JP3064453B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機やプ
リンタ等の電子写真応用装置に使用される放電器などに
直流の高電圧を印加するための直流高圧電源装置等の電
源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記電子写真応用装置の放電器な
どに用いられる直流高圧電源装置としては、次に示すよ
うなものがある。これは、図６に示すように、昇圧トラ
ンスＴの一次側にスイッチング素子Ｑを設け、このスイ
ッチング素子Ｑによって昇圧トランスＴの一次側巻線Ｎ
１に印加される直流電圧をオンオフすることにより、昇
圧トランスＴの二次側巻線Ｎ２に高電圧を発生させる。
そして、この昇圧トランスＴの二次側巻線Ｎ２に発生し
た高電圧を、ダイオードＤＡ１、ＤＡ２及びコンデンサ
Ｃ１、Ｃ２からなるコッククロフトウオルトン型の多倍
圧整流回路１００によって整流した後、制限抵抗Ｒ０２
を介して直流の高電圧を電子写真応用装置の放電器など
に出力するように構成されている。

【０００３】上記直流高圧電源装置では、まず、スイッ
チング素子Ｑがオン状態になると、昇圧トランスＴの一
次側巻線Ｎ１に電流が流れ、昇圧トランスＴの二次側巻
線Ｎ２に高電圧が誘起される。そして、この昇圧トラン
スＴの二次側巻線に誘起された高電圧によって、多倍圧
整流回路１００のダイオードＤＡ１を介してコンデンサ
Ｃ１が充電されるフォワードモード動作が行われる。

【０００４】次に、スイッチング素子Ｑがオフ状態にな
ると、主スイッチング素子Ｑのオン期間中に昇圧トラン
スＴの励磁インダクタンスに蓄えられた励磁エネルギ
が、ダイオードＤ２とコンデンサＣ２とからなる整流回
路１００を介して、コンデンサＣ２を充電するフライバ
ックモード動作が行われる。

【０００５】その後、上記の如きスイッチング素子Ｑの
オフ時における励磁エネルギの伝達が完了した後、次の
サイクルにおいてスイッチング素子Ｑが再オン状態とな
るまで、スイッチング素子Ｑのオフ状態を維持し、昇圧
トランスＴの励磁インダクタンスに蓄えられた励磁エネ
ルギをリセットする再オン動作が行われる。

【０００６】ところで、上記直流高圧電源装置では、ス
イッチング素子Ｑがオフ状態となるフライバックモード
動作への移行時などに、図７に示すように、スイッチン
グ素子Ｑに過大な電圧が印加されるため、スイッチング
素子Ｑに流れる過大な電流によって、スイッチング素子
Ｑの特性が劣化したり破壊したりすることがあるため、
昇圧トランスＴには、スイッチング素子Ｑのコレクタに
電圧を印加する一次側巻線Ｎ１に、直列接続のコンデン
サＣと抵抗Ｒとからなるスナバー回路１０１が並列に接
続されている。そして、このスナバー回路１０１によっ
て、図８に示すように、スイッチング素子Ｑに流れる過
大な電流を吸収することにより、スイッチング素子Ｑの
特性劣化や破壊を防止するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわ
ち、上記直流高圧電源装置では、スナバー回路を昇圧ト
ランスＴの一次側巻線Ｎ１に並列して接続しており、こ
の昇圧トランスＴの一次側巻線Ｎ１は、比較的高い電圧
が印加され且つフライバックモードにおいて一次側巻線
Ｎ１に過大な電圧が印加されるため、スナバー回路を構
成するコンデンサＣや抵抗Ｒとしては、例えば耐圧が数
１００Ｖのメタライズドフィルムコンデンサや容量が数
Ｗの抵抗等を使用する必要があり、コストが高くなると
ともに、コンデンサ等の部品が大きくなるため、装置が
大型化するという問題点があった。なお、特開昭６１−
１４７７７７号公報に開示されているように、一次側巻
線とは別にスパイクパルス吸収用の巻線を昇圧トランス
の一次側に設け、このスパイクパルス吸収用巻線にスナ
バー回路を接続するように構成した技術も提案されてい
るが、この場合には、スパイクパルス吸収用の特別な巻
線やオフ時に同期を取るトランジスタなどを設ける必要
があり、電源回路のコストアップをもたらすとともに大
型化を招くという問題点がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、スナバー回路のコストダウン
及び小型化が可能な電源装置を提供することにある。

【０００９】すなわち、この発明は、昇圧トランスの一
次側巻線に印加される電圧をオンオフするスイッチング
素子と、前記一次側巻線に結合し前記スイッチング素子
をオンオフする一次側の補助巻線とを備え、前記補助巻
線に誘起する電圧により前記スイッチング素子をオンオ
フすることによって、昇圧トランスの二次側巻線に電圧
を発生させる自励型の電源装置において、前記一次側巻
線よりも低い電圧が印加される前記補助巻線に、前記ス
イッチング素子のオフ時に発生するノイズを吸収するス
ナバー回路を並列に接続するように構成されている。

【００１０】上記スナバー回路としては、例えば直列に
接続されたコンデンサと抵抗とからなるものが用いられ
るが、これに限定されるものではなく、コンデンサのみ
からなるものや他の素子を組み合わせたものでも勿論よ
い。

【００１１】

【作用】この発明においては、昇圧トランスの巻線であ
ってスイッチング素子によってオンオフする電圧が印加
される巻線よりも低い電圧が印加される巻線に、スナバ
ー回路を並列に接続するように構成されているので、ス
ナバー回路によってスイッチング素子に過大な電圧が印
加されるのを防止することができるのは勿論のこと、ス
ナバー回路が昇圧トランスの巻線であってスイッチング
素子によってオンオフする電圧が印加される巻線よりも
低い電圧が印加される巻線に並列に接続されているた
め、スナバー回路に印加される電圧は低くなり、スナバ
ー回路を構成するコンデンサや抵抗等として耐圧の低い
ものを使用することができる。

【００１２】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００１３】図１はこの発明に係る電源装置としての直
流高圧電源装置の一実施例を示すものである。

【００１４】この直流高圧電源装置は、図１に示すよう
に、基本的に上記トランスＴの一次側巻線Ｎ１に印加さ
れる直流電圧を、スイッチング素子としてのスイッチン
グトランジスタＱ２１によってオンオフすることによ
り、昇圧トランスＴの二次側巻線Ｎ２に高電圧を発生さ
せるとともに、この昇圧トランスＴの二次側巻線Ｎ２に
発生した高電圧を、多倍圧整流回路によって整流し、制
限抵抗Ｒ２０８を介して図示外の電子写真応用装置の放
電器などに直流高電圧を出力するように構成された所謂
リンキングチョークコンバータ型の電源装置である。

【００１５】さらに、上記直流高圧電源装置の構成を詳
細に説明する。

【００１６】図１において、Ｔは昇圧トランスを示すも
のであり、この昇圧トランスＴの一次側巻線Ｎ１には、
その一端に所定の直流電圧（＋２４Ｖ）が印加されてい
るとともに、その他端には、スイッチングトランジスタ
Ｑ２１のコレクタ端子が接続されている。また、上記昇
圧トランスＴの他方の一次側巻線には、ダイオードＤ２
０５と、このダイオードＤ２０５に並列に接続された直
列接続の抵抗Ｒ２３２及びコンデンサＣ２０３と、抵抗
Ｒ２０６とを介してスイッチングトランジスタＱ２１の
ベース端子が接続されており、当該他方の一次側巻線に
励起された電圧によってスイッチングトランジスタＱ２
１を駆動するようになっている。さらに、上記スイッチ
ングトランジスタＱ２１のベース端子には、起動用の抵
抗Ｒ２０４を介して直流電圧が印加されているととも
に、スイッチングトランジスタＱ２１のベース端子に
は、出力を決定するためにスイッチングトランジスタＱ
２１をオフさせる点を決めるトランジスタＱ２２のエミ
ッタ端子が接続されている。

【００１７】また、上記スイッチングトランジスタＱ２
１のベース端子には、当該トランジスタＱ２１をオンオ
フするためのトランジスタＱ２０が接続されており、こ
のトランジスタＱ２０のベース端子には、オンオフ信号
が抵抗Ｒ２３１及びツエナーダイオードＤ２０２，ダイ
オードＤ２０３を介して印加されるようになっている。

【００１８】一方、上記昇圧トランスＴの二次側巻線に
は、ダイオードＤ２０８、Ｄ２０９とコンデンサＣ２０
５，２０６とからなるコッククロフトウオルトン型の多
倍圧整流回路が接続されており、この多倍圧整流回路に
よって整流された直流の高電圧が、制限抵抗Ｒ２０８を
介して出力されるようになっている。ところで、この実
施例では、昇圧トランスの一次側巻線であってスイッチ
ング素子によってオンオフする電圧が印加される一次側
巻線よりも低い電圧が印加される一次側巻線に、スナバ
ー回路を並列に接続するように構成されている。

【００１９】すなわち、昇圧トランスＴの一次側には、
スイッチングトランジスタＱ２１によってオンオフする
電圧が印加される一次側巻線Ｎ１よりも低い電圧が印加
される他方の一次側巻線に、直列接続のコンデンサＣ２
０５と抵抗Ｒ２５０とからなるスナバー回路が並列に接
続されている。

【００２０】以上の構成において、この実施例に係る直
流高電圧電源装置においては、次のようにして直流の高
電圧が出力される。すなわち、上記直流高圧電源装置に
おいては、図１に示すように、昇圧トランスＴの一次側
巻線Ｎ１に流れる電流を、スイッチングトランジスタＱ
２１によってオンオフすることにより、昇圧トランスＴ
の二次側巻線Ｎ２に高電圧を発生させ、この高電圧を多
倍圧整流回路１によって整流した後、制限抵抗Ｒ２０８
を介して直流の高電圧を出力するようになっている。

【００２１】その際、上記直流高圧電源装置では、スイ
ッチングトランジスタＱ２１がオフ状態となるフライバ
ックモード動作への移行や負荷の短絡時などに、昇圧ト
ランスＴの一次側に過大な電圧が励起されるが、昇圧ト
ランスＴの他方の一次側巻線には、直列接続のコンデン
サＣ２０５と抵抗Ｒ２５０とからなるスナバー回路が並
列に接続されている。そのため、このスナバー回路によ
って、図１に示すように、昇圧トランスＴの一次側に励
起される過大な電圧が吸収され、スイッチングトランジ
スタＱ２１に過大な電圧が印加されるのを防止可能とな
っている。

【００２２】このように、昇圧トランスＴの巻線であっ
てスイッチングトランジスタＱ２１によってオンオフす
る電圧が印加される巻線よりも低い電圧が印加される一
次側巻線に、スナバー回路が並列に接続されているの
で、図５に示すように、スナバー回路によってスイッチ
ングトランジスタＱ２１に過大な電圧が印加されるのを
防止することができるのは勿論のこと、スナバー回路が
昇圧トランスＴの巻線であってスイッチングトランジス
タＱ２１によってオンオフする電圧が印加される巻線よ
りも低い電圧が印加される一次側巻線に並列に接続され
ているため、スナバー回路に印加される電圧は低くな
り、スナバー回路を構成するコンデンサや抵抗等として
耐圧の低いものを使用することができる。

【００２３】その結果、これらのスナバー回路を構成す
るコンデンサや抵抗等としては、例えば、コンデンサの
耐圧が数１０Ｖ、抵抗が数１００ｍＷ程度のものを使用
することができ、スナバー回路のコストダウン及び小型
化が可能となる。

【００２４】第二実施例 図２はこの発明の第二実施例を示すものであり、前記実
施例と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、
この実施例では、昇圧トランスの巻線に並列に接続され
たスナバー回路がコンデンサＣ２５０のみから構成する
ようになっている。

【００２５】このスナバー回路においては、コンデンサ
Ｃ２５０そのものと、コンデンサＣ２５０内部の直列イ
ンピーダンスによって過電流の吸収を行うものであり、
スナバー回路の構成が簡略化できる利点を有する。

【００２６】その他の構成及び作用は前記実施例と同様
であるので、その説明を省略する。

【００２７】第三実施例及び第四実施例 図３及び図４はこの発明の第三実施例及び第四実施例を
それぞれ示すものであり、前記実施例と同一の部分には
同一の符号を付して説明すると、これらの実施例では、
整流回路が多倍圧整流回路ではなく半波整流回路によっ
て構成されているものであり、他の構成については、前
記第一及び第二実施例と同様であるので、その説明を省
略する。

【００２８】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、一次側巻線よりも低い電圧が印加され前記ス
イッチング素子をオンオフする一次側の補助巻線にスイ
ッチング素子のオフ時に発生するノイズを吸収するスナ
バー回路を設けているので、特別な巻線やオフ時に同期
を取るトランジスタなどを必要とすることなく、簡単な
構成で、オフ時に発生することができる。従って、スナ
バー回路のコストダウン及び小型化が可能な電源装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係る電源装置としての直流
高圧電源装置の第一実施例を示す回路図である。

【図２】 図２はこの発明に係る電源装置としての直流
高圧電源装置の第二実施例を示す回路図である。

【図３】 図３はこの発明に係る電源装置としての直流
高圧電源装置の第三実施例を示す回路図である。

【図４】 図４はこの発明に係る電源装置としての直流
高圧電源装置の第四実施例を示す回路図である。

【図５】 図５は図１の回路の動作を示すグラフであ
る。

【図６】 図６は従来の直流高圧電源装置を示す要部回
路図である。

【図７】 図７はスナバー回路を使用しない場合の動作
を示すグラフである。

【図８】 図８はスナバー回路を使用した場合の動作を
示すグラフである。

【符号の説明】

Ｔ 昇圧トランス Ｑ２１ スイッチング素子 Ｃ２５０ コンデンサ（スナバー回路） Ｒ２５０ 抵抗（スナバー回路）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇圧トランスの一次側巻線に印加される
   電圧をオンオフするスイッチング素子と、前記一次側巻
   線に結合し前記スイッチング素子をオンオフする一次側
   の補助巻線とを備え、前記補助巻線に誘起する電圧によ
   り前記スイッチング素子をオンオフすることによって、
   昇圧トランスの二次側巻線に電圧を発生させる自励型の
   電源装置において、前記一次側巻線よりも低い電圧が印
   加される前記補助巻線に、前記スイッチング素子のオフ
   時に発生するノイズを吸収するスナバー回路を並列に接
   続したことを特徴とする電源装置。