JP3036618B2 - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JP3036618B2 JP3036618B2 JP6018126A JP1812694A JP3036618B2 JP 3036618 B2 JP3036618 B2 JP 3036618B2 JP 6018126 A JP6018126 A JP 6018126A JP 1812694 A JP1812694 A JP 1812694A JP 3036618 B2 JP3036618 B2 JP 3036618B2
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 24
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電源装置に関し、さ
らに詳しくは、小型軽量化でき且つ大きな負荷電流を取
り出すことが出来る電源装置に関する。
らに詳しくは、小型軽量化でき且つ大きな負荷電流を取
り出すことが出来る電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真機用の電源装置として、従来、
低周波トランスにより例えば１ｋＨｚ，１００Ｖの入力
電圧から１ｋＨｚ，１ｋＶの出力電圧を得る低周波トラ
ンス型電源装置が使用されている。また、交流電圧に直
流オフセットを加えた出力電圧を得るために、前記低周
波トランスの２次側巻線にＤＣ／ＤＣコンバータを直列
に接続した直流オフセット型電源装置も使用されてい
る。
低周波トランスにより例えば１ｋＨｚ，１００Ｖの入力
電圧から１ｋＨｚ，１ｋＶの出力電圧を得る低周波トラ
ンス型電源装置が使用されている。また、交流電圧に直
流オフセットを加えた出力電圧を得るために、前記低周
波トランスの２次側巻線にＤＣ／ＤＣコンバータを直列
に接続した直流オフセット型電源装置も使用されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の低周波トラ
ンス型電源装置および直流オフセット型電源装置は、１
ｋＨｚ程度の低周波の交流を昇圧するためにケイ素鋼板
コアの低周波トランスを用いており、大型で重たい問題
点がある。さらに、上記従来の直流オフセット型電源装
置では、ＤＣ／ＤＣコンバータが出力側に直列に入るた
め、大きな負荷電流を取り出しにくい問題点がある。そ
こで、この発明の目的は、小型軽量化できると共に、大
きな負荷電流を取り出すことが出来る電源装置を提供す
ることにある。
ンス型電源装置および直流オフセット型電源装置は、１
ｋＨｚ程度の低周波の交流を昇圧するためにケイ素鋼板
コアの低周波トランスを用いており、大型で重たい問題
点がある。さらに、上記従来の直流オフセット型電源装
置では、ＤＣ／ＤＣコンバータが出力側に直列に入るた
め、大きな負荷電流を取り出しにくい問題点がある。そ
こで、この発明の目的は、小型軽量化できると共に、大
きな負荷電流を取り出すことが出来る電源装置を提供す
ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明の電源装置は、
トランスの１次側巻線の一端に第１のコンデンサの一端
を接続し、前記トランスの２次側巻線の一端に第２のコ
ンデンサの一端を接続し、その第２のコンデンサの他端
と前記トランスの２次側巻線の他端との間に所定のツェ
ナー電圧を有する２個または２群のツェナーダイオード
を互いに逆向きに直列接続した直列回路を接続し、その
直列回路の出力側にローパスフィルタ回路を接続し、前
記第１のコンデンサの他端と前記トランスの１次側巻線
の他端の間にパルス幅変調した高周波の矩形波の入力電
圧を供給し、前記ローパスフィルタ回路から低周波また
は直流の出力電圧または低周波と直流とを合成した出力
電圧を取り出すことを構成上の特徴とするものである。
トランスの１次側巻線の一端に第１のコンデンサの一端
を接続し、前記トランスの２次側巻線の一端に第２のコ
ンデンサの一端を接続し、その第２のコンデンサの他端
と前記トランスの２次側巻線の他端との間に所定のツェ
ナー電圧を有する２個または２群のツェナーダイオード
を互いに逆向きに直列接続した直列回路を接続し、その
直列回路の出力側にローパスフィルタ回路を接続し、前
記第１のコンデンサの他端と前記トランスの１次側巻線
の他端の間にパルス幅変調した高周波の矩形波の入力電
圧を供給し、前記ローパスフィルタ回路から低周波また
は直流の出力電圧または低周波と直流とを合成した出力
電圧を取り出すことを構成上の特徴とするものである。
【０００５】
【作用】この発明の電源装置において、第１のコンデン
サの他端とトランスの１次側巻線の他端の間にパルス幅
変調した高周波の矩形波の入力電圧を供給すると、トラ
ンスの２次側巻線には、巻線比だけ変圧され且つ直流分
を失った高周波の矩形波が生じる。このトランスの２次
側巻線に生じた電圧がツェナーダイオード（群）のツェ
ナー電圧を越えると、その超過分の電圧が第２のコンデ
ンサに分担され、直列回路の両端にはツェナー電圧と等
しい電圧が現れる。一方、トランスの２次側巻線に生じ
た電圧がツェナー電圧より小さくなると、その電圧と前
記第２のコンデンサが分担していた電圧とが加算され
て、やはり直列回路の両端にはツェナー電圧と等しい電
圧が現れる。このようにして、直列回路の両端には、振
幅一定のパルス幅変調された高周波の矩形波が現れる。
換言すれば、直流分も含めて入力電圧を巻線比だけ変圧
した電圧が、直列回路の両端に現れる。そこで、ローパ
スフィルタにより、高周波を取り除けば、低周波または
直流の出力電圧または低周波と直流とを合成した出力電
圧を取り出すことが出来る。そして、この電源装置で
は、高周波トランスを用いるため、小型・軽量となる。
また、出力にＤＣ／ＤＣコンバータを直列に入れなくて
も直流オフセットを加えられるから、大きな負荷電流を
取り出すことが出来る。
サの他端とトランスの１次側巻線の他端の間にパルス幅
変調した高周波の矩形波の入力電圧を供給すると、トラ
ンスの２次側巻線には、巻線比だけ変圧され且つ直流分
を失った高周波の矩形波が生じる。このトランスの２次
側巻線に生じた電圧がツェナーダイオード（群）のツェ
ナー電圧を越えると、その超過分の電圧が第２のコンデ
ンサに分担され、直列回路の両端にはツェナー電圧と等
しい電圧が現れる。一方、トランスの２次側巻線に生じ
た電圧がツェナー電圧より小さくなると、その電圧と前
記第２のコンデンサが分担していた電圧とが加算され
て、やはり直列回路の両端にはツェナー電圧と等しい電
圧が現れる。このようにして、直列回路の両端には、振
幅一定のパルス幅変調された高周波の矩形波が現れる。
換言すれば、直流分も含めて入力電圧を巻線比だけ変圧
した電圧が、直列回路の両端に現れる。そこで、ローパ
スフィルタにより、高周波を取り除けば、低周波または
直流の出力電圧または低周波と直流とを合成した出力電
圧を取り出すことが出来る。そして、この電源装置で
は、高周波トランスを用いるため、小型・軽量となる。
また、出力にＤＣ／ＤＣコンバータを直列に入れなくて
も直流オフセットを加えられるから、大きな負荷電流を
取り出すことが出来る。
【０００６】
【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に詳しく説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。図１は、この発明の一実施例の高圧
電源装置１の回路構成を示す。この高圧電源装置１にお
いて、外部からは、高周波（例えば１０ｋＨｚ以上）の
三角波Ｖｉ１がコンパレータ２に入力されると共に、低
周波（例えば１ｋＨｚ以下）または直流の目的信号Ｖｒ
ｅｆが誤差アンプ８に入力される。前記三角波Ｖｉ１の
振幅は、例えば２０Ｖである。また、前記目的信号Ｖｒ
ｅｆの振幅は、例えば５Ｖである。前記コンパレータ２
の出力端子は、抵抗Ｒ１を介して、ＮＰＮトランジスタ
Ｑ１，ＰＮＰトランジスタＱ２のベースに接続されてい
る。これらトランジスタＱ１，Ｑ２のベースは、相互に
接続されると共に、バイアス抵抗Ｒ２によって、正電源
＋ＶＢ（例えば＋１２Ｖ）に接続されている。また、前
記ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは前記正電源＋Ｖ
Ｂに接続され、そのＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタ
は前記ＰＮＰトランジスタＱ２のエミッタと接続され、
そのＰＮＰトランジスタＱ２のコレクタは負電源−ＶＢ
（例えば−１２Ｖ）に接続されている。前記トランジス
タＱ１，Ｑ２のエミッタは、無極性のコンデンサＣ１を
介して、高周波トランス４（昇圧比１：Ｎ，例えば１：
４２）の１次側巻線の一端に接続されている。また、そ
の１次側巻線の他端は、前記負電源−ＶＢに接続されて
いる。前記高周波トランス４のコアは、例えばフェライ
トである。
に詳しく説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。図１は、この発明の一実施例の高圧
電源装置１の回路構成を示す。この高圧電源装置１にお
いて、外部からは、高周波（例えば１０ｋＨｚ以上）の
三角波Ｖｉ１がコンパレータ２に入力されると共に、低
周波（例えば１ｋＨｚ以下）または直流の目的信号Ｖｒ
ｅｆが誤差アンプ８に入力される。前記三角波Ｖｉ１の
振幅は、例えば２０Ｖである。また、前記目的信号Ｖｒ
ｅｆの振幅は、例えば５Ｖである。前記コンパレータ２
の出力端子は、抵抗Ｒ１を介して、ＮＰＮトランジスタ
Ｑ１，ＰＮＰトランジスタＱ２のベースに接続されてい
る。これらトランジスタＱ１，Ｑ２のベースは、相互に
接続されると共に、バイアス抵抗Ｒ２によって、正電源
＋ＶＢ（例えば＋１２Ｖ）に接続されている。また、前
記ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは前記正電源＋Ｖ
Ｂに接続され、そのＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタ
は前記ＰＮＰトランジスタＱ２のエミッタと接続され、
そのＰＮＰトランジスタＱ２のコレクタは負電源−ＶＢ
（例えば−１２Ｖ）に接続されている。前記トランジス
タＱ１，Ｑ２のエミッタは、無極性のコンデンサＣ１を
介して、高周波トランス４（昇圧比１：Ｎ，例えば１：
４２）の１次側巻線の一端に接続されている。また、そ
の１次側巻線の他端は、前記負電源−ＶＢに接続されて
いる。前記高周波トランス４のコアは、例えばフェライ
トである。
【０００７】前記高周波トランス４の２次側巻線の一端
には、無極性のコンデンサＣ２の一端が接続されてい
る。前記コンデンサＣ２の他端と前記高周波トランス４
の２次側巻線の他端の間には、合計のツェナー電圧Ｖｚ
がＮ・ＶＢ（例えばＶｚ＝５００Ｖ）のツェナーダイオ
ード群ＺＤａと，合計のツェナー電圧ＶｚがＮ・ＶＢの
ツェナーダイオード群ＺＤｂとを互いに逆向きに直列接
続した直列回路５が接続されている。その直列回路５の
出力側には、チョークコイルＬ１とコンデンサＣ３から
なるローパスフィルタ６が接続されている。このローパ
スフィルタ６は、例えば２５ｋＨｚの高周波は阻止し、
例えば１ｋＨｚの低周波は通過させる。前記コンデンサ
Ｃ３の両端には、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４からなる分圧器７
が接続されている。その分圧器７は、出力電圧Ｖｏの例
えば１／２００のフィードバック電圧を誤差アンプ８に
入力する。誤差アンプ８は、前記フィードバック電圧Ｖ
ＦＢと前記目的信号Ｖｒｅｆの差電圧を増幅し、誤差電
圧Ｖｉ２を前記コンパレータ２にフィードバックする。
には、無極性のコンデンサＣ２の一端が接続されてい
る。前記コンデンサＣ２の他端と前記高周波トランス４
の２次側巻線の他端の間には、合計のツェナー電圧Ｖｚ
がＮ・ＶＢ（例えばＶｚ＝５００Ｖ）のツェナーダイオ
ード群ＺＤａと，合計のツェナー電圧ＶｚがＮ・ＶＢの
ツェナーダイオード群ＺＤｂとを互いに逆向きに直列接
続した直列回路５が接続されている。その直列回路５の
出力側には、チョークコイルＬ１とコンデンサＣ３から
なるローパスフィルタ６が接続されている。このローパ
スフィルタ６は、例えば２５ｋＨｚの高周波は阻止し、
例えば１ｋＨｚの低周波は通過させる。前記コンデンサ
Ｃ３の両端には、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４からなる分圧器７
が接続されている。その分圧器７は、出力電圧Ｖｏの例
えば１／２００のフィードバック電圧を誤差アンプ８に
入力する。誤差アンプ８は、前記フィードバック電圧Ｖ
ＦＢと前記目的信号Ｖｒｅｆの差電圧を増幅し、誤差電
圧Ｖｉ２を前記コンパレータ２にフィードバックする。
【０００８】次に、図２，図３の波形図を参照して、こ
の高圧電源装置１の動作を説明する。まず、図２の
（ａ）に示すような目的信号Ｖｒｅｆが入力されると、
誤差アンプ８からは、図２の（ｂ）に示すような誤差電
圧Ｖｉ２が出力される。この誤差電圧Ｖｉ２は、コンパ
レータ２に入力される。一方、コンパレータ２には、図
２の（ｃ）に示すような三角波Ｖｉ１が入力される。
の高圧電源装置１の動作を説明する。まず、図２の
（ａ）に示すような目的信号Ｖｒｅｆが入力されると、
誤差アンプ８からは、図２の（ｂ）に示すような誤差電
圧Ｖｉ２が出力される。この誤差電圧Ｖｉ２は、コンパ
レータ２に入力される。一方、コンパレータ２には、図
２の（ｃ）に示すような三角波Ｖｉ１が入力される。
【０００９】三角波Ｖｉ１と誤差電圧Ｖｉ２の間に、図
３の（ａ）に示すような関係があるとすれば、コンデン
サＣ１には、図３の（ｂ）に示すようなパルス幅変調さ
れた矩形波電圧Ｖｐａが入力される。コンデンサＣ１は
前記矩形波電圧Ｖｐａの直流分をカットするため、図３
の（ｃ）に示すような電圧Ｖｐｂが昇圧コイル４の１次
側巻線に加わる。
３の（ａ）に示すような関係があるとすれば、コンデン
サＣ１には、図３の（ｂ）に示すようなパルス幅変調さ
れた矩形波電圧Ｖｐａが入力される。コンデンサＣ１は
前記矩形波電圧Ｖｐａの直流分をカットするため、図３
の（ｃ）に示すような電圧Ｖｐｂが昇圧コイル４の１次
側巻線に加わる。
【００１０】すると、高周波トランス４の２次側巻線に
は、図２の（ｄ）に示すような電圧Ｖｓｂ（＝Ｎ・Ｖｐ
ｂ）が発生する。直列回路５は、電圧｜Ｖｓｂ｜がツェ
ナー電圧Ｖｚ（＝Ｎ・ＶＢ）よりも大きいならオン状態
になって両端の電圧の絶対値をＮ・ＶＢに維持し、超過
分の電圧にコンデンサＣ２を充電する。すなわち、電圧
Ｖｓｂが−Ｎ・ＶＢより負であるときにはその超過分だ
け正にコンデンサＣ２は充電され、電圧Ｖｓｂが＋Ｎ・
ＶＢより正であるときにはその超過分だけ負にコンデン
サＣ２が充電される。このため、コンデンサＣ２の電圧
Ｖｃ２は、図３の（ｅ）に示すようになる。一方、直列
回路５は、電圧｜Ｖｓｂ｜がツェナー電圧Ｖｚ（＝Ｎ・
ＶＢ）よりも小さいならオフ状態になるが、このとき
は、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２が電圧Ｖｓｂに加算さ
れた電圧が直列回路５の両端に加わる。従って、直列回
路５の両端の電圧Ｖｓａは、図３の（ｆ）に示すよう
に、パルス幅変調された矩形波電圧（振幅Ｎ・ＶＢ）と
なる。ローパスフィルタ６は、電圧Ｖｓａから高周波ス
イッチング成分を取り除くから、図３の（ｇ）に示すよ
うな出力電圧Ｖｏが得られる。この出力電圧Ｖｏは、図
２の（ａ）に示す目的信号Ｖｒｅｆと同じ波形の高圧で
ある。
は、図２の（ｄ）に示すような電圧Ｖｓｂ（＝Ｎ・Ｖｐ
ｂ）が発生する。直列回路５は、電圧｜Ｖｓｂ｜がツェ
ナー電圧Ｖｚ（＝Ｎ・ＶＢ）よりも大きいならオン状態
になって両端の電圧の絶対値をＮ・ＶＢに維持し、超過
分の電圧にコンデンサＣ２を充電する。すなわち、電圧
Ｖｓｂが−Ｎ・ＶＢより負であるときにはその超過分だ
け正にコンデンサＣ２は充電され、電圧Ｖｓｂが＋Ｎ・
ＶＢより正であるときにはその超過分だけ負にコンデン
サＣ２が充電される。このため、コンデンサＣ２の電圧
Ｖｃ２は、図３の（ｅ）に示すようになる。一方、直列
回路５は、電圧｜Ｖｓｂ｜がツェナー電圧Ｖｚ（＝Ｎ・
ＶＢ）よりも小さいならオフ状態になるが、このとき
は、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２が電圧Ｖｓｂに加算さ
れた電圧が直列回路５の両端に加わる。従って、直列回
路５の両端の電圧Ｖｓａは、図３の（ｆ）に示すよう
に、パルス幅変調された矩形波電圧（振幅Ｎ・ＶＢ）と
なる。ローパスフィルタ６は、電圧Ｖｓａから高周波ス
イッチング成分を取り除くから、図３の（ｇ）に示すよ
うな出力電圧Ｖｏが得られる。この出力電圧Ｖｏは、図
２の（ａ）に示す目的信号Ｖｒｅｆと同じ波形の高圧で
ある。
【００１１】以上の高圧電源装置１では、高周波トラン
ス４を用いるため、小型・軽量となる。また、出力にＤ
Ｃ／ＤＣコンバータを直列に入れなくても直流オフセッ
トを加えられるから、大きな負荷電流を取り出すことが
出来る。さらに、低周波の出力電圧，正または負の直流
の出力電圧あるいは低周波と直流とを合成した出力電圧
のいずれをも得ることが出来る。
ス４を用いるため、小型・軽量となる。また、出力にＤ
Ｃ／ＤＣコンバータを直列に入れなくても直流オフセッ
トを加えられるから、大きな負荷電流を取り出すことが
出来る。さらに、低周波の出力電圧，正または負の直流
の出力電圧あるいは低周波と直流とを合成した出力電圧
のいずれをも得ることが出来る。
【００１２】なお、上記実施例では、＋ＶＢ，−ＶＢの
２電源を用いたが、三角波Ｖｉ１，誤差電圧Ｖｉ２，目
的信号Ｖｒｅｆ，フィードバック電圧ＶＦＢなどにオフ
セットを与えれば、単電源にすることも出来る。
２電源を用いたが、三角波Ｖｉ１，誤差電圧Ｖｉ２，目
的信号Ｖｒｅｆ，フィードバック電圧ＶＦＢなどにオフ
セットを与えれば、単電源にすることも出来る。
【００１３】
【発明の効果】この発明の電源装置によれば、低周波の
出力電圧，正または負の直流の出力電圧あるいは低周波
と直流とを合成した出力電圧のいずれをも得ることが出
来る。そして、高周波のトランスを用いるため、小型・
軽量となる。また、出力にＤＣ／ＤＣコンバータを直列
に入れないから、大きな負荷電流を取り出すことが出来
る。
出力電圧，正または負の直流の出力電圧あるいは低周波
と直流とを合成した出力電圧のいずれをも得ることが出
来る。そして、高周波のトランスを用いるため、小型・
軽量となる。また、出力にＤＣ／ＤＣコンバータを直列
に入れないから、大きな負荷電流を取り出すことが出来
る。
【図１】この発明の一実施例の高圧電源装置の回路図で
ある。
ある。
【図２】図１の高圧電源装置の各部の波形図である。
【図３】図１の高圧電源装置の各部の別の波形図であ
る。
る。
１ 高圧電源装置 ２ コンパレータ ４ 高周波トランス ５ 直列回路 ６ ローパスフィルタ ７ 分圧器 ８ 誤差アンプ Ｑ１，Ｑ２ トランジスタ Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 抵抗 Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ コンデンサ Ｌ１ チョークコイル Ｖｉ１ 三角波 Ｖｉ２ 誤差信号 ＶＦＢ フィードバック電圧 Ｖｒｅｆ 目的波形信号 ＺＤａ，ＺＤｂ ツェナーダイオード群 Ｖｏ 出力電圧
Claims (1)
- 【請求項１】 トランスの１次側巻線の一端に第１のコ
ンデンサの一端を接続し、前記トランスの２次側巻線の
一端に第２のコンデンサの一端を接続し、その第２のコ
ンデンサの他端と前記トランスの２次側巻線の他端との
間に所定のツェナー電圧を有する２個または２群のツェ
ナーダイオードを互いに逆向きに直列接続した直列回路
を接続し、その直列回路の出力側にローパスフィルタ回
路を接続し、前記第１のコンデンサの他端と前記トラン
スの１次側巻線の他端の間にパルス幅変調した高周波の
矩形波の入力電圧を供給し、前記ローパスフィルタ回路
から低周波または直流の出力電圧または低周波と直流と
を合成した出力電圧を取り出すことを特徴とする電源装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6018126A JP3036618B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6018126A JP3036618B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07231665A JPH07231665A (ja) | 1995-08-29 |
| JP3036618B2 true JP3036618B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=11962916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6018126A Expired - Fee Related JP3036618B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3036618B2 (ja) |
-
1994
- 1994-02-15 JP JP6018126A patent/JP3036618B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07231665A (ja) | 1995-08-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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