直流電圧の電圧値
の変更、信号生成手段により生成されるパルス幅変調信
号の間引き、及び信号生成手段により生成されるパルス
幅変調信号の周波数の変更の少なくとも1つを行うよう
に制御しているので、負荷のインピーダンスが変動した
場合であっても、高圧電源装置の出力特性が極力変化し
ないように、昇圧トランスの1次巻線側に供給する直流
電圧の電圧値の変更、信号生成手段により生成されるパ
ルス幅変調信号の間引き、及び信号生成手段により生成
されるパルス幅変調信号の周波数の変更の少なくとも1
つを行うように制御することによって、インピーダンス
の変動が大きい負荷に対しても常に安定した電力を供給
することができる。
Thus, according to the high voltage power supply device of the fourth aspect, the voltage value of the output voltage and the current value of the output current when the signal generation means is controlled to generate the pulse width modulation signal of the predetermined duty. Depending on the value obtained based on
Changing the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer, thinning out the pulse width modulation signal generated by the signal generation means, and changing the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation means Since the control is performed so as to perform at least one, even if the impedance of the load fluctuates, the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer is controlled so that the output characteristics of the high-voltage power supply device do not change as much as possible. At least one of changing the voltage value of the voltage, thinning out the pulse width modulation signal generated by the signal generation means, and changing the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation means
By performing such control, stable power can always be supplied to a load having a large variation in impedance.

【0032】また、請求項5記載の高圧電源装置は、請
求項4記載の高圧電源装置において、前記制御手段は、
所定デューティのパルス幅変調信号を生成するように前
記信号生成手段を制御したときの前記出力電圧の電圧値
及び前記出力電流の電流値に基づいて得られた値に応じ
た処理をウォームアップ時に行うことを特徴とするもの
である。
According to a fifth aspect of the present invention, in the high voltage power supply device according to the fourth aspect, the control means includes:
At the time of warm-up, a process corresponding to a value obtained based on a voltage value of the output voltage and a current value of the output current when the signal generation unit is controlled to generate a pulse width modulation signal having a predetermined duty is performed. It is characterized by the following.

【0033】このように請求項5記載の高圧電源装置に
よれば、請求項4記載の発明と同様の効果を奏すること
ができると共に、所定デューティのパルス幅変調信号を
生成するように信号生成手段を制御したときの出力電圧
の電圧値及び出力電流の電流値に基づいて得られた値に
応じた処理をウォームアップ時に行っているので、該処
理を逐次行う場合に比較して該処理に費やされる時間を
短縮することができる。
Thus, according to the high voltage power supply device of the fifth aspect, the same effect as the invention of the fourth aspect can be obtained, and the signal generating means can generate a pulse width modulation signal of a predetermined duty. Since the processing according to the values obtained based on the voltage value of the output voltage and the current value of the output current at the time of controlling is performed at the time of warm-up, it is necessary to spend the processing in comparison with the case where the processing is performed sequentially. Time can be reduced.

【0034】なお、請求項6記載の高圧電源装置のよう
に、請求項4又は請求項5記載の高圧電源装置における
前記所定デューティのパルス幅変調信号を生成するよう
に前記信号生成手段を制御したときの前記出力電圧の電
圧値及び前記出力電流の電流値に基づいて得られた値が
インピーダンスである場合には、前記制御手段は、前記
出力電圧が予め設定された目標値と一致するように制御
しかつ前記昇圧トランスの1次巻線側に供給する直流電
圧の電圧値の変更を行う場合に、前記インピーダンスが
大きいほど前記昇圧トランスの1次巻線側に供給する直
流電圧の電圧値を小さくし、前記出力電流が予め設定さ
れた目標値と一致するように制御しかつ前記昇圧トラン
スの1次巻線側に供給する直流電圧の電圧値の変更を行
う場合に、前記インピーダンスが大きいほど前記昇圧ト
ランスの1次巻線側に供給する直流電圧の電圧値を大き
くし、前記出力電圧が予め設定された目標値と一致する
ように制御しかつ前記信号生成手段により生成されるパ
ルス幅変調信号の間引きを行う場合に、前記インピーダ
ンスが大きいほど前記パルス幅変調信号の間引きの量を
多くし、前記出力電流が予め設定された目標値と一致す
るように制御しかつ前記信号生成手段により生成される
パルス幅変調信号の間引きを行う場合に、前記インピー
ダンスが大きいほど前記パルス幅変調信号の間引きの量
を少なくし、前記出力電圧が予め設定された目標値と一
致するように制御しかつ前記信号生成手段により生成さ
れるパルス幅変調信号の周波数の変更を行う場合に、前
記インピーダンスが大きいほど前記周波数を大きな値と
し、前記出力電流が予め設定された目標値と一致するよ
うに制御しかつ前記信号生成手段により生成されるパル
ス幅変調信号の周波数の変更を行う場合に、前記インピ
ーダンスが大きいほど前記周波数を小さな値とすること
が好ましい。
The signal generating means is controlled so as to generate the pulse width modulation signal of the predetermined duty in the high voltage power supply according to the fourth or fifth aspect, as in the high voltage power supply according to the sixth aspect. When the value obtained based on the voltage value of the output voltage and the current value of the output current at the time is an impedance, the control unit controls the output voltage so as to match a preset target value. When controlling and changing the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer, the larger the impedance is, the more the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer is changed. When controlling the output current to be equal to a preset target value and changing the value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer, As the impedance increases, the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer is increased, the output voltage is controlled to match a preset target value, and the output voltage is generated by the signal generation means. When performing the pulse width modulation signal thinning, the larger the impedance is, the larger the amount of the pulse width modulation signal thinning is, the output current is controlled to match a preset target value, and the signal is controlled. When thinning out the pulse width modulation signal generated by the generation means, the larger the impedance, the smaller the amount of the thinning out of the pulse width modulation signal, so that the output voltage matches a preset target value. When controlling and changing the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation means, the larger the impedance, the more the When the wave number is set to a large value and the output current is controlled to match a preset target value and the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation unit is changed, the larger the impedance is, Preferably, the frequency is set to a small value.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0036】〔第1実施形態〕図1に示すように、本第
1実施形態に係る高圧電源装置10は、負荷40に供給
するための高圧電力を生成する高圧電源部12、所定の
直流電圧を生成する直流電源26、装置全体の動作を司
る主制御部28、及び装置付近の環境状態(本実施形態
では湿度)を検知する環境検知手段38を備えている。
[First Embodiment] As shown in FIG. 1, a high-voltage power supply unit 10 according to the first embodiment includes a high-voltage power supply unit 12 for generating high-voltage power to be supplied to a load 40; , A main control unit 28 that controls the operation of the entire apparatus, and an environment detecting unit 38 that detects an environmental state (humidity in the present embodiment) near the apparatus.

【0037】高圧電源部12は、2入力1出力の入力電
圧可変回路14、昇圧トランス16、1入力3出力の整
流平滑回路18、スイッチ素子20、電圧検出回路2
2、及び電流検出回路24を備えており、入力電圧可変
回路14の出力端は昇圧トランス16の1次巻線の一方
の端子に接続されている。また、昇圧トランス16の1
次巻線の他方の端子にはスイッチ素子20の出力端が接
続されており、昇圧トランス16の2次巻線の端子は整
流平滑回路18の入力端に接続されている。更に、整流
平滑回路18の3つの出力端のうちの2つの出力端には
各々、電圧検出回路22及び電流検出回路24の各々の
入力端が接続されている。
The high-voltage power supply section 12 includes a two-input one-output input voltage variable circuit 14, a step-up transformer 16, a one-input three-output rectifying / smoothing circuit 18, a switch element 20, and a voltage detection circuit 2.
2, and an output terminal of the input voltage variable circuit 14 is connected to one terminal of a primary winding of the step-up transformer 16. In addition, one of the step-up transformers 16
The output terminal of the switch element 20 is connected to the other terminal of the next winding, and the terminal of the secondary winding of the step-up transformer 16 is connected to the input terminal of the rectifying / smoothing circuit 18. Further, two input terminals of the three output terminals of the rectifying / smoothing circuit 18 are connected to respective input terminals of the voltage detection circuit 22 and the current detection circuit 24.

【0038】また、直流電源26の出力端は入力電圧可
変回路14の一方の入力端に接続されており、直流電源
26によって生成した直流電圧Vinを入力電圧可変回路
14の一方の入力端に印加することができる。
Further, the output terminal of the DC power supply 26 is connected to one input terminal of the input voltage variable circuit 14, to one input terminal of the input voltage variable circuit 14 to the DC voltage V in generated by the DC power source 26 Can be applied.

【0039】一方、主制御部28は、CPU30、パル
ス発振器34、及び3入力1出力のアナログ/デジタル
変換器(以下、A/D変換器という)36を備えてお
り、更にCPU30は1入力2出力の演算器32を備え
ている。
On the other hand, the main control unit 28 includes a CPU 30, a pulse oscillator 34, and an analog / digital converter (hereinafter, referred to as an A / D converter) 36 with three inputs and one output. An output calculator 32 is provided.

【0040】演算器32の一方の出力端は入力電圧可変
回路14の他方の入力端に、演算器32の他方の出力端
はパルス発振器34の入力端に、演算器32の入力端は
A/D変換器36の出力端に、パルス発振器34の出力
端はスイッチ素子20の入力端に、各々接続されてい
る。従って、入力電圧可変回路14には演算器32によ
って生成したトリガー信号TRGを入力することがで
き、スイッチ素子20にはパルス発振器34によって生
成したPWM信号PWMを入力することができる。
One output terminal of the arithmetic unit 32 is connected to the other input terminal of the input voltage variable circuit 14, the other output terminal of the arithmetic unit 32 is set to the input terminal of the pulse oscillator 34, and the input terminal of the arithmetic unit 32 is set to A / The output terminal of the D converter 36 and the output terminal of the pulse oscillator 34 are connected to the input terminal of the switch element 20, respectively. Therefore, the trigger signal TRG generated by the calculator 32 can be input to the input voltage variable circuit 14, and the PWM signal PWM generated by the pulse oscillator 34 can be input to the switch element 20.

【0041】更に、A/D変換器36の3つの入力端の
うちの2つの入力端には各々、電圧検出回路22及び電
流検出回路24の各々の出力端が接続されており、A/
D変換器36の残りの入力端には環境検知手段38の出
力端が接続されている。従って、CPU30には電圧検
出回路22によって生成した電圧モニタ信号が示す電圧
モニタ値Vmon 、電流検出回路24によって生成した電
流モニタ信号が示す電流モニタ値Imon 、及び環境検知
手段38によって生成したモニタ信号が示すモニタ値M
onをデジタル値として入力することができる。
Further, the output terminals of the voltage detection circuit 22 and the current detection circuit 24 are connected to two of the three input terminals of the A / D converter 36, respectively.
The output terminal of the environment detecting means 38 is connected to the remaining input terminal of the D converter 36. Accordingly, the CPU 30 supplies the voltage monitor value V mon indicated by the voltage monitor signal generated by the voltage detection circuit 22, the current monitor value I mon indicated by the current monitor signal generated by the current detection circuit 24, and the monitor generated by the environment detection means 38. Monitor value M indicated by signal
on can be input as a digital value.

【0042】なお、整流平滑回路18の残りの出力端は
外部の負荷40に対応するものであり、負荷40に接続
される。
The remaining output terminal of the rectifying / smoothing circuit 18 corresponds to an external load 40 and is connected to the load 40.

【0043】入力電圧可変回路14及び主制御部28が
本発明の制御手段に、整流平滑回路18が本発明の出力
手段及び整流平滑手段に、スイッチ素子20が本発明の
スイッチ手段に、電圧検出回路22が本発明の検出手段
及び電圧検出手段に、電流検出回路24が本発明の検出
手段及び電流検出手段に、パルス発振器34が本発明の
信号生成手段に、各々相当する。
The input voltage variable circuit 14 and the main control unit 28 serve as control means of the present invention, the rectifying / smoothing circuit 18 serves as output means and rectifying / smoothing means of the present invention, and the switch element 20 serves as switch means of the present invention. The circuit 22 corresponds to the detecting means and the voltage detecting means of the present invention, the current detecting circuit 24 corresponds to the detecting means and the current detecting means of the present invention, and the pulse oscillator 34 corresponds to the signal generating means of the present invention.

【0044】図2は、図1に示した本第1実施形態にお
ける高圧電源部12の具体的な回路構成の一例を示した
ものである。
FIG. 2 shows an example of a specific circuit configuration of the high-voltage power supply section 12 in the first embodiment shown in FIG.

【0045】同図に示すように、入力電圧可変回路14
はFET50及びトランジスタ52を備えており、FE
T50のゲート端子は抵抗54を介してトランジスタ5
2のコレクタ端子に接続されている。また、FET50
のソース端子は抵抗56を介してドレイン端子に、抵抗
58を介してFET50のゲート端子に、各々接続され
ている。
As shown in FIG.
Has an FET 50 and a transistor 52, and FE
The gate terminal of T50 is connected to the transistor 5 via the resistor 54.
2 collector terminal. In addition, FET50
Are connected to the drain terminal via a resistor 56 and to the gate terminal of the FET 50 via a resistor 58, respectively.

【0046】また、FET50のソース端子は抵抗62
を介して直流電源26の出力端にも接続されており、直
流電源26によって生成された直流電圧Vinが印加され
る。また、FET50のドレイン端子は昇圧トランス1
6の1次巻線の一方の端子に接続されている。
The source terminal of the FET 50 is a resistor 62
It is also connected to the output terminals of the DC power supply 26 via a DC voltage V in that is generated by the DC power source 26 is applied. The drain terminal of the FET 50 is connected to the step-up transformer 1.
6 is connected to one terminal of the primary winding.

【0047】一方、トランジスタ52のエミッタ端子は
抵抗60を介してトランジスタ52のベース端子に接続
されていると共に接地されている。また、トランジスタ
52のベース端子は抵抗64を介して演算器32の一方
の出力端に接続されており、演算器32によって生成さ
れたトリガー信号TRGが入力される。
On the other hand, the emitter terminal of the transistor 52 is connected to the base terminal of the transistor 52 via the resistor 60 and is grounded. The base terminal of the transistor 52 is connected to one output terminal of the computing unit 32 via a resistor 64, and receives the trigger signal TRG generated by the computing unit 32.

【0048】このように構成された入力電圧可変回路1
4では、演算器32から入力されたトリガー信号TRG
がハイレベルであるときにトランジスタ52がオンさ
れ、FET50がオンされる。従って、このとき直流電
源26から印加された直流電圧Vinは抵抗56による電
圧降下が成されることなく昇圧トランス16の1次巻線
の一方の端子に印加される。また、演算器32から入力
されたトリガー信号TRGがローレベルであるときには
トランジスタ52がオフされ、FET50がオフされ
る。従って、このとき直流電源26から印加された直流
電圧Vinは抵抗56による電圧降下が成された後に昇圧
トランス16の1次巻線の一方の端子に印加される。す
なわち、入力電圧可変回路14に入力されるトリガー信
号TRGによって昇圧トランス16に印加される電圧値
を切替えることができる。
The input voltage variable circuit 1 configured as described above
4, the trigger signal TRG input from the arithmetic unit 32
Is high level, the transistor 52 is turned on, and the FET 50 is turned on. Thus, the DC voltage V in applied from the DC power source 26 at this time is the voltage drop due to resistance 56 is applied to one terminal of the primary winding of the step-up transformer 16 without being made. When the trigger signal TRG input from the calculator 32 is at a low level, the transistor 52 is turned off and the FET 50 is turned off. Thus, the DC voltage V in applied from the DC power source 26 at this time is applied to one terminal of the primary winding of the step-up transformer 16 after the voltage drop due to resistance 56 is made. That is, the voltage value applied to the step-up transformer 16 can be switched by the trigger signal TRG input to the input voltage variable circuit 14.

【0049】一方、整流平滑回路18は昇圧トランス1
6の2次巻線の一方の端子に一方の端子が接続されたコ
ンデンサ66を備えており、コンデンサ66の他方の端
子はダイオード68のアノード端子、ダイオード70の
カソード端子、及びコンデンサ72の一方の端子に接続
されており、コンデンサ72の他方の端子はダイオード
74のアノード端子に接続されており、ダイオード74
のカソード端子はダイオード70のアノード端子及びコ
ンデンサ76の一方の端子に接続されており、コンデン
サ76の他方の端子はダイオード68のカソード端子及
び昇圧トランス16の2次巻線の他方の端子に接続され
ている。
On the other hand, the rectifying and smoothing circuit 18 is
6 has one terminal connected to one terminal of the secondary winding, and the other terminal of the capacitor 66 has an anode terminal of the diode 68, a cathode terminal of the diode 70, and one terminal of the capacitor 72. The other terminal of the capacitor 72 is connected to the anode terminal of the diode 74.
Is connected to the anode terminal of the diode 70 and one terminal of the capacitor 76, and the other terminal of the capacitor 76 is connected to the cathode terminal of the diode 68 and the other terminal of the secondary winding of the step-up transformer 16. ing.

【0050】このように構成された整流平滑回路18で
は、昇圧トランス16の2次巻線に誘起された交番電流
をコンデンサとダイオードとの組み合わせによって整流
しかつ平滑する。
In the rectifying / smoothing circuit 18 configured as described above, the alternating current induced in the secondary winding of the step-up transformer 16 is rectified and smoothed by a combination of a capacitor and a diode.

【0051】また、本第1実施形態におけるスイッチ素
子20はFET78によって構成されており、FET7
8のゲート端子は抵抗80を介してパルス発振器34の
出力端に接続されており、パルス発振器34によって生
成されたPWM信号PWMが入力される。また、FET
78のゲート端子は他方の端子が接地された抵抗82の
一方の端子にも接続されている。
The switch element 20 in the first embodiment is constituted by an FET 78,
The gate terminal 8 is connected to the output terminal of the pulse oscillator 34 via the resistor 80, and receives the PWM signal PWM generated by the pulse oscillator 34. Also, FET
The gate terminal 78 is also connected to one terminal of a resistor 82 whose other terminal is grounded.

【0052】一方、FET78のドレイン端子はダイオ
ード84のカソード端子に接続されており、ダイオード
84のアノード端子は昇圧トランス16の1次巻線の他
方の端子に接続されている。なお、昇圧トランス16の
1次巻線の一方の端子と他方の端子との間には抵抗86
及び抵抗88が並列に接続されており、スナバ回路が構
成されている。また、FET78のソース端子は接地さ
れている。
On the other hand, the drain terminal of the FET 78 is connected to the cathode terminal of the diode 84, and the anode terminal of the diode 84 is connected to the other terminal of the primary winding of the step-up transformer 16. A resistor 86 is connected between one terminal of the primary winding of the step-up transformer 16 and the other terminal.
And the resistor 88 are connected in parallel to form a snubber circuit. The source terminal of the FET 78 is grounded.

【0053】このように構成されたスイッチ素子20で
は、パルス発振器34から入力されたPWM信号PWM
がハイレベルであるときにFET78がオンされ、PW
M信号PWMがローレベルであるときにFET78がオ
フされる。従って、FET78はPWM信号PWMのデ
ューティに応じた期間でオン/オフの状態を交互に繰り
返すので、PWM信号PWMのデューティに応じて昇圧
トランス16の1次巻線への入力電圧可変回路14から
の電力の印加/非印加を交互に行うことができる。
In the switch element 20 configured as described above, the PWM signal PWM input from the pulse oscillator 34
Is high level, the FET 78 is turned on and PW
When the M signal PWM is at a low level, the FET 78 is turned off. Therefore, the FET 78 alternately repeats the ON / OFF state in a period corresponding to the duty of the PWM signal PWM. Therefore, the input from the input voltage variable circuit 14 to the primary winding of the step-up transformer 16 depends on the duty of the PWM signal PWM. Power application / non-application can be performed alternately.

【0054】一方、電圧検出回路22にはオペアンプ9
0が備えられており、オペアンプ90の反転入力端は抵
抗92を介して整流平滑回路18の出力端に接続される
と共に、コンデンサ94と抵抗96及び抵抗98を並列
に介してオペアンプ90の出力端に接続され、かつコン
デンサ102を介してオペアンプ90の非反転入力端に
接続されている。また、オペアンプ90の出力端は抵抗
100を介してA/D変換器36の入力端にも接続され
ている。なお、オペアンプ90の非反転入力端は接地さ
れている。
On the other hand, the operational amplifier 9 is
0, the inverting input terminal of the operational amplifier 90 is connected to the output terminal of the rectifying / smoothing circuit 18 via a resistor 92, and the output terminal of the operational amplifier 90 is connected in parallel with a capacitor 94, a resistor 96 and a resistor 98. , And to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 90 via the capacitor 102. The output terminal of the operational amplifier 90 is also connected to the input terminal of the A / D converter 36 via the resistor 100. The non-inverting input terminal of the operational amplifier 90 is grounded.

【0055】このように構成された電圧検出回路22で
は、整流平滑回路18の出力電圧の電圧値を電圧モニタ
値Vmon としてA/D変換器36に常時出力することが
できる。
In the voltage detecting circuit 22 configured as described above, the voltage value of the output voltage of the rectifying / smoothing circuit 18 can be constantly output to the A / D converter 36 as the voltage monitor value V mon .

【0056】また、電流検出回路24にはオペアンプ1
04が備えられており、オペアンプ104の反転入力端
はオペアンプ104の出力端に接続されており、オペア
ンプ104の非反転入力端は整流平滑回路18のコンデ
ンサ66の一方の端子に接続されている。また、オペア
ンプ104の出力端は抵抗106を介してA/D変換器
36の入力端にも接続されている。
The current detection circuit 24 includes an operational amplifier 1
The inverting input terminal of the operational amplifier 104 is connected to the output terminal of the operational amplifier 104, and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 104 is connected to one terminal of the capacitor 66 of the rectifying / smoothing circuit 18. The output terminal of the operational amplifier 104 is also connected to the input terminal of the A / D converter 36 via the resistor 106.

【0057】このように構成された電流検出回路24で
は、整流平滑回路18を流れる電流の電流値を電流モニ
タ値Imon としてA/D変換器36に常時出力すること
ができる。
In the current detecting circuit 24 configured as described above, the current value of the current flowing through the rectifying and smoothing circuit 18 can be constantly output to the A / D converter 36 as the current monitor value I mon .

【0058】次に、本第1実施形態の作用として、主制
御部28のCPU30で実施される制御について説明す
る。なお、本第1実施形態では、環境検知手段38から
入力されるモニタ値Monに基づいて制御を行う場合と、
電圧検出回路22及び電流検出回路24から入力される
電圧モニタ値Vmon 及び電流モニタ値Imon に基づいて
制御を行う場合と、の2通りの場合について説明する。
Next, as the operation of the first embodiment, control performed by the CPU 30 of the main control unit 28 will be described. In the first embodiment, the case where the control is performed based on the monitor value Mon input from the environment detecting means 38,
Two cases, that is, control based on the voltage monitor value V mon and the current monitor value I mon input from the voltage detection circuit 22 and the current detection circuit 24 will be described.

【0059】まず、環境検知手段38から入力されるモ
ニタ値Monに基づいて制御を行う場合について、図3を
参照して説明する。
First, a case where control is performed based on the monitor value Mon input from the environment detecting means 38 will be described with reference to FIG.

【0060】同図のステップ200では、高圧電源部1
2が動作可能状態になっているか否かを判定し、動作可
能状態になっていない場合には動作可能状態になるまで
待機する。高圧電源部12が動作可能状態になるとステ
ップ200の判定が肯定されてステップ202へ移行
し、現時点が本ジョブの開始時のウォーミングアップ時
であるか否かを判定し、ウォーミングアップ時である場
合はステップ204へ移行してA/D変換器36を介し
て環境検知手段38からモニタ値Mon(本実施形態では
湿度を示すデジタル値)を取込み、次のステップ206
では、該モニタ値Monが所定閾値より大きいか否かを判
定し、大きい場合はステップ208へ移行してトリガー
信号TRGをハイレベルとした後にステップ250へ移
行し、大きくない場合にはステップ210へ移行してト
リガー信号TRGをローレベルとした後にステップ25
0へ移行する。
In step 200 of FIG.
It is determined whether or not 2 is in an operable state, and if not, it stands by until it becomes operable. When the high-voltage power supply unit 12 is in an operable state, the determination in step 200 is affirmed, and the process proceeds to step 202. In step 202, it is determined whether the present time is a warm-up time at the start of the job. The process proceeds to step 204, where the monitor value Mon (a digital value indicating humidity in the present embodiment) is fetched from the environment detecting means 38 via the A / D converter 36, and the next step 206
Then, it is determined whether or not the monitor value Mon is larger than a predetermined threshold value. If the monitor value Mon is larger than the predetermined threshold value, the process proceeds to step 208, the trigger signal TRG is set to a high level, and then the process proceeds to step 250. To 25 after the trigger signal TRG is set to low level
Move to 0.

【0061】一方、上記ステップ202においてウォー
ミングアップ時でないと判定した場合には上記ステップ
204乃至ステップ210の処理は行わずにステップ2
50へ移行する。
On the other hand, if it is determined in step 202 that it is not during warm-up, the processing of steps 204 to 210 is not performed and step 2
Move to 50.

【0062】ステップ250では、電圧検出回路22か
ら入力されている電圧モニタ値Vmo n に基づく定電圧制
御を行う。
[0062] At step 250, the constant voltage control based on the voltage monitor value V mo n being input from the voltage detection circuit 22.

【0063】すなわち、電圧検出回路22からA/D変
換器36を介して入力されている電圧モニタ値V
mon (電圧値を示すデジタル値)が目標値と一致するよ
うにPWM信号PWMのデューティを制御する。ここ
で、出力電圧値を大きくする場合はPWM信号PWMの
デューティを大きくし、出力電圧値を小さくする場合に
はPWM信号PWMのデューティを小さくすればよい。
このPWM信号PWMはスイッチ素子20に入力されて
PWM信号PWMのデューティに応じてスイッチ素子2
0がオン/オフを繰り返すことによって出力電圧の値が
目標値と一致するように制御される。
That is, the voltage monitor value V input from the voltage detection circuit 22 through the A / D converter 36
The duty of the PWM signal PWM is controlled so that mon (digital value indicating the voltage value) matches the target value. Here, when increasing the output voltage value, the duty of the PWM signal PWM may be increased, and when decreasing the output voltage value, the duty of the PWM signal PWM may be decreased.
This PWM signal PWM is input to the switch element 20 and is switched according to the duty of the PWM signal PWM.
By repeating ON / OFF of 0, control is performed so that the value of the output voltage matches the target value.

【0064】次のステップ252では、高圧電源部12
を停止させる状態になっているか否かを判定し、停止さ
せる状態になっていない場合はステップ202へ戻っ
て、ステップ202乃至ステップ252の処理を繰り返
して実行し、高圧電源部12が停止させる状態となった
時点で本制御を終了する。
In the next step 252, the high voltage power supply
Is determined to be in a state in which the high-voltage power supply unit 12 is stopped. If the state is not in a state in which the high-voltage power supply unit 12 stops. This control is ended when becomes.

【0065】次に、電圧検出回路22及び電流検出回路
24から入力される電圧モニタ値V mon 及び電流モニタ
値Imon に基づいて制御を行う場合について、図4を参
照して説明する。なお、図4の図3と同様の処理を行う
ステップについては図3と同一のステップ番号を付し
て、その説明を省略する。
Next, the voltage detection circuit 22 and the current detection circuit
Voltage monitor value V input from 24 monAnd current monitor
Value ImonFIG. 4 shows the case where control is performed based on
It will be described in the light of the above. Note that the same processing as in FIG. 3 of FIG. 4 is performed.
Steps are assigned the same step numbers as in FIG.
Therefore, the description is omitted.

【0066】ステップ202において現時点がウォーミ
ングアップ時であると判定した場合はステップ212へ
移行して所定のデューティとされたPWM信号PWMが
出力されるようにパルス発振器34を制御し、次のステ
ップ214及びステップ216では、電流検出回路24
及び電圧検出回路22から出力されている電流モニタ値
mon 及び電圧モニタ値Vmon をA/D変換器36を介
してデジタル値として順次取込み、次のステップ218
では、次の(1)式によってインピーダンスAを算出す
る。
If it is determined in step 202 that the current time is at the time of warming up, the process proceeds to step 212 to control the pulse oscillator 34 so that the PWM signal PWM having a predetermined duty is output. In step 216, the current detection circuit 24
And the current monitor value I mon and the voltage monitor value V mon output from the voltage detection circuit 22 are sequentially acquired as digital values via the A / D converter 36, and the next step 218 is performed.
Then, the impedance A is calculated by the following equation (1).

【0067】 A=Vmon /Imon (1) 次のステップ220では、インピーダンスAが所定閾値
より大きいか否かを判定し、大きくないと判定した場合
はステップ222へ移行してトリガー信号TRGをハイ
レベルとした後にステップ250へ移行し、大きいと判
定した場合にはステップ224でトリガー信号TRGを
ローレベルとした後にステップ250へ移行する。
A = V mon / I mon (1) In the next step 220, it is determined whether or not the impedance A is larger than a predetermined threshold. After the high level, the process proceeds to step 250. If it is determined that the trigger signal TRG is high, the trigger signal TRG is set to the low level in step 224, and the process proceeds to step 250.

【0068】このように、図3に示した制御、又は図4
に示した制御を行うことによって、例えば、湿度が高く
なって負荷40が重くなったとき(例えば負荷40のイ
ンピーダンスが20MΩのとき)は、主制御部28から
出力されるトリガー信号TRGはハイレベルとなりFE
T50はオンする。このとき、昇圧トランス16の1次
巻線に印加される電圧はVinとなり、デューティ−出力
電圧特性は図5の特性150Aとなる。
As described above, the control shown in FIG.
Is performed, for example, when the humidity becomes high and the load 40 becomes heavy (for example, when the impedance of the load 40 is 20 MΩ), the trigger signal TRG output from the main control unit 28 becomes high level. Next FE
T50 turns on. At this time, the voltage applied to the primary winding of the step-up transformer 16 V in, and the duty - output voltage characteristic is the characteristic 150A of FIG.

【0069】ここで湿度が低くなって負荷40が軽くな
ったとき(例えば負荷40のインピーダンスが200M
Ωのとき)は、もし仮に入力電圧Vinがそのまま昇圧ト
ランス16に印加された場合の特性は特性150Bのよ
うになって出力電圧の値は設定値から大きくずれたり、
リップルが大きくなるといった問題が生ずる。
Here, when the humidity becomes low and the load 40 becomes light (for example, when the impedance of the load 40 becomes 200M).
When Omega), the characteristic values of the output voltage is as characteristic 150B or greatly deviated from the set value in a case where if if the input voltage V in is applied as it is to the step-up transformer 16,
There is a problem that the ripple becomes large.

【0070】しかしながら、モニタ値Mon、又は電流モ
ニタ値Imon 及び電圧モニタ値Vmo n に基づく負荷の変
動情報を入力した主制御部28は、トリガー信号TRG
をローレベルとしてFET50をオフするので、このと
きの入力電流Iinは抵抗56を通って昇圧トランス16
の1次巻線に流れるため、抵抗56による電圧降下が生
じて昇圧トランス16の1次巻線に印加される電圧は
(Vin−Ra×Iin)となる。ここでRaは抵抗56の
抵抗値である。このときの特性は図5の特性150Cと
なり、上記の問題を改善することができる。
[0070] However, the monitored value M on or current monitoring value I mon and voltage monitor value V main control unit 28 entered the fluctuation information of the load based on the mo n, the trigger signal TRG
Is set to low level to turn off the FET 50, and the input current I in at this time passes through the resistor 56 and the boosting transformer 16
, The voltage applied to the primary winding of the step-up transformer 16 becomes (V in -Ra × I in ). Here, Ra is the resistance value of the resistor 56. The characteristic at this time is the characteristic 150C in FIG. 5, and the above problem can be improved.

【0071】すなわち、上記のように定電圧制御を行う
場合には、モニタ値Monが大きいほど、すなわち湿度が
高いほど昇圧トランス16に印加する電圧の値を大きく
し、インピーダンスAが大きいほど昇圧トランス16に
印加する電圧の値を小さくすることにより、上記の問題
を改善することができる。
[0071] That is, when performing the constant voltage control as described above, as the monitor value M on is large, that increase the value of the voltage humidity is applied to the higher step-up transformer 16, boosting the higher the impedance A large The above problem can be improved by reducing the value of the voltage applied to the transformer 16.

【0072】以上詳細に説明したように、本第1実施形
態に係る高圧電源装置では、環境検知手段によって検知
された湿度、又は電圧検出回路及び電流検出回路によっ
て検出された電圧値及び電流値に基づいてPWM信号に
よる定電圧制御時における昇圧トランスに印加する電圧
の値を変更しているので、出力電圧の値が設定値から大
きくずれたり、リップルが大きくなるといった問題を回
避することができる。
As described in detail above, in the high-voltage power supply according to the first embodiment, the humidity detected by the environment detecting means, or the voltage value and the current value detected by the voltage detection circuit and the current detection circuit are used. Since the value of the voltage applied to the step-up transformer at the time of the constant voltage control based on the PWM signal is changed based on the PWM signal, it is possible to avoid a problem that the value of the output voltage greatly deviates from the set value or the ripple increases.

【0073】なお、本第1実施形態では、本発明を定電
圧制御を行う場合に適用した場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は定電
流制御を行う場合に適用することもできる。この場合、
図3のステップ206及び図4のステップ220の各々
の判定の肯定/否定の関係が逆になる。
In the first embodiment, the case where the present invention is applied to the case where the constant voltage control is performed has been described.
The present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to the case where constant current control is performed. in this case,
The affirmative / negative relationship of each determination in step 206 of FIG. 3 and step 220 of FIG. 4 is reversed.

【0074】すなわち、定電圧制御を行う場合には、負
荷のインピーダンスが大きくなる(湿度が低くなる)ほ
どエネルギーを小さくすればよいが、定電流制御の場合
には、負荷のインピーダンスが大きくなるほどエネルギ
ーを大きくする必要がある。従って、定電流制御の場合
は、負荷のインピーダンスが大きくなるほど昇圧トラン
ス16に印加する電圧を大きくする必要があるため、ト
リガー信号TRGの状態を定電圧制御の場合とは逆にす
る必要がある。
That is, when the constant voltage control is performed, the energy should be reduced as the load impedance increases (the humidity decreases). In the case of the constant current control, the energy decreases as the load impedance increases. Need to be larger. Therefore, in the case of the constant current control, the voltage applied to the step-up transformer 16 needs to be increased as the load impedance increases. Therefore, the state of the trigger signal TRG needs to be reversed from that in the case of the constant voltage control.

【0075】なお、定電流制御を行う場合は、電流検出
回路24からA/D変換器36を介して入力されている
電流モニタ値Imon (電流値を示すデジタル値)が目標
値と一致するようにPWM信号PWMのデューティを制
御する。ここで、出力電流値を大きくする場合はPWM
信号PWMのデューティを大きくし、出力電流値を小さ
くする場合にはPWM信号PWMのデューティを小さく
すればよい。このPWM信号はスイッチ素子20に入力
されてPWM信号PWMのデューティに応じてスイッチ
素子20がオン/オフを繰り返すことによって出力電流
の値が目標値と一致するように制御される。
When the constant current control is performed, the current monitor value I mon (digital value indicating the current value) input from the current detection circuit 24 via the A / D converter 36 matches the target value. Thus, the duty of the PWM signal PWM is controlled. Here, PWM is used to increase the output current value.
To increase the duty of the signal PWM and decrease the output current value, the duty of the PWM signal PWM may be reduced. This PWM signal is input to the switch element 20, and the switch element 20 is repeatedly turned on / off in accordance with the duty of the PWM signal PWM, so that the output current value is controlled to match the target value.

【0076】また、本第1実施形態では、昇圧トランス
16に印加する電圧の値を2段階に変更する場合につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、複数段階に変更する形態としてもよい。図6は、こ
の場合の入力電圧可変回路14の回路構成の一例を示し
たものであり、抵抗及びトランジスタの組み合わせを複
数組(図6ではn組)並列に接続して構成したものであ
る。この場合、各トランジスタのベース端子に入力され
るトリガー信号TRG1、TRG2、・・・、TRGn
の組み合わせによって全体の抵抗値を複数設定すること
ができ、複数の電圧値の電圧を昇圧トランス16の1次
巻線に印加することができる。
In the first embodiment, the case where the value of the voltage applied to the step-up transformer 16 is changed in two steps has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be changed in a plurality of steps. It is good also as a form. FIG. 6 shows an example of the circuit configuration of the input voltage variable circuit 14 in this case, in which a plurality of sets (n sets in FIG. 6) of combinations of resistors and transistors are connected in parallel. In this case, trigger signals TRG1, TRG2,..., TRGn input to the base terminal of each transistor
A plurality of total resistance values can be set by the combination of the above, and a plurality of voltage values can be applied to the primary winding of the step-up transformer 16.

【0077】また、本第1実施形態では、ウォーミング
アップ時のみにおいて昇圧トランス16に印加する電圧
の値の設定を行う場合について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、所定時間毎に設定する形
態としてもよいことは言うまでもない。
Further, in the first embodiment, the case where the value of the voltage applied to the step-up transformer 16 is set only at the time of warming-up has been described. However, the present invention is not limited to this. It is needless to say that the mode may be set to.

【0078】また、本第1実施形態において図2に示し
た高圧電源部12を構成する入力電圧可変回路14、整
流平滑回路18、スイッチ素子20、電圧検出回路2
2、及び電流検出回路24の回路構成は一例であり、上
記各部の機能を実現することができる回路構成であれば
如何なるものでも適用することができる。
Further, in the first embodiment, the input voltage variable circuit 14, the rectifying / smoothing circuit 18, the switch element 20, and the voltage detecting circuit 2 constituting the high voltage power supply section 12 shown in FIG.
2, and the circuit configuration of the current detection circuit 24 is merely an example, and any circuit configuration that can realize the functions of the above-described units can be applied.

【0079】〔第2実施形態〕次に、本発明の第2実施
形態について説明する。なお、本第2実施形態では、上
記第1実施形態における入力電圧可変回路を別の回路構
成とした場合の形態について説明する。従って、本第2
実施形態における入力電圧可変回路の回路構成以外の構
成については上記第1実施形態と同様であるので、ここ
での説明は省略する。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, an embodiment in which the input voltage variable circuit in the first embodiment has another circuit configuration will be described. Therefore, the second
The configuration other than the circuit configuration of the input voltage variable circuit according to the embodiment is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0080】まず、図7を参照して、本第2実施形態に
おける入力電圧可変回路14’の回路構成について説明
する。なお、図7における図2と同様の部分については
同一の符号を付して説明を省略する。
First, the circuit configuration of the input voltage variable circuit 14 'in the second embodiment will be described with reference to FIG. Note that the same reference numerals in FIG. 7 as those in FIG. 2 denote the same parts, and a description thereof will be omitted.

【0081】本第2実施形態における入力電圧可変回路
14’には、3端子レギュレータ110が備えられてお
り、3端子レギュレータ110の出力端(O端子)と入
力端(IN端子)とはダイオード112を介して接続さ
れている。また、3端子レギュレータ110の入力端は
抵抗62を介して直流電源26の出力端にも接続されて
おり、直流電源26によって生成された直流電圧Vin
印加される。更に、3端子レギュレータ110の入力端
はコンデンサ114を介して接地されている。
The input voltage variable circuit 14 ′ according to the second embodiment includes a three-terminal regulator 110. The output terminal (O terminal) and the input terminal (IN terminal) of the three-terminal regulator 110 are connected to a diode 112. Connected through. The three input terminals of the terminal regulator 110 is also connected to the output terminals of the DC power supply 26 via the resistor 62, the DC voltage V in that is generated by the DC power source 26 is applied. Further, the input terminal of the three-terminal regulator 110 is grounded via the capacitor 114.

【0082】また、3端子レギュレータ110のADJ
端子は抵抗122を介して3端子レギュレータ110の
出力端に接続されており、ADJ端子は更に、抵抗12
3と並列に接続されかつ抵抗54と直列に接続されたト
ランジスタ52を介して接地されている。また、3端子
レギュレータ110の出力端は昇圧トランス16の1次
巻線の一方の端子に接続され、かつコンデンサ116を
介して接地されていると共に、ダイオード118及びコ
ンデンサ120を介して接地されている。
The ADJ of the three-terminal regulator 110
The terminal is connected to the output terminal of the three-terminal regulator 110 via the resistor 122, and the ADJ terminal is further connected to the resistor 12
3 and grounded via a transistor 52 connected in series with a resistor 54. The output terminal of the three-terminal regulator 110 is connected to one terminal of the primary winding of the step-up transformer 16 and is grounded via a capacitor 116, and is also grounded via a diode 118 and a capacitor 120. .

【0083】次に、本第2実施形態の作用として、主制
御部28のCPU30で実施される制御について説明す
る。なお、本第2実施形態でも、上記第1実施形態と同
様に、環境検知手段38から入力されるモニタ値Mon
基づいて制御を行う場合と、電圧検出回路22及び電流
検出回路24から入力される電圧モニタ値Vmon 及び電
流モニタ値Imon に基づいて制御を行う場合と、の2通
りの場合について説明する。
Next, as the operation of the second embodiment, control performed by the CPU 30 of the main control unit 28 will be described. In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the control is performed based on the monitor value Mon input from the environment detecting unit 38, and the control is performed based on the input from the voltage detection circuit 22 and the current detection circuit 24. The following two cases will be described: a case where the control is performed based on the voltage monitor value V mon and the current monitor value I mon .

【0084】まず、環境検知手段38から入力されるモ
ニタ値Monに基づいて制御を行う場合について、図8を
参照して説明する。なお、図8の図3と同様の処理を行
うステップについては図3と同一のステップ番号を付し
て、その説明を省略する。
First, the case where control is performed based on the monitor value Mon input from the environment detecting means 38 will be described with reference to FIG. Steps for performing the same processing as in FIG. 3 in FIG. 8 are assigned the same step numbers as in FIG. 3, and descriptions thereof are omitted.

【0085】ステップ206’では、上記ステップ20
4により取込まれたモニタ値Monが所定閾値より大きい
か否かを判定し、大きい場合にはステップ208’へ移
行してトリガー信号TRGをハイレベルとした後にステ
ップ250へ移行し、大きくない場合にはステップ21
0’へ移行してトリガー信号TRGをローレベルとした
後にステップ250へ移行する。
In step 206 ′, step 20
Preparative incorporated a monitor value M on the 4 determines whether greater than a predetermined threshold value, the greater the process proceeds to step 250 after the trigger signal TRG to a high level and then proceeds to step 208 ', not greater Step 21 in case
After shifting to 0 'and setting the trigger signal TRG to low level, the process shifts to step 250.

【0086】次に、電圧検出回路22及び電流検出回路
24から入力される電圧モニタ値V mon 及び電流モニタ
値Imon に基づいて制御を行う場合について、図9を参
照して説明する。なお、図9の図4と同様の処理を行う
ステップについては図4と同一のステップ番号を付し
て、その説明を省略する。
Next, the voltage detection circuit 22 and the current detection circuit
Voltage monitor value V input from 24 monAnd current monitor
Value ImonFIG. 9 shows a case where control is performed based on
It will be described in the light of the above. Note that the same processing as in FIG. 4 of FIG. 9 is performed.
Steps are assigned the same step numbers as in FIG.
Therefore, the description is omitted.

【0087】ステップ220’では、上記ステップ21
8によって算出したインピーダンスAの値が所定閾値よ
り大きいか否かを判定し、大きくないと判定した場合は
ステップ222’へ移行してトリガー信号TRGをハイ
レベルとした後にステップ250へ移行し、大きいと判
定した場合にはステップ224’へ移行してトリガー信
号TRGをローレベルとした後にステップ250へ移行
する。
In step 220 ′, step 21
It is determined whether or not the value of the impedance A calculated in Step 8 is greater than a predetermined threshold. If it is not, the process proceeds to Step 222 ′, where the trigger signal TRG is set to a high level, and then the process proceeds to Step 250. If it is determined that the trigger signal TRG is at the low level, the process proceeds to step 224 '.

【0088】すなわち、図7で示したように構成された
入力電圧可変回路14’を備えた高圧電源装置10で
は、3端子レギュレータ110の出力電圧、すなわち昇
圧トランス16の1次巻線に印加される電圧は、この半
導体の特性上次のように決定される。
That is, in the high-voltage power supply 10 including the input voltage variable circuit 14 ′ configured as shown in FIG. 7, the output voltage of the three-terminal regulator 110, that is, the output voltage applied to the primary winding of the step-up transformer 16. The voltage is determined as follows from the characteristics of the semiconductor.

【0089】 トリガー信号TRGがローレベルのときの電圧Vout1は、 Vout1=(1+Ra/Rb)×Vref (2) トリガー信号TRGがハイレベルのときの電圧Vout2は、 Vout2=(1+Ra/((Rb×Rc)/(Rb+Rc)))×Vref (3) ここで、Raは抵抗122の抵抗値を、Rbは抵抗12
3の抵抗値を、Rcは抵抗54の抵抗値を、Vref は3
端子レギュレータ110の基準電圧(ADJ端子の電
圧)を、各々示す。
The voltage V out1 when the trigger signal TRG is at a low level is: V out1 = (1 + Ra / Rb) × V ref (2) The voltage V out2 when the trigger signal TRG is at a high level is V out2 = (1 + Ra) / ((Rb × Rc) / (Rb + Rc))) × V ref (3) where Ra is the resistance of the resistor 122 and Rb is the resistance of the resistor 12.
3, Rc is the resistance value of the resistor 54, and Vref is 3
The reference voltage (the voltage of the ADJ terminal) of the terminal regulator 110 is shown.

【0090】モニタ値Mon、又は電流モニタ値Imon
び電圧モニタ値Vmon に基づいて、例えば、湿度が高く
なって負荷40が重くなった(例えば負荷40のインピ
ーダンスが20MΩ)と判定されたときは、主制御部2
8からのトリガー信号TRGはハイレベルとなりトラン
ジスタ52はオンされる。このとき、昇圧トランス16
の1次巻線に印加される電圧はVout2となり、デューテ
ィ−出力電圧特性は、例えば図10の特性152Aのよ
うになる。
Based on the monitor value Mon , the current monitor value Imon, and the voltage monitor value Vmon , for example, it was determined that the humidity became high and the load 40 became heavy (for example, the impedance of the load 40 was 20 MΩ). When the main control unit 2
8, the trigger signal TRG becomes high level, and the transistor 52 is turned on. At this time, the step-up transformer 16
Is Vout2 , and the duty-output voltage characteristic is, for example, a characteristic 152A in FIG.

【0091】ここで湿度が低くなって負荷40が軽くな
ったとき(例えば負荷40のインピーダンスが200M
Ω)は、モニタ値Mon、又は電流モニタ値Imon 及び電
圧モニタ値Vmon に基づく負荷の変動情報を入力した主
制御部28は、トリガー信号TRGをローレベルとして
トランジスタ52をオフさせるので、このときの昇圧ト
ランス16の1次巻線に印加される電圧はVout1とな
り、デューティ−出力電圧特性は152Bに示すように
なって、負荷変動前と略同一の特性が得られる。
Here, when the humidity becomes low and the load 40 becomes lighter (for example, when the impedance of the load 40 becomes 200M).
Omega) is monitored value M on or current monitoring value I mon and the main control unit 28 that inputs the load variation information based on the voltage monitor value V mon, because turning off the transistor 52 a trigger signal TRG as a low level, At this time, the voltage applied to the primary winding of the step-up transformer 16 becomes Vout1 , and the duty-output voltage characteristic becomes as shown at 152B, so that substantially the same characteristic as before the load change is obtained.

【0092】以上詳細に説明したように、本第2実施形
態に係る高圧電源装置では、環境検知手段によって検知
された湿度、又は電圧検出回路及び電流検出回路によっ
て検出された電圧値及び電流値に基づいてPWM信号に
よる定電圧制御時における昇圧トランスに印加する電圧
の値を変更しているので、上記第1実施形態と同様に、
出力電圧の値が設定値から大きくずれたり、リップルが
大きくなるといった問題を回避することができる。
As described in detail above, in the high-voltage power supply according to the second embodiment, the humidity detected by the environment detecting means, or the voltage value and the current value detected by the voltage detection circuit and the current detection circuit are used. Since the value of the voltage applied to the step-up transformer at the time of the constant voltage control by the PWM signal is changed based on the PWM signal, as in the first embodiment,
Problems such as a large deviation of the output voltage from the set value and an increase in ripples can be avoided.

【0093】なお、本第2実施形態では、本発明を定電
圧制御を行う場合に適用した場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は定電
流制御を行う場合に適用することもできる。この場合、
図8のステップ206’及び図9のステップ220’の
各々の判定の肯定/否定の関係が逆になる。
In the second embodiment, the case where the present invention is applied to the case where constant voltage control is performed has been described.
The present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to the case where constant current control is performed. in this case,
The affirmative / negative relationship of each determination in step 206 ′ of FIG. 8 and step 220 ′ of FIG. 9 is reversed.

【0094】また、本第2実施形態では、昇圧トランス
16に印加する電圧の値を2段階に変更する場合につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、スイッチ素子及び抵抗を追加することで多段階に変
更する形態とすることができる。
In the second embodiment, the case where the value of the voltage applied to the step-up transformer 16 is changed in two stages has been described. However, the present invention is not limited to this. It is possible to adopt a form of changing in multiple stages by adding.

【0095】また、本第2実施形態では、ウォーミング
アップ時のみにおいて昇圧トランス16に印加する電圧
の値の設定を行う場合について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、上記第1実施形態と同様
に、所定時間毎に設定する形態としてもよいことは言う
までもない。
Further, in the second embodiment, the case where the value of the voltage applied to the step-up transformer 16 is set only at the time of warming up has been described. However, the present invention is not limited to this. It goes without saying that, similarly to the embodiment, the mode may be set at predetermined time intervals.

【0096】また、本第2実施形態における図7に示し
た入力電圧可変回路14’の回路構成は一例であり、同
様の機能を実現することができる回路構成であれば如何
なるものでも適用することができる。
The circuit configuration of the input voltage variable circuit 14 'shown in FIG. 7 in the second embodiment is merely an example, and any circuit configuration capable of realizing the same function can be applied. Can be.

【0097】また、上記第1実施形態及び第2実施形態
では、電圧検出回路22及び電流検出回路24と、環境
検知手段38とを双方とも備えて、電圧検出回路22及
び電流検出回路24と、環境検知手段38との何れかに
よって得られた値に基づいて昇圧トランス16に印加す
る電圧の値を制御する場合について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えば環境検知手段
38によって得られた湿度が昇圧トランス16に印加す
る電圧の値を変更する必要がある値であった場合にのみ
電圧検出回路22及び電流検出回路24から出力されて
いる値に基づいて昇圧トランス16に印加する電圧の値
を制御する形態としてもよい。
In the first and second embodiments, both the voltage detection circuit 22 and the current detection circuit 24 and the environment detection means 38 are provided. The case where the value of the voltage applied to the step-up transformer 16 is controlled based on the value obtained by any one of the environment detecting means 38 has been described, but the present invention is not limited to this. Only when the humidity obtained by 38 is a value that needs to change the value of the voltage applied to the step-up transformer 16, the step-up transformer 16 is set based on the values output from the voltage detection circuit 22 and the current detection circuit 24. It is also possible to control the value of the voltage applied to the.

【0098】〔第3実施形態〕次に、本発明の第3実施
形態について説明する。まず、本第3実施形態における
高圧電源装置10’の構成について図11を参照して説
明する。なお、図11の図1と同様の部分については同
一の符号を付して、その説明を省略する。
[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the present invention will be described. First, the configuration of the high-voltage power supply device 10 'according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The same parts as those in FIG. 1 of FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0099】本第3実施形態における高圧電源装置1
0’は、上記第1実施形態及び第2実施形態における高
圧電源装置10に比較して、高圧電源部12が入力電圧
可変回路14を備えず、かつスイッチ回路25を備えた
高圧電源部12’とされている点、及び主制御部28が
パルス発振器34を備えず、かつ第1パルス発振器3
4’及び第2パルス発振器34’’を備えた主制御部2
8’とされている点が相違している。
High voltage power supply 1 according to the third embodiment
0 ′ indicates that the high-voltage power supply unit 12 does not include the input voltage variable circuit 14 and that the high-voltage power supply unit 12 ′ includes the switch circuit 25, as compared with the high-voltage power supply device 10 according to the first and second embodiments. And the main control unit 28 does not include the pulse oscillator 34 and the first pulse oscillator 3
Main control unit 2 including 4 ′ and second pulse oscillator 34 ″
8 'is different.

【0100】図11に示すように、本第3実施形態にお
ける直流電源26の出力端は昇圧トランス16の1次巻
線の端子に直接接続されている。また、主制御部28の
演算器32の一方の出力端は第1パルス発振器34’を
介してスイッチ素子20の入力端に、演算器32の他方
の出力端は第2パルス発振器34’’を介してスイッチ
回路25の入力端に接続されており、更にスイッチ回路
25の出力端はスイッチ素子20の入力端に接続されて
いる。第1パルス発振器34’及び第2パルス発振器3
4’’は、演算器32の演算結果に基づいたデューティ
の第1のPWM信号PWM1及び第2のPWM信号PW
M2を各々生成して、スイッチ素子20及びスイッチ回
路25に各々出力する。
As shown in FIG. 11, the output terminal of the DC power supply 26 in the third embodiment is directly connected to the terminal of the primary winding of the step-up transformer 16. One output terminal of the arithmetic unit 32 of the main control unit 28 is connected to the input terminal of the switch element 20 via the first pulse oscillator 34 ', and the other output terminal of the arithmetic unit 32 is connected to the second pulse oscillator 34''. The output terminal of the switch circuit 25 is connected to the input terminal of the switch element 20. First pulse oscillator 34 'and second pulse oscillator 3
4 ″ is a first PWM signal PWM1 and a second PWM signal PWM having a duty based on the calculation result of the calculator 32.
M2 are generated and output to the switch element 20 and the switch circuit 25, respectively.

【0101】図12は、図11に示した本第3実施形態
における高圧電源部12’の具体的な回路構成の一例を
示したものである。なお、図12の図2と同様の部分に
ついては同一の符号を付して、その説明を省略する。
FIG. 12 shows an example of a specific circuit configuration of the high-voltage power supply section 12 'in the third embodiment shown in FIG. 12 that are the same as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0102】スイッチ素子20のFET78のゲート端
子は、抵抗80を介してパルス発振器34’の出力端に
接続されており、パルス発振器34’から出力された第
1のPWM信号PWM1が入力される。
The gate terminal of the FET 78 of the switch element 20 is connected to the output terminal of the pulse oscillator 34 'via the resistor 80, and receives the first PWM signal PWM1 output from the pulse oscillator 34'.

【0103】また、スイッチ回路25はFET130を
備えており、FET130のゲート端子は抵抗132を
介してパルス発振器34’’の出力端に接続されてお
り、パルス発振器34’’から出力された第2のPWM
信号PWM2が入力される。また、FET130のゲー
ト端子は他方の端子が接地された抵抗134の一方の端
子にも接続されている。更に、FET130のドレイン
端子はFET78のゲート端子に接続されており、ソー
ス端子は接地されている。
The switch circuit 25 includes an FET 130. The gate terminal of the FET 130 is connected to the output terminal of the pulse oscillator 34 '' via the resistor 132, and the second terminal output from the pulse oscillator 34 '' PWM
Signal PWM2 is input. The gate terminal of the FET 130 is also connected to one terminal of a resistor 134 whose other terminal is grounded. Further, the drain terminal of the FET 130 is connected to the gate terminal of the FET 78, and the source terminal is grounded.

【0104】このように構成された高圧電源装置10’
では、第2のPWM信号PWM2のデューティに応じて
FET130はオン/オフを繰り返す。
The high-voltage power supply device 10 'thus constructed
Then, the FET 130 repeats on / off according to the duty of the second PWM signal PWM2.

【0105】次に、本第3実施形態の作用として、主制
御部28のCPU30で実施される制御について説明す
る。なお、本第3実施形態でも、上記第1実施形態及び
第2実施形態と同様に、環境検知手段38から入力され
るモニタ値Monに基づいて制御を行う場合と、電圧検出
回路22及び電流検出回路24から入力される電圧モニ
タ値Vmon 及び電流モニタ値Imon に基づいて制御を行
う場合と、の2通りの場合について説明する。
Next, as the operation of the third embodiment, control performed by the CPU 30 of the main control unit 28 will be described. In the third embodiment, similarly to the first and second embodiments, the control is performed based on the monitor value Mon input from the environment detecting means 38, and the voltage detection circuit 22 and the current Two cases, that is, the case where control is performed based on the voltage monitor value V mon and the current monitor value I mon input from the detection circuit 24, will be described.

【0106】まず、環境検知手段38から入力されるモ
ニタ値Monに基づいて制御を行う場合について、図13
を参照して説明する。なお、図13の図3と同様の処理
を行うステップについては図3と同一のステップ番号を
付して、その説明を省略する。
First, a case where control is performed based on the monitor value Mon input from the environment detecting means 38 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. Steps in FIG. 13 that perform the same processing as in FIG. 3 are assigned the same step numbers as in FIG. 3, and descriptions thereof are omitted.

【0107】ステップ230では、上記ステップ204
において取込んだモニタ値Monに基づいて、次の(4)
式によって第2のPWM信号PWM2のデューティDを
算出する。
In step 230, step 204
Based on the monitor value Mon taken in at the following (4)
The duty D of the second PWM signal PWM2 is calculated by the equation.

【0108】 D=K1/Mon (4) ここで、K1は高圧電源装置10’の構成等に応じて決
定される係数であり、上記(4)式に代入されることに
よって、負荷のインピーダンスの変動に伴う出力特性の
変動を極力抑えられるディーティDを得ることができる
値として予め実験等によって求めた値である。(4)式
によってモニタ値Monが大きいほど、すなわち湿度が高
いほど第2のPWM信号PWM2のデューティDが小さ
くされる。
D = K1 / M on (4) Here, K 1 is a coefficient determined according to the configuration of the high-voltage power supply 10 ′, and is substituted into the above equation (4) to obtain the load impedance. Is a value obtained by an experiment or the like in advance as a value capable of obtaining the duty D that can minimize the fluctuation of the output characteristic due to the fluctuation of the output characteristic. (4) The larger the monitor value M on the equation, i.e. the duty D of the second PWM signal PWM2 more humid is small.

【0109】次のステップ232では、算出したデュー
ティDの第2のPWM信号PWM2を生成するように第
2パルス発振器34’’を制御することにより、スイッ
チ回路25に第2のPWM信号PWM2を出力する。
In the next step 232, the second PWM signal PWM2 is output to the switch circuit 25 by controlling the second pulse oscillator ″ so as to generate the second PWM signal PWM2 having the calculated duty D. I do.

【0110】次に、電圧検出回路22及び電流検出回路
24から入力される電圧モニタ値V mon 及び電流モニタ
値Imon に基づいて制御を行う場合について、図14を
参照して説明する。なお、図14の図4と同様の処理を
行うステップについては図4と同一のステップ番号を付
して、その説明を省略する。
Next, the voltage detection circuit 22 and the current detection circuit
Voltage monitor value V input from 24 monAnd current monitor
Value ImonFIG. 14 shows the case where control is performed based on
It will be described with reference to FIG. Note that the same processing as in FIG.
The steps to be performed are given the same step numbers as in FIG.
The description is omitted.

【0111】ステップ234では、上記ステップ218
によって算出したインピーダンスAの値を用いて、次の
(5)式によって第2のPWM信号PWM2のデューテ
ィDを算出する。
In step 234, step 218 is performed.
The duty D of the second PWM signal PWM2 is calculated by the following equation (5) using the value of the impedance A calculated by the following equation (5).

【0112】 D=K2×A (5) ここで、K2は高圧電源装置10’の構成等に応じて決
定される係数であり、上記(5)式に代入されることに
よって、負荷のインピーダンスの変動に伴う出力特性の
変動を極力抑えられるディーティDを得ることができる
値として予め実験等によって求めた値である。(5)式
によってインピーダンスAが大きいほど第2のPWM信
号PWM2のデューティDが大きくされる。
D = K2 × A (5) Here, K2 is a coefficient determined according to the configuration and the like of the high-voltage power supply 10 ′, and is substituted into the above equation (5) to obtain the impedance of the load. This is a value previously obtained by an experiment or the like as a value capable of obtaining the duty D that can minimize the fluctuation of the output characteristic due to the fluctuation. According to the equation (5), the duty D of the second PWM signal PWM2 increases as the impedance A increases.

【0113】次のステップ236では、算出したデュー
ティDの第2のPWM信号PWM2が生成されるように
パルス発振器34’’を制御することにより、第2のP
WM信号PWM2をスイッチ回路25に出力する。
In the next step 236, the pulse generator 34 '' is controlled so that the second PWM signal PWM2 having the calculated duty D is generated.
The WM signal PWM2 is output to the switch circuit 25.

【0114】環境検知手段38、又は電流モニタ値I
mon 及び電圧モニタ値Vmon に基づいて、例えば、湿度
が高くなって負荷40が重くなった(例えば負荷40の
インピーダンスが20MΩ)と判定されたときは、主制
御部28から出力される第2のPWM信号PWM2のデ
ューティは0%に近い値となりFET130は常時オフ
される。このとき、デューティ−出力電圧特性は、例え
ば図15の特性154Aのようになる。
The environment detecting means 38 or the current monitor value I
For example, when it is determined that the humidity is high and the load 40 is heavy (for example, the impedance of the load 40 is 20 MΩ) based on the mon and the voltage monitor value V mon , the second output from the main control unit 28 is performed. Of the PWM signal PWM2 becomes a value close to 0%, and the FET 130 is always turned off. At this time, the duty-output voltage characteristic becomes, for example, a characteristic 154A in FIG.

【0115】ここで湿度が低くなって負荷が軽くなった
(例えば負荷40のインピーダンスが200MΩ)と判
定されたときは、もし仮に入力電圧Vinがそのまま昇圧
トランス16に印加された場合の特性は特性154Bの
ようになって出力電圧は設定値から大きくずれたり、リ
ップルが大きくなるといった問題が生ずる。
[0115] Here, when the load humidity lower lightened (e.g. impedance of the load 40 is 200 M.OMEGA) is judged that if tentatively characteristic when the input voltage V in is applied as it is to the step-up transformer 16 As shown by the characteristic 154B, problems such as a large deviation of the output voltage from the set value and a large ripple occur.

【0116】しかしながら、モニタ値Mon、又は電流モ
ニタ値Imon 及び電圧モニタ値Vmo n に基づく負荷の変
動情報を入力した主制御部28は、該変動情報に対して
予め決められたデューティDを持つ第2のPWM信号P
WM2を発生する。これに応じてFET130はオン/
オフを繰り返して、そのオンのときに第1のPWM信号
PWM1を間引く。
[0116] However, the monitored value M on or current monitoring value I mon and voltage monitor value V mo n main control unit 28 entered the variation information based load, the duty D determined in advance with respect to the fluctuation information The second PWM signal P having
Generate WM2. In response, FET 130 is turned on /
The first PWM signal PWM1 is thinned out while repeating the OFF operation.

【0117】図16(A)は19.55kHzの第1の
PWM信号PWM1を100Hzでかつデューティが1
%の第2のPWM信号PWM2で間引いた状態を、図1
6(B)は19.55kHzの第1のPWM信号PWM
1を100Hzでかつデューティが18%の第2のPW
M信号PWM2で間引いた状態を、各々示している。な
お、図16(A)、(B)とも、第1のPWM信号PW
M1は、間引かれた後の波形、すなわちスイッチ素子2
0に入力される波形を示している。図16に示すよう
に、第2のPWM信号PWM2のデューティが大きいほ
ど第1のPWM信号PWM1を間引く量が多くなる。
FIG. 16A shows that the first PWM signal PWM1 of 19.55 kHz has a frequency of 100 Hz and a duty of 1.
FIG. 1 shows a state where the second PWM signal PWM2 is thinned out.
6 (B) is a first PWM signal PWM of 19.55 kHz.
1 is the second PW with 100 Hz and the duty is 18%
The states decimated by the M signal PWM2 are shown. 16 (A) and (B), the first PWM signal PWM
M1 is the waveform after thinning, that is, the switching element 2
The waveform input to 0 is shown. As shown in FIG. 16, as the duty of the second PWM signal PWM2 is larger, the amount of thinning out the first PWM signal PWM1 is larger.

【0118】この結果、第2のPWM信号PWM2のデ
ューティに応じて、デューティ−出力電圧特性は、例え
ば特性154Cや特性154Dに示すようになって、上
記の問題を改善することができる。
As a result, according to the duty of the second PWM signal PWM2, the duty-output voltage characteristic becomes, for example, as shown by a characteristic 154C and a characteristic 154D, and the above problem can be solved.

【0119】以上詳細に説明したように、本第3実施形
態に係る高圧電源装置では、環境検知手段によって検知
された湿度、又は電圧検出回路及び電流検出回路によっ
て検出された電圧値及び電流値に基づいてPWM信号に
よる定電圧制御時におけるスイッチ素子に入力するPW
M信号を間引いているので、出力電圧の値が設定値から
大きくずれたり、リップルが大きくなる問題を回避する
ことができる。
As described above in detail, in the high-voltage power supply according to the third embodiment, the humidity detected by the environment detecting means, or the voltage value and the current value detected by the voltage detection circuit and the current detection circuit are used. Input to the switch element at the time of constant voltage control based on the PWM signal
Since the M signal is thinned out, it is possible to avoid the problem that the value of the output voltage greatly deviates from the set value or the ripple increases.

【0120】なお、本第3実施形態では、本発明を定電
圧制御を行う場合に適用した場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は定電
流制御を行う場合に適用することもできる。この場合、
図13のステップ230において用いられる(4)式を
次の(6)式に変更し、図14のステップ234におい
て用いられる(5)式を次の(7)式に変更する必要が
ある。
In the third embodiment, the case where the present invention is applied to the case where the constant voltage control is performed has been described.
The present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to the case where constant current control is performed. in this case,
It is necessary to change equation (4) used in step 230 of FIG. 13 to the following equation (6), and to change equation (5) used in step 234 of FIG. 14 to the following equation (7).

【0121】 D=K1×Mon (6) D=K2/A (7) このように、定電流制御の場合は、モニタ値Monが大き
いほど、すなわち湿度が高いほど第2のPWM信号PW
M2のデューティDを大きくし、インピーダンスAが大
きいほど第2のPWM信号PWM2のデューティDを小
さくする。
[0121] D = K1 × M on (6 ) D = K2 / A (7) Thus, in the case of the constant current control, the larger the monitor value M on, that is, as the humidity is higher second PWM signal PW
The duty D of M2 is increased, and the duty D of the second PWM signal PWM2 is reduced as the impedance A increases.

【0122】また、本第3実施形態では、ウォーミング
アップ時のみにおいて第2のPWM信号PWM2のデュ
ーティDの設定を行う場合について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、所定時間毎に設定す
る形態としてもよいことは言うまでもない。
In the third embodiment, the case where the duty D of the second PWM signal PWM2 is set only at the time of warm-up has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. It is needless to say that the mode may be set to.

【0123】また、本第3実施形態において図12に示
した各部の回路構成は一例であり、各部の機能を実現す
ることができる回路構成であれば如何なるものでも適用
することができる。
In the third embodiment, the circuit configuration of each unit shown in FIG. 12 is an example, and any circuit configuration that can realize the function of each unit can be applied.

【0124】また、本第3実施形態では、電圧検出回路
22及び電流検出回路24と、環境検知手段38とを双
方とも備えて、電圧検出回路22及び電流検出回路24
と、環境検知手段38との何れかによって得られた値に
基づいてスイッチ素子20に入力するPWM信号を間引
く場合について説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば環境検知手段38によって得られ
た湿度が昇圧トランス16に印加する電圧の値を変更す
る必要がある値であった場合にのみ電圧検出回路22及
び電流検出回路24から出力されている値に基づいてス
イッチ素子20に入力するPWM信号を間引くように制
御する形態としてもよい。
In the third embodiment, both the voltage detecting circuit 22 and the current detecting circuit 24 and the environment detecting means 38 are provided, and the voltage detecting circuit 22 and the current detecting circuit 24 are provided.
And the case where the PWM signal input to the switch element 20 is thinned out based on the value obtained by any one of the environment detecting means 38, the present invention is not limited to this. The switch element 20 based on the values output from the voltage detection circuit 22 and the current detection circuit 24 only when the humidity obtained by 38 is a value that needs to change the value of the voltage applied to the step-up transformer 16. May be controlled so as to thin out the PWM signal input to the.

【0125】〔第4実施形態〕次に、本発明の第4実施
形態について説明する。まず、本第4実施形態における
高圧電源装置10’’の構成について図17を参照して
説明する。なお、図17の図1と同様の部分については
同一の符号を付して、その説明を省略する。
[Fourth Embodiment] Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. First, the configuration of the high-voltage power supply 10 ″ according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. Note that the same reference numerals as in FIG. 1 in FIG. 17 denote the same parts, and a description thereof will be omitted.

【0126】本第3実施形態における高圧電源装置1
0’’は、上記第1実施形態及び第2実施形態における
高圧電源装置10に比較して、高圧電源部12が入力電
圧可変回路14を備えない高圧電源部12’’とされて
いる点が相違している。
High voltage power supply 1 according to the third embodiment
0 ″ is different from the high-voltage power supply device 10 in the first and second embodiments in that the high-voltage power supply unit 12 is a high-voltage power supply unit 12 ″ without the input voltage variable circuit 14. Are different.

【0127】図17に示すように、本第4実施形態にお
ける直流電源26の出力端は昇圧トランス16の1次巻
線の端子に直接接続されている。
As shown in FIG. 17, the output terminal of the DC power supply 26 in the fourth embodiment is directly connected to the terminal of the primary winding of the step-up transformer 16.

【0128】なお、本第4実施形態における高圧電源部
12’’の回路構成は、例えば図2に示したものから入
力電圧可変回路14を除いた構成とすることができる。
Note that the circuit configuration of the high-voltage power supply section 12 ″ in the fourth embodiment can be, for example, the configuration shown in FIG. 2 with the input voltage variable circuit 14 removed.

【0129】次に、本第4実施形態の作用として、主制
御部28’’のCPU30で実施される制御について説
明する。なお、本第4実施形態でも、上記第1実施形態
乃至第3実施形態と同様に、環境検知手段38から入力
されるモニタ値Monに基づいて制御を行う場合と、電圧
検出回路22及び電流検出回路24から入力される電圧
モニタ値Vmon 及び電流モニタ値Imon に基づいて制御
を行う場合と、の2通りの場合について説明する。
Next, as the operation of the fourth embodiment, control performed by the CPU 30 of the main control unit ″ will be described. In the fourth embodiment, similarly to the first to third embodiments, the control is performed based on the monitor value Mon input from the environment detecting unit 38, and the voltage detection circuit 22 and the current Two cases, that is, the case where control is performed based on the voltage monitor value V mon and the current monitor value I mon input from the detection circuit 24, will be described.

【0130】まず、環境検知手段38から入力されるモ
ニタ値Monに基づいて制御を行う場合について、図18
を参照して説明する。なお、図18の図3と同様の処理
を行うステップについては図3と同一のステップ番号を
付して、その説明を省略する。
First, a case where control is performed based on the monitor value Mon input from the environment detecting means 38 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. Steps in FIG. 18 that perform the same processing as in FIG. 3 are assigned the same step numbers as in FIG. 3, and descriptions thereof are omitted.

【0131】ステップ240では、上記ステップ204
において取込んだモニタ値Monに基づいて、次の(8)
式によってPWM信号PWMの周波数fを算出する。
In step 240, the above-mentioned step 204
Based on the monitor value Mon taken in at the following (8)
The frequency f of the PWM signal PWM is calculated by the equation.

【0132】 f=K3/Mon (8) ここで、K3は高圧電源装置10’’の構成等に応じて
決定される係数であり、上記(8)式に代入されること
によって、負荷のインピーダンスの変動に伴う出力特性
の変動を極力抑えられる周波数fを得ることができる値
として予め実験等によって求めた値である。(8)式に
よって、モニタ値Monが大きいほど、すなわち湿度が高
いほどPWM信号PWMの周波数fが小さな値とされ
る。
F = K3 / M on (8) Here, K3 is a coefficient determined according to the configuration of the high-voltage power supply device 10 ″, etc., and is substituted into the above equation (8) to obtain the load. This is a value previously obtained by an experiment or the like as a value capable of obtaining a frequency f capable of minimizing a change in output characteristics due to a change in impedance. By (8), the larger the monitor value M on, that is, as the humidity is high PWM signal of frequency f is set to a small value.

【0133】次のステップ242では、周波数fのPW
M信号PWMを生成するようにパルス発振器34を制御
することにより、スイッチ素子20に周波数fのPWM
信号PWMを出力する。
In the next step 242, the PW of the frequency f
By controlling the pulse oscillator 34 to generate the M signal PWM, the switching device 20
The signal PWM is output.

【0134】次に、電圧検出回路22及び電流検出回路
24から入力される電圧モニタ値V mon 及び電流モニタ
値Imon に基づいて制御を行う場合について、図19を
参照して説明する。なお、図19の図4と同様の処理を
行うステップについては図4と同一のステップ番号を付
して、その説明を省略する。
Next, the voltage detection circuit 22 and the current detection circuit
Voltage monitor value V input from 24 monAnd current monitor
Value ImonFIG. 19 shows the case where control is performed based on
It will be described with reference to FIG. Note that the same processing as in FIG.
The steps to be performed are given the same step numbers as in FIG.
The description is omitted.

【0135】ステップ244では、上記ステップ218
によって算出したインピーダンスAの値を用いて、次の
(9)式によってPWM信号PWMの周波数fを算出す
る。
In step 244, step 218 is performed.
The frequency f of the PWM signal PWM is calculated by the following equation (9) using the value of the impedance A calculated by the following.

【0136】 f=K4×A (9) ここで、K4は高圧電源装置10’’の構成等に応じて
決定される係数であり、上記(9)式に代入されること
によって、負荷のインピーダンスの変動に伴う出力特性
の変動を極力抑えられる周波数fを得ることができる値
として予め実験等によって求めた値である。(9)式に
よってインピーダンスAが大きいほどPWM信号PWM
の周波数fが大きな値とされる。
F = K4 × A (9) Here, K4 is a coefficient determined according to the configuration and the like of the high-voltage power supply 10 ″, and is substituted into the above equation (9) to obtain the impedance of the load. Is a value previously obtained by an experiment or the like as a value capable of obtaining a frequency f capable of minimizing a change in the output characteristic caused by the change in the output characteristic. According to the equation (9), the larger the impedance A, the greater the PWM signal PWM.
Is a large value.

【0137】次のステップ246では、周波数fのPW
M信号PWMが生成されるようにパルス発振器34を制
御することにより、周波数fのPWM信号PWMをスイ
ッチ素子20に出力する。
In the next step 246, the PW of the frequency f
By controlling the pulse oscillator 34 so that the M signal PWM is generated, a PWM signal PWM having a frequency f is output to the switch element 20.

【0138】以上詳細に説明したように、本第4実施形
態に係る高圧電源装置では、環境検知手段によって検知
された湿度、又は電圧検出回路及び電流検出回路によっ
て検出された電圧値及び電流値に基づいてPWM信号に
よる定電圧制御時におけるスイッチ素子に入力するPW
M信号の周波数を変更しているので、出力電圧の値が設
定値から大きくずれたり、リップルが大きくなる問題を
回避することができる。
As described in detail above, in the high-voltage power supply according to the fourth embodiment, the humidity detected by the environment detecting means, or the voltage value and the current value detected by the voltage detection circuit and the current detection circuit are used. Input to the switch element at the time of constant voltage control based on the PWM signal
Since the frequency of the M signal is changed, it is possible to avoid the problem that the value of the output voltage greatly deviates from the set value or the ripple increases.

【0139】なお、本第4実施形態では、本発明を定電
圧制御を行う場合に適用した場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は定電
流制御を行う場合に適用することもできる。この場合、
図18のステップ240において用いられる(8)式を
次の(10)式に変更し、図19のステップ244にお
いて用いられる(9)式を次の(11)式に変更する必
要がある。
In the fourth embodiment, the case where the present invention is applied to the case where constant voltage control is performed has been described.
The present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to the case where constant current control is performed. in this case,
Expression (8) used in step 240 in FIG. 18 needs to be changed to the following expression (10), and expression (9) used in step 244 in FIG. 19 needs to be changed to the following expression (11).

【0140】 f=K3×Mon (10) f=K4/A (11) このように、定電流制御の場合は、モニタ値Monが大き
いほど、すなわち湿度が高いほどPWM信号PWMの周
波数fの値を大きくし、インピーダンスAが大きいほど
PWM信号PWMの周波数fの値を小さくする。
[0140] f = K3 × M on (10 ) f = K4 / A (11) Thus, in the case of the constant current control, monitor value as M is larger on, that is, as the humidity is high PWM signal of frequency f And the value of the frequency f of the PWM signal PWM decreases as the impedance A increases.

【0141】また、本第4実施形態では、ウォーミング
アップ時のみにおいてPWM信号PWMの周波数fの設
定を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、所定時間毎に設定する形態として
もよいことは言うまでもない。
In the fourth embodiment, the case where the frequency f of the PWM signal PWM is set only at the time of warming-up has been described. However, the present invention is not limited to this, and the setting is performed every predetermined time. Needless to say, the form may be used.

【0142】また、本第4実施形態において図17に示
した各部の回路構成は一例であり、各部の機能を実現す
ることができる回路構成であれば如何なるものでも適用
することができる。
Further, in the fourth embodiment, the circuit configuration of each unit shown in FIG. 17 is an example, and any circuit configuration that can realize the function of each unit can be applied.

【0143】また、本第4実施形態では、電圧検出回路
22及び電流検出回路24と、環境検知手段38とを双
方とも備えて、電圧検出回路22及び電流検出回路24
と、環境検知手段38との何れかによって得られた値に
基づいてスイッチ素子20に入力するPWM信号の周波
数を変更する場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、例えば環境検知手段38によ
って得られた湿度が昇圧トランス16に印加する電圧の
値を変更する必要がある値であった場合にのみ電圧検出
回路22及び電流検出回路24から出力されている値に
基づいてスイッチ素子20に入力するPWM信号の周波
数を変更するように制御する形態としてもよい。
In the fourth embodiment, both the voltage detecting circuit 22 and the current detecting circuit 24 and the environment detecting means 38 are provided, and the voltage detecting circuit 22 and the current detecting circuit 24 are provided.
And the case where the frequency of the PWM signal input to the switch element 20 is changed based on the value obtained by any one of the environment detecting means 38, but the present invention is not limited to this. Only when the humidity obtained by the environment detecting means 38 is a value that requires changing the value of the voltage applied to the step-up transformer 16, based on the values output from the voltage detecting circuit 22 and the current detecting circuit 24. The control may be such that the frequency of the PWM signal input to the switch element 20 is changed.

【0144】また、上記第3実施形態及び第4実施形態
で用いている各式((4)式〜(11)式)は一例であ
り、これらの式に限定されるものではない。
The equations (Equations (4) to (11)) used in the third and fourth embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these equations.

【0145】また、上記各実施形態では、電圧検出回路
22及び電流検出回路24と、環境検知手段38とを双
方とも備えた場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、例えばモニタ値Monに基づい
た制御を行う場合は電圧検出回路22及び電流検出回路
24の何れか一方を省略することができ、電圧モニタ値
mon 及び電流モニタ値Imon に基づいた制御を行う場
合は環境検知手段38を省略することができる。何れの
場合も上記各実施形態に比較して装置のコストを低下す
ることができる。
Further, in each of the above embodiments, the case where both the voltage detecting circuit 22 and the current detecting circuit 24 and the environment detecting means 38 are provided has been described. However, the present invention is not limited to this. performing voltage either of the detection circuit 22 and the current detection circuit 24 can be omitted, control based on the voltage monitor value V mon and the current monitor value I mon when performing, for example, control based on the monitored value M on In this case, the environment detecting means 38 can be omitted. In any case, the cost of the apparatus can be reduced as compared with the above embodiments.

【0146】また、上記各実施形態では、環境検知手段
38によって湿度を検知する場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、例えば温度を
検知する形態としてもよいし、湿度及び温度の双方とも
検知する形態としてもよい。
In the above embodiments, the case where the humidity is detected by the environment detecting means 38 has been described.
The present invention is not limited to this, and may be, for example, a mode for detecting temperature, or a mode for detecting both humidity and temperature.

【0147】[0147]

【発明の効果】請求項1乃至請求項3記載の高圧電源装
置によれば、環境検知手段によって検知された環境状態
に応じて、昇圧トランスの1次巻線側に供給する直流電
圧の電圧値の変更、信号生成手段により生成されるパル
ス幅変調信号の間引き、及び信号生成手段により生成さ
れるパルス幅変調信号の周波数の変更の少なくとも1つ
を行っているので、環境状態の変化に起因して負荷のイ
ンピーダンスが変動した場合であっても、高圧電源装置
の出力特性が極力変化しないように、昇圧トランスの1
次巻線側に供給する直流電圧の電圧値の変更、信号生成
手段により生成されるパルス幅変調信号の間引き、及び
信号生成手段により生成されるパルス幅変調信号の周波
数の変更の少なくとも1つを行うように制御することに
よって、インピーダンスの変動が大きい負荷に対しても
常に安定した電力を供給することができる、という効果
が得られる。
According to the high voltage power supply device of the first to third aspects, the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer according to the environmental state detected by the environment detecting means. At least one of the following: changing the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation means, and reducing the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation means. Therefore, even if the impedance of the load fluctuates, the output characteristics of the step-up
At least one of changing the voltage value of the DC voltage supplied to the next winding side, thinning out the pulse width modulation signal generated by the signal generation means, and changing the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation means By performing such control, it is possible to obtain an effect that stable power can always be supplied to a load having a large variation in impedance.

【0148】また、請求項4乃至請求項6記載の高圧電
源装置によれば、所定デューティのパルス幅変調信号を
生成するように信号生成手段を制御したときの出力電圧
の電圧値及び出力電流の電流値に基づいて得られた値に
応じて、昇圧トランスの1次巻線側に供給する直流電圧
の電圧値の変更、信号生成手段により生成されるパルス
幅変調信号の間引き、及び信号生成手段により生成され
るパルス幅変調信号の周波数の変更の少なくとも1つを
行うように制御しているので、負荷のインピーダンスが
変動した場合であっても、高圧電源装置の出力特性が極
力変化しないように、昇圧トランスの1次巻線側に供給
する直流電圧の電圧値の変更、信号生成手段により生成
されるパルス幅変調信号の間引き、及び信号生成手段に
より生成されるパルス幅変調信号の周波数の変更の少な
くとも1つを行うように制御することによって、インピ
ーダンスの変動が大きい負荷に対しても常に安定した電
力を供給することができる、という効果が得られる。
According to the high voltage power supply device of the fourth to sixth aspects, the voltage value of the output voltage and the output current when the signal generation means is controlled to generate a pulse width modulation signal of a predetermined duty. Changing the value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer in accordance with the value obtained based on the current value, thinning out the pulse width modulation signal generated by the signal generation means, and signal generation means Is controlled so as to perform at least one of the changes of the frequency of the pulse width modulation signal generated by the above, so that even when the impedance of the load fluctuates, the output characteristics of the high-voltage power supply device do not change as much as possible. Changing the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer, thinning out the pulse width modulation signal generated by the signal generating means, and changing the power generated by the signal generating means. By controlling to perform at least one of the frequency change of the width modulation signal, can supply power to constantly stable against variations in impedance is large load, the effect is obtained that.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態及び第2実施形態に係る高圧電源
装置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a high-voltage power supply device according to a first embodiment and a second embodiment.

【図2】第1実施形態に係る高圧電源装置の高圧電源部
の回路構成の一例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a circuit configuration of a high-voltage power supply unit of the high-voltage power supply device according to the first embodiment.

【図3】第1実施形態に係る高圧電源装置の作用を示す
フローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of the high-voltage power supply device according to the first embodiment.

【図4】第1実施形態に係る高圧電源装置の別の作用を
示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating another operation of the high-voltage power supply device according to the first embodiment.

【図5】第1実施形態に係る高圧電源装置のデューティ
−出力電圧特性の一例を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing an example of a duty-output voltage characteristic of the high-voltage power supply according to the first embodiment.

【図6】第1実施形態における入力電圧可変回路の別の
構成例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating another configuration example of the input voltage variable circuit according to the first embodiment.

【図7】第2実施形態に係る高圧電源装置の高圧電源部
の回路構成の一例を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating an example of a circuit configuration of a high-voltage power supply unit of a high-voltage power supply device according to a second embodiment.

【図8】第2実施形態に係る高圧電源装置の作用を示す
フローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of the high-voltage power supply device according to the second embodiment.

【図9】第2実施形態に係る高圧電源装置の別の作用を
示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating another operation of the high-voltage power supply device according to the second embodiment.

【図10】第2実施形態に係る高圧電源装置のデューテ
ィ−出力電圧特性の一例を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph illustrating an example of a duty-output voltage characteristic of the high-voltage power supply device according to the second embodiment.

【図11】第3実施形態に係る高圧電源装置の概略構成
を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a high-voltage power supply device according to a third embodiment.

【図12】第3実施形態に係る高圧電源装置の高圧電源
部の回路構成の一例を示す回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram illustrating an example of a circuit configuration of a high-voltage power supply unit of the high-voltage power supply device according to the third embodiment.

【図13】第3実施形態に係る高圧電源装置の作用を示
すフローチャートである。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation of the high-voltage power supply device according to the third embodiment.

【図14】第3実施形態に係る高圧電源装置の別の作用
を示すフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart illustrating another operation of the high-voltage power supply device according to the third embodiment.

【図15】第3実施形態に係る高圧電源装置のデューテ
ィ−出力電圧特性の一例を示すグラフである。
FIG. 15 is a graph illustrating an example of a duty-output voltage characteristic of the high-voltage power supply device according to the third embodiment.

【図16】(A)、(B)とも、第3実施形態に係る高
圧電源装置において生成される第1のPWM信号と第2
のPWM信号の波形の一例を示す図である。
FIGS. 16A and 16B show a first PWM signal and a second PWM signal generated in the high-voltage power supply device according to the third embodiment;
FIG. 3 is a diagram showing an example of a waveform of a PWM signal of FIG.

【図17】第4実施形態に係る高圧電源装置の概略構成
を示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a high-voltage power supply device according to a fourth embodiment.

【図18】第4実施形態に係る高圧電源装置の作用を示
すフローチャートである。
FIG. 18 is a flowchart illustrating an operation of the high-voltage power supply device according to the fourth embodiment.

【図19】第4実施形態に係る高圧電源装置の別の作用
を示すフローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart illustrating another operation of the high-voltage power supply device according to the fourth embodiment.

【図20】従来の電源装置の概略構成を示す図であり、
(A)はデジタル制御方式の電源装置の構成例を、
(B)はアナログ制御方式の電源装置の構成例を、各々
示すブロック図である。
FIG. 20 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional power supply device;
(A) shows a configuration example of a digital control type power supply device,
3B is a block diagram illustrating a configuration example of an analog control type power supply device.

【図21】(A)はCPUの基準クロック信号の状態
を、(B)はCPUが8ビット構成である場合の1周期
の状態及び1ビット当たりの分解能を、(C)はCPU
が10ビット構成である場合の1周期の状態及び1ビッ
ト当たりの分解能を、各々示すタイムチャートである。
21A shows the state of a reference clock signal of the CPU, FIG. 21B shows the state of one cycle and the resolution per bit when the CPU has an 8-bit configuration, and FIG.
7 is a time chart showing the state of one cycle and the resolution per bit in a case where is a 10-bit configuration.

【図22】(A)はCPUの基準クロック信号とPWM
信号との関係を示すタイムチャートであり、(B)はP
WM信号のデューティと出力電圧との関係を示すグラフ
である。
FIG. 22A is a diagram illustrating a reference clock signal of a CPU and PWM.
It is a time chart which shows the relationship with a signal, (B) is P
5 is a graph illustrating a relationship between a duty of a WM signal and an output voltage.

【図23】従来の技術の問題点の説明に用いるデューテ
ィ−出力電圧特性のグラフである。
FIG. 23 is a graph of a duty-output voltage characteristic used for describing a problem of the related art.

【図24】従来の技術の別の問題点の説明に用いるデュ
ーティ−出力電圧特性のグラフである。
FIG. 24 is a graph of a duty-output voltage characteristic used for explaining another problem of the related art.

【図25】従来の技術の回路構成の一例を示す回路図で
ある。
FIG. 25 is a circuit diagram showing an example of a circuit configuration of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 高圧電源装置 12 高圧電源部 14 入力電圧可変回路(制御手段) 16 昇圧トランス 18 整流平滑回路(出力手段、整流平滑手段) 20 スイッチ素子(スイッチ手段) 22 電圧検出回路(検出手段、電圧検出手段) 24 電流検出回路(検出手段、電流検出手段) 25 スイッチ回路 26 直流電源 28 主制御部(制御手段) 30 CPU 32 演算部 34 パルス発振器(信号生成手段) 34’ 第1パルス発振器(信号生成手段) 34’’第2パルス発振器(制御手段) 36 A/D変換器 38 環境検知手段 40 負荷 REFERENCE SIGNS LIST 10 high-voltage power supply device 12 high-voltage power supply unit 14 input voltage variable circuit (control means) 16 step-up transformer 18 rectification smoothing circuit (output means, rectification smoothing means) 20 switch element (switch means) 22 voltage detection circuit (detection means, voltage detection means) 24) current detection circuit (detection means, current detection means) 25 switch circuit 26 DC power supply 28 main control unit (control means) 30 CPU 32 arithmetic unit 34 pulse oscillator (signal generation means) 34 'first pulse oscillator (signal generation means) ) 34 '' second pulse oscillator (control means) 36 A / D converter 38 environment detecting means 40 load

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H027 DA01 DA11 DA14 ED03 ED09 ED24 EF04 ZA01 ZA09 5H410 BB01 BB04 BB05 CC02 CC08 DD02 DD10 EA11 EA16 EA39 EB01 EB09 EB12 EB15 EB16 EB17 EB25 FF03 FF05 FF09 FF25 5H730 AA04 AS00 AS01 AS02 AS04 BB23 BB57 BB96 CC28 DD04 DD41 EE06 FD01 FD31 FD61 FF09 FG05 FG07 FG21  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 2H027 DA01 DA11 DA14 ED03 ED09 ED24 EF04 ZA01 ZA09 5H410 BB01 BB04 BB05 CC02 CC08 DD02 DD10 EA11 EA16 EA39 EB01 EB09 EB12 EB15 EB16 EB17 AS04 FF25 AS04 FF05 AS04 FF05 BB23 BB57 BB96 CC28 DD04 DD41 EE06 FD01 FD31 FD61 FF09 FG05 FG07 FG21

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 昇圧トランスと、 前記昇圧トランスの1次巻線側に供給するための直流電
圧を生成する直流電源と、 デューティが可変であるパルス幅変調信号を生成する信
号生成手段と、 前記パルス幅変調信号に応じて前記直流電源から前記1
次巻線側に供給される直流電圧を断続するスイッチ手段
と、 前記昇圧トランスの2次巻線に接続されて負荷に電力を
供給する出力手段と、 前記出力手段の出力値を検出する検出手段と、 環境状態を検知する環境検知手段と、 前記出力値が予め設定された目標値と一致するように前
記パルス幅変調信号のデューティを変更するように前記
信号生成手段を制御すると共に、前記環境検知手段によ
って検知された環境状態に応じて、前記昇圧トランスの
1次巻線側に供給する直流電圧の電圧値の変更、前記信
号生成手段により生成されるパルス幅変調信号の間引
き、及び前記信号生成手段により生成されるパルス幅変
調信号の周波数の変更の少なくとも1つを行うように制
御する制御手段と、を備えた高圧電源装置。
A step-up transformer; a DC power supply for generating a DC voltage to be supplied to a primary winding side of the step-up transformer; a signal generating means for generating a pulse width modulation signal having a variable duty; The DC power supply outputs the 1
Switch means for interrupting a DC voltage supplied to the next winding side; output means connected to the secondary winding of the step-up transformer for supplying power to a load; and detection means for detecting an output value of the output means Environment detection means for detecting an environment state; and controlling the signal generation means to change the duty of the pulse width modulation signal so that the output value matches a preset target value; Changing the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer in accordance with the environmental state detected by the detection means, thinning out the pulse width modulation signal generated by the signal generation means, and Control means for controlling at least one of the frequency changes of the pulse width modulation signal generated by the generation means.
【請求項2】 前記制御手段は、前記環境検知手段によ
って検知された環境状態に応じた処理をウォームアップ
時に行うことを特徴とする請求項1記載の高圧電源装
置。
2. The high-voltage power supply device according to claim 1, wherein the control unit performs a process according to an environment state detected by the environment detection unit at the time of warm-up.
【請求項3】 前記検出手段によって検出する出力値が
前記出力手段の出力電圧及び出力電流の何れか一方の値
であると共に前記環境検知手段によって検知する環境状
態が湿度であり、 前記制御手段は、 前記出力電圧が予め設定された目標値と一致するように
制御しかつ前記昇圧トランスの1次巻線側に供給する直
流電圧の電圧値の変更を行う場合に、前記湿度が高いほ
ど前記昇圧トランスの1次巻線側に供給する直流電圧の
電圧値を大きくし、 前記出力電流が予め設定された目標値と一致するように
制御しかつ前記昇圧トランスの1次巻線側に供給する直
流電圧の電圧値の変更を行う場合に、前記湿度が高いほ
ど前記昇圧トランスの1次巻線側に供給する直流電圧の
電圧値を小さくし、 前記出力電圧が予め設定された目標値と一致するように
制御しかつ前記信号生成手段により生成されるパルス幅
変調信号の間引きを行う場合に、前記湿度が高いほど前
記パルス幅変調信号の間引きの量を少なくし、 前記出力電流が予め設定された目標値と一致するように
制御しかつ前記信号生成手段により生成されるパルス幅
変調信号の間引きを行う場合に、前記湿度が高いほど前
記パルス幅変調信号の間引きの量を多くし、 前記出力電圧が予め設定された目標値と一致するように
制御しかつ前記信号生成手段により生成されるパルス幅
変調信号の周波数の変更を行う場合に、前記湿度が高い
ほど前記周波数を小さな値とし、 前記出力電流が予め設定された目標値と一致するように
制御しかつ前記信号生成手段により生成されるパルス幅
変調信号の周波数の変更を行う場合に、前記湿度が高い
ほど前記周波数を大きな値とする、 ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の高圧電源
装置。
3. An output value detected by the detection means is one of an output voltage and an output current of the output means, and an environmental state detected by the environment detection means is humidity. When controlling the output voltage to be equal to a preset target value and changing the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer, the higher the humidity, the higher the step-up voltage. The voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the transformer is increased, the output current is controlled to match a preset target value, and the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer is increased. When changing the voltage value of the voltage, the higher the humidity is, the smaller the DC voltage value supplied to the primary winding side of the step-up transformer is, and the output voltage matches a preset target value. Yo When performing the thinning of the pulse width modulation signal generated by the signal generation unit, the amount of the thinning of the pulse width modulation signal is reduced as the humidity increases, and the output current is set to a predetermined target. When controlling to match the value and thinning out the pulse width modulation signal generated by the signal generation means, the amount of thinning out the pulse width modulation signal increases as the humidity increases, and the output voltage is When performing control to match a preset target value and changing the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation unit, the higher the humidity, the smaller the frequency, the lower the output current. Is controlled to match a preset target value, and when the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation unit is changed, the humidity is high. The high-voltage power supply device according to claim 1, wherein the higher the frequency, the larger the value.
【請求項4】 昇圧トランスと、 前記昇圧トランスの1次巻線側に供給するための直流電
圧を生成する直流電源と、 デューティが可変であるパルス幅変調信号を生成する信
号生成手段と、 前記パルス幅変調信号に応じて前記直流電源から前記1
次巻線側に供給される直流電圧を断続するスイッチ手段
と、 前記昇圧トランスの2次巻線に接続されて該2次巻線に
誘起される交番電流を整流しかつ平滑する整流平滑手段
と、 前記整流平滑手段の出力電圧を検出する電圧検出手段
と、 前記整流平滑手段の出力電流を検出する電流検出手段
と、 前記出力電圧及び前記出力電流の何れか一方の値が予め
設定された目標値と一致するように前記パルス幅変調信
号のデューティを変更するように前記信号生成手段を制
御すると共に、所定デューティのパルス幅変調信号を生
成するように前記信号生成手段を制御したときの前記出
力電圧の電圧値及び前記出力電流の電流値に基づいて得
られた値に応じて、前記昇圧トランスの1次巻線側に供
給する直流電圧の電圧値の変更、前記信号生成手段によ
り生成されるパルス幅変調信号の間引き、及び前記信号
生成手段により生成されるパルス幅変調信号の周波数の
変更の少なくとも1つを行うように制御する制御手段
と、 を備えた高圧電源装置。
4. A step-up transformer, a DC power supply for generating a DC voltage to be supplied to a primary winding side of the step-up transformer, a signal generating means for generating a pulse width modulation signal having a variable duty, The DC power supply outputs the 1
Switch means for interrupting a DC voltage supplied to the next winding side; rectifying and smoothing means connected to a secondary winding of the step-up transformer for rectifying and smoothing an alternating current induced in the secondary winding; Voltage detecting means for detecting an output voltage of the rectifying / smoothing means; current detecting means for detecting an output current of the rectifying / smoothing means; and a target in which one of the output voltage and the output current is set in advance. Controlling the signal generation means so as to change the duty of the pulse width modulation signal so as to match the value, and controlling the output when the signal generation means is controlled to generate a pulse width modulation signal having a predetermined duty. Changing the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer in accordance with the voltage value of the voltage and the value obtained based on the current value of the output current; A high-voltage power supply device comprising: control means for performing at least one of thinning out the generated pulse width modulation signal and changing the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generation means.
【請求項5】 前記制御手段は、所定デューティのパル
ス幅変調信号を生成するように前記信号生成手段を制御
したときの前記出力電圧の電圧値及び前記出力電流の電
流値に基づいて得られた値に応じた処理をウォームアッ
プ時に行うことを特徴とする請求項4記載の高圧電源装
置。
5. The control means is obtained based on a voltage value of the output voltage and a current value of the output current when the signal generation means is controlled to generate a pulse width modulation signal having a predetermined duty. 5. The high-voltage power supply according to claim 4, wherein the processing according to the value is performed at the time of warm-up.
【請求項6】 前記所定デューティのパルス幅変調信号
を生成するように前記信号生成手段を制御したときの前
記出力電圧の電圧値及び前記出力電流の電流値に基づい
て得られた値がインピーダンスであり、 前記制御手段は、 前記出力電圧が予め設定された目標値と一致するように
制御しかつ前記昇圧トランスの1次巻線側に供給する直
流電圧の電圧値の変更を行う場合に、前記インピーダン
スが大きいほど前記昇圧トランスの1次巻線側に供給す
る直流電圧の電圧値を小さくし、 前記出力電流が予め設定された目標値と一致するように
制御しかつ前記昇圧トランスの1次巻線側に供給する直
流電圧の電圧値の変更を行う場合に、前記インピーダン
スが大きいほど前記昇圧トランスの1次巻線側に供給す
る直流電圧の電圧値を大きくし、 前記出力電圧が予め設定された目標値と一致するように
制御しかつ前記信号生成手段により生成されるパルス幅
変調信号の間引きを行う場合に、前記インピーダンスが
大きいほど前記パルス幅変調信号の間引きの量を多く
し、 前記出力電流が予め設定された目標値と一致するように
制御しかつ前記信号生成手段により生成されるパルス幅
変調信号の間引きを行う場合に、前記インピーダンスが
大きいほど前記パルス幅変調信号の間引きの量を少なく
し、 前記出力電圧が予め設定された目標値と一致するように
制御しかつ前記信号生成手段により生成されるパルス幅
変調信号の周波数の変更を行う場合に、前記インピーダ
ンスが大きいほど前記周波数を大きな値とし、 前記出力電流が予め設定された目標値と一致するように
制御しかつ前記信号生成手段により生成されるパルス幅
変調信号の周波数の変更を行う場合に、前記インピーダ
ンスが大きいほど前記周波数を小さな値とする、ことを
特徴とする請求項4又は請求項5記載の高圧電源装置。
6. A value obtained based on a voltage value of the output voltage and a current value of the output current when the signal generation unit is controlled to generate the pulse width modulation signal of the predetermined duty is an impedance. The control means controls the output voltage to be equal to a preset target value, and when changing a voltage value of a DC voltage supplied to a primary winding side of the step-up transformer, As the impedance increases, the voltage value of the DC voltage supplied to the primary winding side of the step-up transformer is reduced, the output current is controlled to match a preset target value, and the primary winding of the step-up transformer is controlled. When changing the voltage value of the DC voltage supplied to the line side, the larger the impedance is, the larger the DC voltage value supplied to the primary winding side of the step-up transformer is, When controlling the output voltage to be equal to a preset target value and thinning out the pulse width modulation signal generated by the signal generation means, the amount of the thinning out of the pulse width modulation signal increases as the impedance increases. In the case where the output current is controlled to be equal to a preset target value and the pulse width modulation signal generated by the signal generation unit is thinned out, the pulse width modulation becomes larger as the impedance becomes larger. Reducing the amount of signal thinning, controlling the output voltage to match a preset target value, and changing the frequency of the pulse width modulation signal generated by the signal generating means, Is larger, the frequency is set to a larger value, the output current is controlled to match a preset target value, and the signal generation is controlled. 6. The high-voltage power supply device according to claim 4, wherein when changing the frequency of the pulse width modulation signal generated by the generating unit, the frequency is set to a smaller value as the impedance increases.
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