JP2011024362A - High-voltage power supply device - Google Patents
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Description
本発明は高圧電源装置に関する。 The present invention relates to a high-voltage power supply device.
近年、画像形成装置は生産性向上のため、画像形成部をタンデム構造とすることが要求されている。タンデム構造では、各色毎に高電圧が必要となるため、高圧電源装置の実装面積が大きくなる。高圧電源装置を小型化するために、圧電トランスが用いられることがある。圧電トランスは1次電極(入力電極)間に交流電圧を印加することで駆動する。 In recent years, an image forming apparatus is required to have an tandem structure in order to improve productivity. In the tandem structure, since a high voltage is required for each color, the mounting area of the high-voltage power supply device is increased. In order to reduce the size of the high-voltage power supply device, a piezoelectric transformer may be used. The piezoelectric transformer is driven by applying an alternating voltage between primary electrodes (input electrodes).
特許文献1には、出力電圧停止回路が制御信号と基準電圧との比較に基づき出力信号を出力し、電圧制御発信器が出力信号により圧電トランスの駆動を停止させる技術が開示されている。
本発明は、圧電トランスの駆動効率の低下を抑制し、かつ出力電圧可変範囲を広くすることが可能な高圧電源装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a high-voltage power supply device capable of suppressing a decrease in driving efficiency of a piezoelectric transformer and widening an output voltage variable range.
請求項1の高圧電源装置は、圧電トランスと、前記圧電トランスからの出力電圧または出力電流を検出する検出部と、前記検出部で検出された前記出力電圧または前記出力電流に応じて、前記圧電トランスの駆動電圧の振幅を可変にする駆動電圧制御と、前記駆動電圧の周波数を可変にする駆動周波数制御との切り替えを行う制御切替部とを具備することを特徴とする。 The high-voltage power supply device according to claim 1 includes a piezoelectric transformer, a detection unit that detects an output voltage or an output current from the piezoelectric transformer, and the piezoelectric voltage according to the output voltage or the output current detected by the detection unit. It is characterized by comprising a control switching unit for switching between drive voltage control for changing the amplitude of the drive voltage of the transformer and drive frequency control for changing the frequency of the drive voltage.
請求項2の高圧電源装置は、前記制御切替部が、前記検出部で検出された前記出力電圧または前記出力電流が、あらかじめ定められた第1基準信号より大きい場合は前記駆動周波数制御が行われるように切り替えを行い、前記出力電圧または前記出力電流が前記第1基準信号より小さい場合は前記駆動電圧制御が行われるように切り替えを行うことを特徴とする。 The high-voltage power supply apparatus according to claim 2, wherein the control switching unit performs the driving frequency control when the output voltage or the output current detected by the detection unit is greater than a predetermined first reference signal. Switching is performed so that when the output voltage or the output current is smaller than the first reference signal, switching is performed so that the drive voltage control is performed.
請求項3の高圧電源装置は、前記制御切替部が、前記検出部で検出された前記出力電圧または前記出力電流と、あらかじめ定められた第2基準信号及びあらかじめ定められた第3基準信号との比較結果に応じて、前記駆動電圧制御と前記駆動周波数制御とが行われるように切り替えを行うことを特徴とする。 The high-voltage power supply apparatus according to claim 3, wherein the control switching unit includes the output voltage or the output current detected by the detection unit, a predetermined second reference signal, and a predetermined third reference signal. Switching is performed so that the drive voltage control and the drive frequency control are performed according to the comparison result.
請求項4の高圧電源装置は、圧電トランスと、入力される出力電圧目標値信号に応じて、前記圧電トランスの駆動電圧の振幅を可変にする駆動電圧制御と、前記駆動電圧の周波数を可変にする駆動周波数制御との切り替えを行う制御切替部とを具備することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a high-voltage power supply apparatus comprising: a piezoelectric transformer; drive voltage control for making the amplitude of the drive voltage of the piezoelectric transformer variable according to an input output voltage target value signal; And a control switching unit for switching to the driving frequency control.
請求項5の高圧電源装置は、前記制御切替部が、前記出力電圧目標値信号があらかじめ定められた第1基準信号より大きい場合は前記駆動周波数制御が行われるように切り替えを行い、前記出力電圧目標値信号が前記第1基準信号より小さい場合は前記駆動電圧制御が行われるように切り替えを行うことを特徴とする。 The high-voltage power supply device according to claim 5, wherein the control switching unit performs switching so that the drive frequency control is performed when the output voltage target value signal is larger than a predetermined first reference signal, and the output voltage When the target value signal is smaller than the first reference signal, switching is performed so that the drive voltage control is performed.
請求項6の高圧電源装置は、前記制御切替部が、前記出力電圧目標値信号とあらかじめ定められた第2基準信号及びあらかじめ定められた第3基準信号との比較結果に応じて、前記駆動電圧制御と前記駆動周波数制御とが行われるように切り替えを行うことを特徴とする。 The high-voltage power supply apparatus according to claim 6, wherein the control switching unit determines the drive voltage according to a comparison result between the output voltage target value signal and a predetermined second reference signal and a predetermined third reference signal. Switching is performed so that the control and the drive frequency control are performed.
請求項7の高圧電源装置は、圧電トランスと、入力される制御切替信号に応じて、前記圧電トランスの駆動電圧の振幅を可変にする駆動電圧制御と、前記駆動電圧の周波数を可変にする駆動周波数制御との切り替えを行う制御切替部とを具備することを特徴とする。 The high-voltage power supply device according to claim 7 is a piezoelectric transformer, drive voltage control for varying the amplitude of the drive voltage of the piezoelectric transformer in accordance with an input control switching signal, and drive for varying the frequency of the drive voltage. And a control switching unit that performs switching with frequency control.
請求項1記載の発明によれば、圧電トランスの駆動効率の低下を抑制し、かつ出力電圧可変範囲を広くすることが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to suppress a decrease in driving efficiency of the piezoelectric transformer and widen the output voltage variable range.
請求項2記載の発明によれば、圧電トランスの駆動効率の低下を抑制し、かつ出力電圧可変範囲を広くすることが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to suppress a decrease in driving efficiency of the piezoelectric transformer and widen the output voltage variable range.
請求項3記載の発明によれば、圧電トランスの応答性及び安定性が向上する。 According to the invention described in claim 3, the responsiveness and stability of the piezoelectric transformer are improved.
請求項4記載の発明によれば、圧電トランスの駆動効率の低下を抑制し、かつ出力電圧可変範囲を広くすることが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to suppress a decrease in driving efficiency of the piezoelectric transformer and widen the output voltage variable range.
請求項5記載の発明によれば、圧電トランスの駆動効率の低下を抑制し、かつ出力電圧可変範囲を広くすることが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to suppress a decrease in driving efficiency of the piezoelectric transformer and widen the output voltage variable range.
請求項6記載の発明によれば、圧電トランスの応答性及び安定性が向上する。 According to the sixth aspect of the present invention, the response and stability of the piezoelectric transformer are improved.
請求項7記載の発明によれば、圧電トランスの駆動効率の低下を抑制し、かつ出力電圧可変範囲を広くすることが可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to suppress a decrease in driving efficiency of the piezoelectric transformer and widen the output voltage variable range.
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、実施例1に係る高圧電源装置を示すブロック構成図である。なお、図1は正極性出力電源の例であるが、負極性出力電源においても要旨は同一である。図1を参照に、高圧電源装置の構成について説明する。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a high-voltage power supply device according to the first embodiment. Although FIG. 1 shows an example of a positive output power source, the gist is the same for a negative output power source. With reference to FIG. 1, the structure of a high voltage power supply device will be described.
図1に示すように、圧電トランス20の一次側には電圧制御部4と周波数制御部6とが設けられており、電圧制御部4と周波数制御部6とは制御切替部10に接続されている。二次側にはダイオード26、28及びコンデンサ30とからなる整流平滑部が設けられている。また、コイル16、コンデンサ18及び圧電トランス20の入力内部容量はLC共振回路を形成している。
As shown in FIG. 1, a voltage control unit 4 and a frequency control unit 6 are provided on the primary side of the
圧電トランス20の出力電圧はダイオード26、28及びコンデンサ30により整流、平滑され出力端子32へと出力される。また、出力電圧は、検出部12を介して制御切替部10に入力される。制御切替部10には基準信号が入力され、また制御切替部10の他端は電圧制御部4及び周波数制御部6に接続されている。制御切替部10は圧電トランス20からの出力電圧に応じて電圧制御部4による制御と周波数制御部6による制御との切り替えを行う。電圧制御部4には端子2から電源電圧が供給され、電圧制御部4の出力はコイル16を介して抵抗22、コンデンサ18、及び圧電トランス20の一次側電極の一方に接続されている。周波数制御部6の出力は例えばMOSFETであるスイッチ14のゲートに接続されている。スイッチ14のドレインは圧電トランス20の一次電極の一方に接続され、ソースは抵抗24を介して接地されている。同様に、圧電トランス20の他方の一次電極、コンデンサ18、及び抵抗22は接地されている。
The output voltage of the
電圧制御部4は入力された不図示の制御信号に応じて、圧電トランス20に入力される駆動電圧の振幅の制御を行う。周波数制御部6は、入力された不図示の制御信号に応じてスイッチ14のスイッチングを行い、電圧制御部から出力された直流電圧をコイル16とコンデンサ18及び圧電トランス20の入力内部容量によりLC共振させ交流電圧を発生させる。発生した交流電圧(駆動電圧)は圧電トランス20に入力される。すなわち、周波数制御部6は駆動電圧の周波数(駆動周波数)の制御を行う。
The voltage control unit 4 controls the amplitude of the drive voltage input to the
図2は、高圧電源装置の回路構成例を示す図である。図2を参照に回路構成について説明する。 FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration example of the high-voltage power supply device. The circuit configuration will be described with reference to FIG.
図2に示すように、電圧制御部4は、トランジスタ40、抵抗42、44及びツェナーダイオード46からなり、トランジスタ40をドロッパーとして動作させることにより、圧電トランス20の駆動電圧の振幅を制御する。電源電圧Vccは抵抗42及びトランジスタ40のエミッタに入力される。
As shown in FIG. 2, the voltage control unit 4 includes a
周波数制御部6は抵抗52、54、56、58、コンデンサ62、オペアンプ60及びMOSFET64からなる。オペアンプ60の反転入力端子(−端子)には圧電トランス20からの出力信号が入力され、非反転入力端子(+端子)には端子50から回路動作に対する基準電圧が入力される。オペアンプ60の出力端子はMOSFET64のゲートに接続されている。MOSFET64のソース、抵抗58及びコンデンサ62は接地されており、MOSFET64のドレインはオペアンプ70の非反転入力端子(+端子)に接続されている。
The frequency control unit 6 includes
オペアンプ60の非反転入力端子(+端子)電圧がオペアンプ60の反転入力端子(−端子)電圧よりも低い状態では、コンデンサ62に充電電流が流れ、オペアンプ60の非反転入力端子電圧が上昇する。オペアンプ60の非反転入力端子電圧が反転入力端子電圧を上回った時点でのオペアンプ60の出力はHIGHになり、MOSFET64がON状態となる。そして、充電電流によりコンデンサ62に蓄積された電荷はMOSFET64を通じて放電され、オペアンプ60の非反転入力端子電圧が減少する。上記の動作により、オペアンプ60の非反転入力端子電圧は三角波状に変化し、三角波の周波数が圧電トランス20に入力される駆動電圧の周波数となる。
When the non-inverting input terminal (+ terminal) voltage of the
制御切替部10はオペアンプ80とコンデンサ78、抵抗82、ツェナーダイオード74及び76からなる。オペアンプ80の非反転入力端子(+端子)には検出部12を介して圧電トランス20から出力信号が入力され、反転入力端子(−端子)には端子8から抵抗82を介して基準信号が入力される。オペアンプ80の出力端子はツェナーダイオード74及び抵抗66を介して周波数制御部6及びオペアンプ70の非反転入力端子(+端子)に接続され、またツェナーダイオード76及び抵抗44を介して電圧制御部4のトランジスタ40のベースに接続されている。
The
次に、高圧電源装置の動作について説明する。図3は高圧電源装置の動作を示すフローチャートであり、図4は高圧電源装置における出力電圧または制御電圧(後述)と、駆動周波数及び駆動電圧の振幅との関係を示す図である。実施例1においては、図4の横軸は出力電圧、縦軸は駆動周波数、及び駆動電圧の振幅を各々示す。 Next, the operation of the high voltage power supply device will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the high-voltage power supply device, and FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the output voltage or control voltage (described later), the drive frequency and the amplitude of the drive voltage in the high-voltage power supply device. In the first embodiment, the horizontal axis in FIG. 4 represents the output voltage, and the vertical axis represents the drive frequency and the amplitude of the drive voltage.
図3に示すように、まず、圧電トランス20の一次端子に駆動電圧が入力される(ステップS10)。 As shown in FIG. 3, first, a drive voltage is input to the primary terminal of the piezoelectric transformer 20 (step S10).
圧電トランス20は入力された駆動電圧の周波数(駆動周波数)に対応した昇圧比で駆動電圧を昇圧し、出力する(ステップS11)。なお、昇圧比とは圧電トランスの出力電圧の振幅と駆動電圧の振幅との比である。
The
制御切替部10は、検出部12で検出された圧電トランス20からの出力電圧Voutとあらかじめ定められた第1基準信号の電圧(基準電圧)V1とを比較し、VoutがV1より小さいか判断する(ステップS12)。
The
Yesの場合、ステップS13に進む。図4に示すように、制御切替部10は、電圧制御部4により駆動電圧の振幅を可変にする制御が行われるように切り替えを行う。このとき、駆動周波数は周波数制御部6により一定(f2)に制御される。
In the case of Yes, it progresses to step S13. As illustrated in FIG. 4, the
Noの場合、ステップS14に進む。図4に示すように、制御切替部10は周波数制御部6により駆動周波数を可変にする制御が行われるように、切り替えを行う。このとき、駆動周波数はf1〜f2の間で掃引される。また、駆動電圧の振幅は一定である。
In No, it progresses to step S14. As shown in FIG. 4, the
ステップS13及びS14の後はステップS10に戻る。以上のように、実施例1に係る高圧電源装置では、出力電圧Voutが基準電圧V1より小さければ、電圧制御部4が駆動電圧の振幅を可変にする制御を行う(駆動電圧制御)。一方、出力電圧Voutが基準電圧V1より大きければ、周波数制御部6が駆動周波数を可変にする制御を行う(駆動周波数制御)。すなわち、制御切替部10は、検出部12で検出された圧電トランス20からの出力電圧V outに応じて、駆動電圧制御と駆動周波数制御との切り替えを行う。
After steps S13 and S14, the process returns to step S10. As described above, in the high-voltage power supply device according to the first embodiment, if the output voltage Vout is smaller than the reference voltage V1, the voltage control unit 4 performs control to change the amplitude of the drive voltage (drive voltage control). On the other hand, if the output voltage Vout is greater than the reference voltage V1, the frequency control unit 6 performs control to change the drive frequency (drive frequency control). That is, the
ここで、圧電トランスの特性について説明する。図5は圧電トランスの駆動周波数と昇圧比、及び駆動効率との関係を例示した図である。横軸が駆動周波数を、縦軸が昇圧比及び駆動効率を各々表す。実線が昇圧比、破線が駆動効率を各々表す。 Here, the characteristics of the piezoelectric transformer will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the driving frequency of the piezoelectric transformer, the step-up ratio, and the driving efficiency. The horizontal axis represents the drive frequency, and the vertical axis represents the boost ratio and drive efficiency. A solid line represents the boost ratio, and a broken line represents the drive efficiency.
図5に示すように、共振周波数f0付近で昇圧比は大きくなり、共振周波数f0でピークとなる。従って、共振周波数f0から大きく離れた周波数では昇圧比が低下する。また、図中に斜線で示すように、圧電トランス20には昇圧比の単調性が成立しないスプリアス領域が存在しており、この領域では出力電圧の応答性及び安定性が低下する。一般に駆動効率は周波数f1〜f2の領域、つまり共振周波数f0付近においてピークを示す。
As shown in FIG. 5, the boost ratio increases near the resonance frequency f0 and peaks at the resonance frequency f0. Accordingly, the step-up ratio decreases at a frequency far away from the resonance frequency f0. Further, as indicated by hatching in the figure, the
一方、圧電トランスへの入力電圧を制御する駆動電圧制御方式では、駆動周波数が一定であれば、圧電トランスの出力電圧の振幅は、駆動電圧の振幅に比例する。駆動電圧制御では、駆動電圧の振幅を低下させるため、例えばトランジスタ等のドロッパーを使用するため、電力の損失が発生し、入力電圧が高くなると電力の損失が大きくなる。 On the other hand, in the drive voltage control method for controlling the input voltage to the piezoelectric transformer, the amplitude of the output voltage of the piezoelectric transformer is proportional to the amplitude of the drive voltage if the drive frequency is constant. In the drive voltage control, for example, a dropper such as a transistor is used to reduce the amplitude of the drive voltage. Therefore, a power loss occurs, and the power loss increases as the input voltage increases.
図4に示すように、実施例1によれば、周波数制御部6が駆動周波数の掃引する範囲をf1〜f2とすることで、圧電トランス20の駆動効率の高い領域において周波数制御が行われることとなる。すなわち、駆動電圧制御または駆動周波数制御のどちらか一方のみで制御を行う場合よりも、圧電トランス20の駆動効率が向上する。また、掃引周波数の上限をスプリアス領域に含まれない周波数f2に設定することで、掃引周波数の上限を設けない場合よりも、圧電トランス20の応答性、及び安定性が向上する。
As shown in FIG. 4, according to the first embodiment, frequency control is performed in a region where the driving efficiency of the
図4に示すように、駆動電圧の振幅がV1より高い領域においては、駆動周波数制御が行われるため、ドロッパーによる電力の損失の増大が抑制される。従って、出力電圧可変範囲が広くなる。 As shown in FIG. 4, in the region where the amplitude of the drive voltage is higher than V1, drive frequency control is performed, so that an increase in power loss due to the dropper is suppressed. Therefore, the output voltage variable range is widened.
また、圧電トランス20の出力検出電圧を制御切替部10に入力させて切り替えを行うため、圧電トランス20の駆動特性のバラつきを考慮する必要がなく、最適な状態で駆動周波数制御が行われる。
In addition, since the output detection voltage of the
実施例2は、圧電トランスの出力電圧または出力電流と、二つの基準信号である第2基準信号及び第3基準信号との比較結果に応じて制御の切替を行う例である。高圧電源装置の構成は、図1及び図2に示したものと同様である。図6は実施例2に係る高圧電源装置の動作を示すフローチャートである。図7は、実施例2に係る高圧電源装置における出力電圧または制御電圧(後述)と駆動周波数及び駆動電圧の振幅との関係を示す図である。図7の横軸は出力電圧、縦軸は駆動周波数、及び駆動電圧の振幅を各々示す。第2基準電圧をV2、第3基準電圧をV3とすると、V2<V3である。まず図6を参照に高圧電源装置の動作について説明するが、実施例1で説明したステップS10、及びS11については説明を省略する。 The second embodiment is an example in which the control is switched according to the comparison result between the output voltage or output current of the piezoelectric transformer and the second reference signal and the third reference signal which are two reference signals. The configuration of the high-voltage power supply device is the same as that shown in FIGS. FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the high-voltage power supply device according to the second embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between an output voltage or a control voltage (described later), a drive frequency, and an amplitude of the drive voltage in the high-voltage power supply device according to the second embodiment. In FIG. 7, the horizontal axis represents the output voltage, and the vertical axis represents the drive frequency and the amplitude of the drive voltage. When the second reference voltage is V2 and the third reference voltage is V3, V2 <V3. First, the operation of the high-voltage power supply device will be described with reference to FIG. 6, but the description of steps S10 and S11 described in the first embodiment will be omitted.
図6に示すように、制御切替部10は出力電圧Voutが第2基準電圧V2より大きいか判断する(ステップS15)。
As shown in FIG. 6, the
Noの場合、ステップS16に進む。図7に示すように、制御切替部10は駆動電圧制御が行われるように切り替えを行う。このとき、実施例1と同様に駆動周波数はf2で一定である。
In No, it progresses to Step S16. As shown in FIG. 7, the
Yesの場合、ステップS17に進む。制御切替部10は出力電圧Voutが第3基準電圧V3より小さいか判断する。
In the case of Yes, it progresses to step S17. The
ステップS17においてNoの場合、ステップS18に進む。図7に示すように、制御切替部10は駆動周波数制御が行われるように切り替えを行う。このとき、駆動周波数の下限がf1であることは、実施例1と同様である。また、駆動電圧の振幅は一定である。
If No in step S17, the process proceeds to step S18. As shown in FIG. 7, the
ステップS17においてYesの場合、ステップS19に進む。図7に示すように、制御切替部10は、駆動電圧制御と駆動周波数制御とが行われるように、切り替えを行う。ステップS16、18及び19の後はステップS10に戻る。
If Yes in step S17, the process proceeds to step S19. As shown in FIG. 7, the
実施例2によれば、実施例1と同様に圧電トランス20の駆動効率が向上し、かつ出力電圧可変範囲が広くなる。また、V2〜V3の範囲において、駆動電圧及び駆動周波数を同時に可変制御することにより、高圧出力の応答性及び安定性が向上する。
According to the second embodiment, like the first embodiment, the driving efficiency of the
なお、実施例1及び2では、検出部12において圧電トランス20の出力電圧を検出し、制御切替部10において基準電圧と比較するとしたが、検出部12において出力電流を検出し、制御切替部10において基準信号の電流と比較するとしてもよい。
In the first and second embodiments, the
実施例3は、制御切替部10が出力電圧目標値信号と基準信号との比較結果に応じて制御の切り替えを行う例である。図8は実施例3に係る高圧電源装置を示すブロック図であり、図9は高圧電源装置の動作を示すフローチャートである。
The third embodiment is an example in which the
図8に示すように、制御切替部10に、圧電トランス20からの出力信号は入力されず、端子9から出力電圧目標値信号が入力される。制御切替部10は出力電圧目標値信号に応じて切り替えを行う。なお、図2で既述したものと同じ構成については、説明を省略する。次に、図9を参照に高圧電源装置の動作について説明する。
As shown in FIG. 8, the output signal from the
図9に示すように、出力電圧目標値信号が制御切替部10に入力される(ステップS10)。 As shown in FIG. 9, the output voltage target value signal is input to the control switching unit 10 (step S10).
制御切替部10は、出力電圧目標値信号の電圧(制御電圧)Vtargとあらかじめ定められた基準電圧V1とを比較し、VtargがV1より小さいか判断する(ステップS20)。
The
Yesの場合、ステップS13に進む。図4に示すように、制御切替部10は駆動電圧制御が行われるように、切り替えを行う。なお、実施例3においては図4の横軸は制御電圧を表すものとする。
In the case of Yes, it progresses to step S13. As shown in FIG. 4, the
Noの場合、ステップS14に進む。制御切替部10は駆動周波数制御が行われるように、切り替えを行う。ステップS13及びS14の後はステップS20に戻る。
In No, it progresses to step S14. The
実施例3によれば、実施例1と同様に圧電トランス20の駆動効率が向上し、かつ出力電圧可変範囲が広くなる。また、検出部が不要となるため、高圧電源装置の部品点数が削減される。
According to the third embodiment, like the first embodiment, the driving efficiency of the
実施例4は、制御切替部10が出力電圧目標値信号と第2基準信号及び第3基準信号との比較結果に応じて制御の切り替えを行う例である。高圧電源装置の構成は、図8に示したものと同様である。図10は実施例4に係る高圧電源装置の動作を示すフローチャートである。
The fourth embodiment is an example in which the
図10に示すように、出力電圧目標値信号Vtargが第2基準電圧V2より大きいか判断する(ステップS21)。 As shown in FIG. 10, it is determined whether the output voltage target value signal Vtarget is larger than the second reference voltage V2 (step S21).
Noの場合、ステップS16に進む。図7に示すように、制御切替部10は駆動電圧制御が行われるように切り替えを行う。なお、実施例4においては図7の横軸は制御電圧を表すものとする。
In No, it progresses to Step S16. As shown in FIG. 7, the
Yesの場合、ステップS22に進む。出力電圧目標値信号Vtargが第3基準電圧V3より小さいか判断する。 In the case of Yes, it progresses to step S22. It is determined whether the output voltage target value signal Vtarget is smaller than the third reference voltage V3.
ステップS22においてNoの場合、ステップS18に進む。図7に示すように、制御切替部10は駆動周波数制御が行われるように切り替えを行う。
If No in step S22, the process proceeds to step S18. As shown in FIG. 7, the
ステップS22おいてYesの場合、ステップS19に進む。図7に示すように、制御切替部10は、駆動電圧制御と駆動周波数制御とが行われるように、切り替えを行う。
If Yes in step S22, the process proceeds to step S19. As shown in FIG. 7, the
実施例4によれば、実施例2と同様に圧電トランス20の駆動効率が向上し、かつ出力電圧可変範囲が広くなる。また、圧電トランス20の応答性及び安定性が向上する。実施例3と同様に、検出部が不要となるため高圧電源装置の部品点数が削減される。
According to the fourth embodiment, the driving efficiency of the
なお、実施例3及び4では、制御切替部10において出力電圧目標値信号の電圧と基準信号の電圧とを比較するとしたが、出力電圧目標値信号の電流と基準信号の電流とを比較するとしてもよい。
In the third and fourth embodiments, the
実施例5は、制御切替部10が制御切替信号に応じて切り替えを行う例である。図11は実施例5に係る高圧電源装置を示すブロック図であり、図12は実施例5に係る高圧電源装置の動作を示すフローチャートである。
The fifth embodiment is an example in which the
図11に示すように、制御切替部10に端子11から出力電圧目標値信号が入力される。制御切替部10は、出力電圧目標値信号に応じて切り替えを行う。次に、図12を参照に、高圧電源装置の動作について説明する。
As shown in FIG. 11, the output voltage target value signal is input from the terminal 11 to the
図12に示すように、制御切替部10は制御切替信号Vswが入力されたか判断する(ステップS30)。
As shown in FIG. 12, the
Yesの場合、ステップS13に進む。制御切替部10は駆動電圧制御が行われるように、切り替えを行う。
In the case of Yes, it progresses to step S13. The
Noの場合、ステップS14に進む。制御切替部10は駆動周波数制御が行われるように、切り替えを行う。
In No, it progresses to step S14. The
なお、上記の動作はあくまで例示である。他の動作例について説明する。例えば駆動電圧制御が行われている際に、制御切替信号Vswが制御切替部10に入力されると、制御切替部10は駆動周波数制御が行われるように切り替えを行う。また、例えば駆動周波数制御が行われている際に、制御切替信号Vswが制御切替部10に入力されると、制御切替部10は駆動電圧制御が行われるように切り替えを行う。すなわち、制御切替部10は制御切替信号が入力されたことに応じて、駆動電圧制御と駆動周波数制御との切り替えを行う。
The above operation is merely an example. Another operation example will be described. For example, when the drive voltage control is being performed, if the control switching signal Vsw is input to the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
電圧制御部 4
周波数制御部 6
制御切替部 10
検出部 12
スイッチ 14
圧電トランス 20
Voltage controller 4
Frequency control unit 6
Claims (7)
前記圧電トランスからの出力電圧または出力電流を検出する検出部と、
前記検出部で検出された前記出力電圧または前記出力電流に応じて、前記圧電トランスの駆動電圧の振幅を可変にする駆動電圧制御と、前記駆動電圧の周波数を可変にする駆動周波数制御との切り替えを行う制御切替部とを具備することを特徴とする高圧電源装置。 A piezoelectric transformer,
A detection unit for detecting an output voltage or an output current from the piezoelectric transformer;
Switching between drive voltage control for changing the amplitude of the drive voltage of the piezoelectric transformer and drive frequency control for changing the frequency of the drive voltage according to the output voltage or the output current detected by the detection unit. A high-voltage power supply device comprising: a control switching unit that performs the operation.
前記出力電圧または前記出力電流が前記第1基準信号より小さい場合は前記駆動電圧制御が行われるように切り替えを行うことを特徴とする請求項1記載の高圧電源装置。 The control switching unit performs switching so that the drive frequency control is performed when the output voltage or the output current detected by the detection unit is larger than a predetermined first reference signal,
2. The high-voltage power supply device according to claim 1, wherein switching is performed so that the drive voltage control is performed when the output voltage or the output current is smaller than the first reference signal.
入力される出力電圧目標値信号に応じて、前記圧電トランスの駆動電圧の振幅を可変にする駆動電圧制御と、前記駆動電圧の周波数を可変にする駆動周波数制御との切り替えを行う制御切替部とを具備することを特徴とする高圧電源装置。 A piezoelectric transformer,
A control switching unit that switches between driving voltage control for changing the amplitude of the driving voltage of the piezoelectric transformer and driving frequency control for changing the frequency of the driving voltage in accordance with an output voltage target value signal that is input; A high voltage power supply device comprising:
前記出力電圧目標値信号が前記第1基準信号より小さい場合は前記駆動電圧制御が行われるように切り替えを行うことを特徴とする請求項4記載の高圧電源装置。 The control switching unit performs switching so that the drive frequency control is performed when the output voltage target value signal is larger than a predetermined first reference signal,
5. The high-voltage power supply apparatus according to claim 4, wherein switching is performed so that the drive voltage control is performed when the output voltage target value signal is smaller than the first reference signal.
入力される制御切替信号に応じて、前記圧電トランスの駆動電圧の振幅を可変にする駆動電圧制御と、前記駆動電圧の周波数を可変にする駆動周波数制御との切り替えを行う制御切替部とを具備することを特徴とする高圧電源装置。 A piezoelectric transformer,
A control switching unit that switches between driving voltage control for changing the amplitude of the driving voltage of the piezoelectric transformer and driving frequency control for changing the frequency of the driving voltage in accordance with an input control switching signal; A high-voltage power supply device characterized by:
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---|---|---|---|---|
JP2012191834A (en) * | 2011-02-23 | 2012-10-04 | Oki Data Corp | High voltage power supply device and image forming apparatus |
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JP2017147936A (en) * | 2017-05-19 | 2017-08-24 | キヤノン株式会社 | Voltage generating device and image forming apparatus |
JP2018007507A (en) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | 横河電機株式会社 | Power supply unit |
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- 2009-07-17 JP JP2009168439A patent/JP2011024362A/en active Pending
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