JP3198645B2 - 高圧電源回路 - Google Patents

高圧電源回路

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洋一 光原
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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、高圧電源回路に関
し、特にたとえば、複写機のコロナ放電器などに高圧を
印加する、高圧電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図2を参照して、従来の高圧電源回路1
としては、負荷2が負の電位を持った場合に、発振回路
3からの出力に基づいて変圧器4の巻線5に起電力を誘
起し、それによってダイオード6を介して負荷2に定電
流を流すようにするものがあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような高圧電源回
路1では、負荷2が正の電位を持つ場合にダイオード6
に逆バイアスがかかるため、定電流回路7が機能しなく
なるという問題があった。それゆえに、この発明の主た
る目的は、負荷が正および負のいずれの電位を持つ場合
でも一定の負荷電流を流すことができる、高圧電源回路
を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、交流高圧出
力を、正電位から負電位の範囲で変化する直流バイアス
かかる負荷に印加する高圧電源回路において、直流バイ
アスのために正負の電位を有する直流電圧を生成する直
流電圧生成手段、負荷電流経路に接続され、直流電圧を
第1固定インピーダンス素子と第2固定インピーダンス
素子と可変インピーダンス素子との直列接続によって分
圧する分圧手段、第1固定インピーダンス素子と可変イ
ンピーダンス素子との直列接続点から可変インピーダン
ス素子と第2固定インピーダンス素子とを通って流れる
負荷電流を検出する負荷電流検出手段、および電流検出
手段によって検出した負荷電流の大きさに応じて可変イ
ンピーダンス素子のインピーダンスを変化するインピー
ダンス変化手段を含むことを特徴とする、高圧電源回路
である。
【0005】
【作用】インピーダンス変化手段は、たとえば、負荷電
流の大きさに応じて発光する発光素子とそれに光結合さ
れた受光素子とを含む。負荷電流の大きさが変化すれば
発光素子たとえば発光ダイオードの発光量が変化し、受
光素子たとえばフォトトランジスタの導通度が変化する
ため、可変インピーダンス素子のインピーダンスが変化
し、分圧手段の分圧比が変化する。すなわち、負荷電流
の大きさに応じて分圧手段の分圧比が変化し、負荷の電
位および第1固定インピーダンス素子と可変インピーダ
ンス素子との直列接続点の電位すなわち分圧された直流
電圧の電位の差が常に一定となる。
【0006】
【発明の効果】この発明によれば、負荷が持つ電位と分
圧された直流電圧の電位との差が常に一定となるため、
負荷が正および負のいずれの電位を持つ場合も負荷電流
を常に一定にすることができる。この発明の上述の目
的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して
行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろ
う。
【0007】
【実施例】図1を参照して、この実施例の高圧電源回路
10は直流電源12を含む。直流電源12から出力され
る直流電力は発振回路14を駆動し、発振回路14の発
振出力は変圧器16の1次巻線18に印加される。した
がって、高電圧交流電力が、変圧器16の2次巻線20
から負荷22に供給される。この負荷22はたとえばコ
ロナ放電器であり、等価的には、図1に示すように、抵
抗22aおよびコンデンサ22bによって表される。コ
ロナ放電器22が動作するとき、実際には、この負荷2
2にたとえば+200Vから−200Vの範囲で変化す
る直流バイアス24がかかる。
【0008】また、変圧器16は2次巻線20とは別に
補助巻線26を有する。補助巻線26からの出力は直流
電圧生成回路28に入力されA点およびB点の間に直流
電圧が生成されるため、たとえばA点に+500Vの電
位が生じB点に−500Vの電位が生じる。この直流電
圧は抵抗30aおよび30bと可変インピーダンス回路
32とによって分圧される。なお、可変インピーダンス
回路32はトランジスタ34a,34bおよび34cを
含む。
【0009】さらに、抵抗30aと可変インピーダンス
回路32との間のC点にはコンデンサ36が接続されて
いるため、負荷電流のうち交流成分はこのコンデンサ3
6によって抽出され、直流成分のみが可変インピーダン
ス回路32に入力される。そして、直流成分はさらに抵
抗30b,直流電圧生成回路28に含まれるダイオード
38および抵抗40を経て負荷22へ流れる。オペアン
プ42では、抵抗40に生じた電圧が直流電圧源44の
基準電圧と比較され、その差に応じた大きさの電流がオ
ペアンプ42から出力される。このオペアンプ42の出
力電流すなわち負荷電流の大きさに応じた発光量で発光
ダイオード46が発光する。直流電圧源44の基準電圧
は、所定の負荷電流に相当する値に設定されている。フ
ォトトランジスタ48の導通度は発光ダイオード46の
発光量によって変化するため、その導通度の変化によっ
てトランジスタ34a,34bおよび34cのベース電
流が変化し、トランジスタ34a,34bおよび34c
に流れる電流が変化する。このため、可変インピーダン
ス回路32のインピーダンス値が変化し、それによって
C点の電位が変化する。
【0010】動作において、直流バイアス24の電位が
高くなり、負荷電流が大きくなると、発光ダイオード4
6の発光量が多くなるため、C点の電位が高くなり、負
荷電流が小さくなる。逆に、直流バイアス24の電位が
低くなり、負荷電流が小さくなると、発光ダイオード4
6の発光量が少なくなるため、C点の電位が低くなり、
負荷電流が大きくなる。これより、負荷電流の変化に応
じてC点の電位が正および負のいずれにも変化するた
め、負荷22が正および負のいずれの電位を持っても負
荷22の電位とC点の電位との差が常に一定となり、負
荷22に定電流を流すことができる。詳しく説明する
と、まず、直流電圧生成回路28によって、A点には+
500Vが、B点には−500Vが発生する。A点とB
点は、直流的には、抵抗30aと、可変インピーダンス
回路32(トランジスタを通るルート)と、抵抗30b
とを介して接続されており、A点とB点の間の電位はこ
の3つの抵抗(30a,32,30b)によって分圧さ
れているため、C点の電位はA点の電位とB点の電位の
間の値をとる。そして、C点の電位は、A点とB点の間
の3つの抵抗のうち、可変インピーダンス回路32の抵
抗値で変化する。この場合、分圧比の関係で、可変イン
ピーダンス回路32の抵抗値が高いとC点の電位は上昇
し、可変インピーダンス回路32の抵抗値が低いとC点
の電位は低下する。そして、抵抗30a,30bおよび
可変インピーダンス回路32の抵抗値の組み合わせによ
っては、C点の電位を最大で+500Vから−500V
まで変化させることが可能である。 このような高圧電源
回路10において、C点の電位は負荷電流(負荷22か
ら電源に流れ込む電流)が所定の値になるような電位に
設定される。たとえば、直流バイアス24の電圧が−2
00V、抵抗22aの抵抗値が10MΩで、設定負荷電
流が−10μA(電流は負荷から電源に向かって流れ
る)とすると、C点の電位は−300Vになる。また、
同じく直流バイアス24の電圧が+200Vのときには
C点の電位は+100Vになる。どちらもC点の電位の
変化し得る範囲内である。 ここで、直流バイアス24の
電位が正であっても負であっても、何らかの原因 で直流
バイアス24の電位がその状態より高くなると負荷電流
が−10μAより増える。負荷電流は直流電圧生成回路
28を介して抵抗40に流れているため、この負荷電流
が増加することによって、オペアンプ42の非反転入力
端子の電圧を上昇させ、その出力電圧を上昇させ、発光
ダイオード46に流れる電流を増加させ、発光量を増大
させる。それによって、フォトトランジスタ48のコレ
クタ−エミッタ間の抵抗が低下し、可変インピーダンス
回路32の抵抗に流れる電流が増え、トランジスタ34
a,34bおよび34cのべ一ス電流が減り、トランジ
スタ34a,34bおよび34cのコレクタ電流が減少
する。これは、可変インピーダンス回路32の抵抗値が
高くなることを意味する。可変インピーダンス回路32
の抵抗値が高くなると、前述のようにC点の電位が上昇
するため、直流バイアス24との電位差が小さくなり、
負荷電流は減少して−10μAに戻る。 逆に、直流バイ
アス24の電位が低くなって負荷電流が減少すると、C
点の電位は下降し、負荷電流は増加して−10μAに戻
る。 このように、C点の電位は直流バイアス24の電位
が変化すると、それに対して一定の電位差を持つように
正にも負にも変化し、そのために、直流バイアス24の
電位によらず、負荷電流も一定になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】従来技術を示す回路図である。
【符号の説明】
10 …高圧電源回路 16 …トランス 22 …負荷 24 …直流バイアス 28 …直流電圧生成回路 32 …可変インピーダンス回路 42 …オペアンプ 46 …発光ダイオード 48 …フォトトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流高圧出力を、正電位から負電位の範囲
    で変化する直流バイアスかかる負荷に印加する高圧電源
    回路において、前記直流バイアスのために 正負の電位を有する直流電圧
    を生成する直流電圧生成手段、 負荷電流経路に接続され、前記直流電圧を第1固定イン
    ピーダンス素子と第2固定インピーダンス素子と可変イ
    ンピーダンス素子との直列接続によって分圧する分圧手
    段、 前記第1固定インピーダンス素子と前記可変インピーダ
    ンス素子との直列接続点から前記可変インピーダンス素
    子と前記第2固定インピーダンス素子とを通って流れる
    負荷電流を検出する負荷電流検出手段、および前記電流
    検出手段によって検出した前記負荷電流の大きさに応じ
    て前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを変化
    するインピーダンス変化手段を含むことを特徴とする、
    高圧電源回路。
  2. 【請求項2】前記インピーダンス変化手段は前記負荷電
    流の大きさに応じて発光する発光素子および前記発光素
    子に光結合される受光素子を含む、請求項1記載の高圧
    電源回路。
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