JP3450324B2 - High voltage AC power supply - Google Patents

High voltage AC power supply

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JP3450324B2 JP07544890A JP7544890A JP3450324B2 JP 3450324 B2 JP3450324 B2 JP 3450324B2 JP 07544890 A JP07544890 A JP 07544890A JP 7544890 A JP7544890 A JP 7544890A JP 3450324 B2 JP3450324 B2 JP 3450324B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真方式の複写機,プリンタの現像バ
イアス回路等に使用される高圧電源装置に関するもので
ある。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-voltage power supply device used in a developing bias circuit of an electrophotographic copying machine or printer.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、例えば複写機のジャンピング現像方式の現像バ
イアス回路に用いられる高圧電源装置は、交流を昇圧す
る昇圧トランスとDC−DCコンバータとから構成され、昇
圧トランスから出力された高周波交流に直流電圧を重畳
させている。例えば、昇圧トランスから出力された周波
数200Hz〜2KHz、振幅500VP-P〜2KVP-Pの交流に0〜600V
の直流電圧を重畳させ、この高圧を現像機のバイアス回
路に用いている。
Conventionally, for example, a high-voltage power supply device used in a developing bias circuit of a jumping development system of a copying machine is composed of a step-up transformer for stepping up an alternating current and a DC-DC converter, and superimposes a direct current voltage on a high frequency alternating current output from the step-up transformer. I am letting you. For example, 0 to 600V for alternating current of frequency 200Hz to 2KHz and amplitude 500V PP to 2KV PP output from the step-up transformer.
DC voltage is superposed and this high voltage is used for the bias circuit of the developing machine.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、上記のような従来の高圧電源装置にあ
っては、低周波の出力を得るためには大形のトランスが
必要となり、装置が大形化すると共に、高価なものにな
るという問題点があり、また、正弦波出力が求められる
場合には正弦波発生回路等の回路構成が複雑になり、同
じく高価なものになると共に、駆動回路の電力損失が大
きくなり、昇温が大きいという問題点があった。
However, in the conventional high-voltage power supply device as described above, a large transformer is required to obtain a low-frequency output, and there is a problem that the device becomes large and expensive. In addition, when a sine wave output is required, the circuit configuration of the sine wave generation circuit and the like becomes complicated, which is also expensive, and the power loss of the drive circuit is large and the temperature rise is large. was there.

本発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、装置の小形化を図ることができ、安価で、また簡単
な回路構成で正弦波出力及びこれ以外の任意の波形出力
を得ることができ、信頼性の向上した高圧電源装置を得
ることを目的としている。
The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to reduce the size of the device and obtain a sine wave output and an arbitrary waveform output other than this with a simple circuit configuration. The purpose of the present invention is to obtain a high-voltage power supply device capable of achieving high reliability.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明の高圧電源装置は、次のように構成したもので
ある。
The high voltage power supply device of the present invention is configured as follows.

(1)昇圧トランス、その1次側に接続された充電用ス
イッチング手段、2次側に接続された整流用ダイオー
ド、該ダイオードの出力側と接地との関に接続された放
電用スイッチング手段、ダイオードの出力側に接続され
たカップリングコンデンサ、両スイッチング手段を制御
する制御手段とから構成される高圧交流電源装置であっ
て、 該電源装置の出力端に、前記制御手段に検出信号を出
力する出力電圧検出手段を設け、 制御手段は、出力波形として求められる低周波交流基
準信号と検出電圧信号とを該基準信号より十分短い周期
で比較し、基準信号より検出信号が低いときはその差に
応じたオン時間幅を持つPWM信号を1次側充電用スイッ
チング手段に供給し、基準信号より検出信号が高いとき
はその差に応じたオン時間幅を持つPWM信号を2次側放
電用スイッチング手段に供給することで、カップリング
コンデンサの出力端に交流波形を生成せしめるものであ
ることを特徴とする 高圧交流電源装置。
(1) Step-up transformer, charging switching means connected to the primary side thereof, rectifying diode connected to the secondary side, discharging switching means connected to the output side of the diode and ground, diode A high-voltage AC power supply device comprising a coupling capacitor connected to the output side of and a control means for controlling both switching means, the output for outputting a detection signal to the control means at the output end of the power supply device. The voltage detection means is provided, and the control means compares the low-frequency AC reference signal obtained as the output waveform with the detection voltage signal at a cycle sufficiently shorter than the reference signal, and when the detection signal is lower than the reference signal, the control means responds to the difference. PWM signal with ON time width is supplied to the switching device for charging on the primary side, and when detection signal is higher than the reference signal, PWM signal with ON time width according to the difference By supplying the secondary side discharge switching unit, high voltage AC power supply, characterized in that those allowed to generate an AC waveform at the output terminal of the coupling capacitor.

(2)請求項1の高圧交流電源装置の放電用スイッチン
グ素子と接地との間に放電電流を検出して前記制御手段
に出力するための検出用抵抗を挿入し、 制御手段は、放電電流として求められる負荷電流目標
値と検出放電電流信号との差を所定倍した振幅を有する
正弦波信号を作成し、これを低周波交流基準信号として
用い、該基準信号と検出電圧信号とを該基準信号より十
分短い周期で比較し、基準信号より検出信号が低いとき
はその差に応じたオン時間幅を持つPWM信号を1次側充
電用スイッチング手段に供給し、基準信号より検出信号
が高いときはその差に応じたオン時間幅を持つPWM信号
を2次側放電用スイッチング手段に供給することで、カ
ップリングコンデンサの出力端に交流波形を生成せしめ
るものであることを特徴とする 高圧交流電源装置。
(2) A detection resistor for detecting a discharge current and outputting it to the control means is inserted between the discharge switching element and the ground of the high-voltage AC power supply device according to claim 1, and the control means outputs the discharge current. A sine wave signal having an amplitude that is a predetermined multiple of the difference between the required load current target value and the detected discharge current signal is created, and this is used as a low frequency AC reference signal, and the reference signal and the detected voltage signal are used as the reference signal. Compare in a sufficiently shorter cycle, when the detection signal is lower than the reference signal, the PWM signal having the ON time width corresponding to the difference is supplied to the primary side charging switching means, and when the detection signal is higher than the reference signal By supplying a PWM signal having an ON time width corresponding to the difference to the secondary side discharge switching means, an AC waveform is generated at the output end of the coupling capacitor. Power supply.

(3)請求項1または2のカップリングコンデンサの出
力に直流電源からの直流を重畳させるようにしたことを
特徴とする高圧交流電源装置。
(3) A high-voltage AC power supply device, characterized in that a direct current from a direct current power supply is superimposed on the output of the coupling capacitor according to claim 1 or 2.

〔作用〕[Action]

本発明の高圧電源装置においては、負荷電圧の検出出
力がA−D変換器によりデジタル信号に変換され、この
A−D変換器の出力に基づいて充電回路あるいは充電回
路及び放電回路の動作量が制御され、容量負荷に交流高
圧出力が印加される。
In the high-voltage power supply device of the present invention, the detection output of the load voltage is converted into a digital signal by the AD converter, and the operation amount of the charging circuit or the charging circuit and the discharging circuit is determined based on the output of the AD converter. It is controlled and an AC high voltage output is applied to the capacitive load.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例による高圧電源装置の回路
構成図である。図において、1は高周波のコンバータト
ランス(出力トランス)で、一次巻線1aの一端側には直
流電源(VCC)と平滑用のコンデンサC1が接続され、一
次巻線1aの他端側には駆動用のスイッチングトランジス
タTr 1が接続されている。また、コンバータトランス1
の二次巻線1bには整流用のダイオードが接続されてい
る。2はこの二次巻線1bからの整流出力により容量負荷
3を充電する充電回路で、コンデンサC2により構成され
ている。4はその充電電荷を放電する放電回路で、トラ
ンジスタTr 2により構成されている。5はコンバータト
ランス1の交流出力に直流を重畳させる直流電源で、抵
抗R4が直列に接続されている。6は出力端子、7は負荷
3に流れる電流を検出する電流検出回路で、上記トラン
ジスタTr 2と直列接続された抵抗R1の端子電圧が入力さ
れる。8は負荷3の電圧を検出する電圧検出回路で、上
記コンバータトランス1の整流出力を抵抗R2とR3で分圧
した電圧が入力される。9はこれらの検出回路7,8から
の負荷電流及び負荷電圧の検出出力をそれぞれデジタル
信号に変換するA−D変換器、10はこのA−D変換器9
の出力を所定関数の基準信号と比較した結果に基づいて
上記充電回路2の充電期間及び放電回路4の放電期間を
制御する制御回路を構成しているマイクロコンピュータ
で、上述の各トランジスタTr 1,Tr 2の駆動はこのマイ
クロコンピュータ10により制御される。なお、上記容量
負荷3の電子写真式の複写機,プリンタでは現像ローラ
に相当するものであり、その抵抗分は他の回路インピー
ダンスと比較して全く無視できる程度に大きいものとな
っている。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a high voltage power supply device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a high-frequency converter transformer (output transformer), a DC power supply (V CC ) and a smoothing capacitor C1 are connected to one end of the primary winding 1a, and the other end of the primary winding 1a is connected. The driving switching transistor T r 1 is connected. In addition, converter transformer 1
A rectifying diode is connected to the secondary winding 1b. Reference numeral 2 is a charging circuit for charging the capacitive load 3 by the rectified output from the secondary winding 1b, which is composed of a capacitor C2. Reference numeral 4 denotes a discharge circuit for discharging the charge, which is composed of a transistor Tr 2. Reference numeral 5 is a DC power supply for superimposing DC on the AC output of the converter transformer 1, and a resistor R4 is connected in series. Reference numeral 6 is an output terminal, and 7 is a current detection circuit for detecting a current flowing through the load 3. The terminal voltage of the resistor R1 connected in series with the transistor Tr2 is input. Reference numeral 8 is a voltage detection circuit for detecting the voltage of the load 3, to which the voltage obtained by dividing the rectified output of the converter transformer 1 by resistors R2 and R3 is input. Reference numeral 9 is an AD converter for converting the detection outputs of the load current and the load voltage from the detection circuits 7 and 8 into digital signals, and 10 is the AD converter 9
A microcomputer based output of a result of comparison with a reference signal of a predetermined function constitute a control circuit for controlling the charge period and discharge period of the discharge circuit 4 of the charging circuit 2, the transistors of the above T r 1 The driving of T r 2 is controlled by this microcomputer 10. In the electrophotographic copying machine and printer with the capacitive load 3, it corresponds to a developing roller, and its resistance is large enough to be ignored as compared with other circuit impedances.

次に上記構成の電源装置の動作について説明する。  Next, the operation of the power supply device having the above configuration will be described.

スイッチングトランジスタTr 1がマイクロコンピュー
タ10により駆動(オン,オフ)されると、コンバータト
ランス1の二次巻線1bに高周波交流が発生する。この二
次巻線1bの高周波出力は、ダイオードD1により整流さ
れ、充電回路2及び放電回路4での充放電に供される。
そして、この充放電により低周波の出力が得られ、この
低周波出力に直流電源5からの直流が重畳され、出力端
子6に高圧出力が発生する。その際、マイクロコンピュ
ータ10は、内部タイマ及び内部プログラミングによって
得られた所定関数の基準信号とA−D変換器9の出力と
を比較しており、その比較結果に応じて上記充放電のタ
イミングを制御している。具体的には、負荷電圧の検出
出力のデジタル信号と上記所定関数の基準信号とを比較
して充電期間及び放電期間を決定しており、また負荷電
流の検出出力のデジタル信号と基準信号とを比較して上
記所定関数の振幅を制御している。
When the switching transistor Tr 1 is driven (turned on and off) by the microcomputer 10, a high frequency alternating current is generated in the secondary winding 1b of the converter transformer 1. The high frequency output of the secondary winding 1b is rectified by the diode D1 and used for charging and discharging in the charging circuit 2 and the discharging circuit 4.
Then, a low-frequency output is obtained by this charging / discharging, the direct current from the DC power supply 5 is superimposed on this low-frequency output, and a high voltage output is generated at the output terminal 6. At that time, the microcomputer 10 compares the reference signal of the predetermined function obtained by the internal timer and the internal programming with the output of the A / D converter 9, and determines the charging / discharging timing according to the comparison result. Have control. Specifically, the charge period and the discharge period are determined by comparing the digital signal of the detection output of the load voltage and the reference signal of the predetermined function, and the digital signal of the detection output of the load current and the reference signal are compared. By comparison, the amplitude of the predetermined function is controlled.

第2図は上記マイクロコンピュータ10の制御動作の詳
細を示すフローチャートである。また、第3図及び第4
図は第1図の各部の信号波形図である。
FIG. 2 is a flow chart showing details of the control operation of the microcomputer 10. Also, FIGS. 3 and 4
The figure is a signal waveform diagram of each part of FIG.

マイクロコンピュータ10は、先ず内部クロックを第4
図(a)に示すように周波数fl(周期T)に分周する
(ステップS1)。次に、時刻tlで割り込みをかけ(ステ
ップS2)、電流検出回路7からのデジタルに出力(AC負
荷電流)iaを読み込む(ステップS3)。そして、読み込
んだ出力iaと負荷電流の目標値Iaとを比較し、振幅Vptl
の正弦波の瞬時値を次式により演算する(ステップS
4)。
The microcomputer 10 first sets the internal clock to the fourth
As shown in FIG. 6A , the frequency is divided into frequencies f 1 (period T) (step S1). Next, at time t l , an interrupt is made (step S2), and the digital output (AC load current) i a from the current detection circuit 7 is read (step S3). Then, the read output i a is compared with the target value I a of the load current, and the amplitude V p t l
The instantaneous value of the sine wave of is calculated by the following formula (step S
Four).

Vptl=α(Ia−ia)sin tl (i) αl:所定の係数 次に、電圧検出回路8からのデジタル出力(AC振幅)
Vptlを読み込む(ステップS5)。そして、読み込んだ出
力Vptlと(i)式で求めた振幅Vptlとを比較し、充放電
量xtlを次式により演算する(ステップS6)。
V p t l = α l (I a −i a ) sin t l (i) α l : predetermined coefficient Next, the digital output (AC amplitude) from the voltage detection circuit 8
Read V p t l (step S5). Then, the read output V p t l is compared with the amplitude V p t l obtained by the equation (i), and the charge / discharge amount xt l is calculated by the following equation (step S6).

xtl=α(Vptl−vptl) (ii) α2:所定の係数 次に、(ii)式で求めた充放電量xtlが正(xtl>0)
であるかどうかを判別し(ステップS7)、正であればそ
の充放電量xtlに比例した時間だけコンバータトランス
1の一次側を駆動する充電用のスイッチングトランジス
タTr1のオン時間の比率を増やし、充電スイッチをオン
にする(ステップS8)。その際、スイッチングトランジ
スタTr1の駆動周波数f2は、コンバータトランス1を十
分小形化できるような高周波に設定される。また、この
時放電用のトランジスタTr2はオフ状態に保持される。
xt l = α 2 (V p t l −v p t l ) (ii) α 2 : predetermined coefficient Next, the charge / discharge amount xt l obtained by the equation (ii) is positive (xt l > 0).
Is determined (step S7), and if positive, the on-time ratio of the charging switching transistor T r 1 that drives the primary side of the converter transformer 1 for a time proportional to the charge / discharge amount xt l is determined. Increase and turn on the charging switch (step S8). At that time, the drive frequency f 2 of the switching transistor Tr 1 is set to a high frequency so that the converter transformer 1 can be sufficiently miniaturized. At this time, the discharging transistor Tr 2 is held in the off state.

また、上記(ii)式で求めた充放電量xtlが負の場合
は、スイッチングトランジスタTr1をオフ状態にすると
同時に、その充放電量xtlに比例した時間だけ放電用の
トランジスタTr2のオン時間の比率を増やし、放電スイ
ッチをオンにする(ステップS9)。この時、トランジス
タTr2の駆動周波数は、上記スイッチングトランジスタT
r1の駆動周波数f2と同じ周波数に設定され、充電スイッ
チのオン時間と放電スイッチのオン時間は共にtc=α3x
tl(αは係数)となる。
Further, the case (ii) charge-discharge amount xt l determined by the formula is negative, the switching transistor T and at the same time the r 1 to the OFF state, the transistor T r for discharge by a time proportional to the charge and discharge amount xt l The ratio of the on time of 2 is increased and the discharge switch is turned on (step S9). At this time, the drive frequency of the transistor T r 2 is
It is set to the same frequency as the drive frequency f 2 of r 1, and both the on time of the charge switch and the on time of the discharge switch are t c = α 3 x
t l3 is a coefficient).

以下、第4図(a)に示すように、周期T毎の時刻t2
〜t4にて上記と同様の動作が繰り返される。第4図の
(b),(c),(d)は第1図の出力端子6から取り
出される出力波形及び上記充放電のタイミングを示した
ものである。
Hereinafter, as shown in FIG. 4 (a), time t 2 in each cycle T
The operation similar to the above is repeated at ~ t 4 . 4 (b), (c), and (d) show output waveforms taken out from the output terminal 6 of FIG. 1 and the timing of the charge / discharge.

このように、高周波用の小形のコンバータトランス1
を用いて出力端子6から低周波出力を得ることができ、
従って装置の小形化を図ることができ、安価なものにす
ることができる。また、デジタル信号処理しているの
で、簡単な回路構成で容易に正弦波出力及びこれ以外の
任意の波形出力を得ることができると共に、信頼性が向
上したものとなる。すなわち、多数の発振回路,正弦波
発生回路,サーボ回路,PWM回路等を一つのマイクロコン
ピュータ10で実現でき、回路の大幅な簡素化,コストダ
ウン,信頼性アップを図ることができ、また正弦波以外
の任意の波形をマイクロコンピュータ10のプログラミン
グの変更だけで得ることができる。
Thus, a compact converter transformer 1 for high frequencies
Can be used to obtain a low frequency output from the output terminal 6,
Therefore, the size of the device can be reduced, and the device can be made inexpensive. In addition, since the digital signal processing is performed, a sine wave output and an arbitrary waveform output other than this can be easily obtained with a simple circuit configuration, and the reliability is improved. That is, a large number of oscillator circuits, sine wave generation circuits, servo circuits, PWM circuits, etc. can be realized with one microcomputer 10, and the circuits can be greatly simplified, cost reduced, and reliability improved. Any waveform other than can be obtained only by changing the programming of the microcomputer 10.

ここで、第3図に示した各部の波形図において、
(a)の実線で示す波形は最終的に出力として取り出し
たい正弦波の出力Vp(t)波形を示しており、この出力
Vp(t)の周波数f3は例えば電子写真式の複写機,プリ
ンタの現像条件によって決まる値である。その際、上述
の分周周波数f1は、この周波数f3の整数倍に選択され
る。この時、制御精度及び制御応答性を上げるために分
周周波数f1を十分大きくしてサンプリング間隔を密にす
ることが望ましいが、A−D変換器9及びマイクロコン
ピュータ10の処理速度によって周波数f1の上限は制限さ
れる。第3図の(a)の破線で示す波形は、実際の電圧
検出回路8からの信号に基づいた出力vp(t)波形を示
している。また、第3図の(b)は前述の充放電量x
(t)が正(x(t)>0)の場合の差出力を示し、こ
の出力は実際にはデジタル値としてマイクロコンピュー
タ10内で演算された結果となる。第3図の(c)はスイ
ッチングトランジスタTr1のベース駆動信号で、周波数f
2の充電パルスとなる。第3図の(d)は上記充放電量
x(t)が負(x(t)<0)の場合の差出力で、実際
には上記と同様デジタル値としてマイクロコンピュータ
10内で演算された結果となる。また、第3図の(e)は
トランジスタTr2のベース駆動信号で、放電パルスとな
るものである。
Here, in the waveform diagram of each part shown in FIG.
The waveform shown by the solid line in (a) shows the output V p (t) waveform of the sine wave that is desired to be finally output.
The frequency f 3 of V p (t) is a value determined by the developing conditions of an electrophotographic copying machine or printer, for example. At this time, the above-mentioned frequency division frequency f 1 is selected to be an integral multiple of this frequency f 3 . At this time, it is desirable to increase the frequency division frequency f 1 sufficiently to make the sampling interval dense in order to improve the control accuracy and control responsiveness, but the frequency f depends on the processing speed of the AD converter 9 and the microcomputer 10. The upper limit of 1 is limited. The waveform shown by the broken line in (a) of FIG. 3 represents the output v p (t) waveform based on the actual signal from the voltage detection circuit 8. Further, FIG. 3B shows the above-mentioned charge / discharge amount x
The difference output when (t) is positive (x (t)> 0) is shown, and this output is actually a result calculated as a digital value in the microcomputer 10. FIG. 3 (c) shows the base drive signal of the switching transistor T r 1, which has a frequency f
2 charge pulses. FIG. 3 (d) shows the difference output when the charge / discharge amount x (t) is negative (x (t) <0).
The result is calculated within 10. Further, FIG. 3 (e) shows a base drive signal of the transistor Tr 2 which is a discharge pulse.

第5図(a),(b)は第1図の電流検出回路7及び
電圧検出回路8の一例を示したものである。
5 (a) and 5 (b) show an example of the current detection circuit 7 and the voltage detection circuit 8 of FIG.

負荷電流(ia)の検出は、第1図の放電用のトランジ
スタTr2のエミッタ−グランド間に挿入された抵抗R1と
この第5図(a)に示す電流検出回路7によってなされ
る。すなわち、上記トランジスタTr2によって交流電流
が平滑され、さらに第5図(a)の抵抗R51とコンデン
サC51の積分回路によって平滑される。この時、抵抗R51
とコンデンサC51の時定数は、交流成分が完全に除去で
きる程度(例えば1秒〜60秒)に選択されている。そし
て、整流,平滑された直流が演算増幅器Q51を介して第
1図のA−D変換器9に入力される。R52,R53,R54は抵
抗である。なお、A−D変換器9の入力インピーダンス
が抵抗R51に対して十分大きい時は、演算増幅器Q51を省
略することができる。
Detection of the load current (i a), the emitter of the transistor T r 2 for discharge of the Figure 1 - made by the current detection circuit 7 shown in FIG. 5 of the inserted resistor R1 Toko between ground (a). That is, the AC current is smoothed by the transistor Tr 2 and further smoothed by the integrating circuit of the resistor R51 and the capacitor C51 shown in FIG. 5 (a). At this time, the resistance R51
The time constants of the capacitor C51 and the capacitor C51 are selected so that the AC component can be completely removed (for example, 1 second to 60 seconds). Then, the rectified and smoothed direct current is input to the AD converter 9 of FIG. 1 through the operational amplifier Q51. R52, R53 and R54 are resistors. When the input impedance of the AD converter 9 is sufficiently larger than the resistance R51, the operational amplifier Q51 can be omitted.

また負荷電圧(出力電圧)の検出は、第1図のコンバ
ータトランス1の二次巻線1bからの整流出力を抵抗R2と
R3により所定比で分圧した後、第5図(b)のボルテー
ジフォロワQ52で低インピーダンス化することによって
なされる。この時、抵抗R2の値は、該抵抗R2に流れる電
流が負荷電流に対して十分小さくなるように大きな値が
選択されている。R55,R56は抵抗である。なお、上述の
電流検出回路7と同様、A−D変換器9の入力インピー
ダンスが抵抗R2に対して十分大きい時は、ボルテージフ
ォロワQ52を省略することができる。
The load voltage (output voltage) is detected by using the resistor R2 as the rectified output from the secondary winding 1b of the converter transformer 1 shown in FIG.
After the voltage is divided by R3 at a predetermined ratio, the voltage follower Q52 shown in FIG. 5 (b) reduces the impedance. At this time, the value of the resistor R2 is selected to be large so that the current flowing through the resistor R2 becomes sufficiently smaller than the load current. R55 and R56 are resistors. Like the current detection circuit 7 described above, when the input impedance of the AD converter 9 is sufficiently higher than the resistance R2, the voltage follower Q52 can be omitted.

第6図は上記電圧検出回路8の他の例を示す回路図で
ある。この検出回路8は、該回路8の出力にコンバータ
トランス1のスイッチングノイズが重畳する場合の対策
を施したものであり、二つの演算増幅器Q61,Q62を使用
している。前段の演算増幅器Q61は、カットオフ周波数f
2のローパスフィルタを構成しており、上記スイッチン
グノイズを除去する。R61〜R67は抵抗、C61はコンデン
サである。
FIG. 6 is a circuit diagram showing another example of the voltage detection circuit 8. The detection circuit 8 is provided with a measure against the case where the switching noise of the converter transformer 1 is superimposed on the output of the detection circuit 8 and uses two operational amplifiers Q61 and Q62. The operational amplifier Q61 in the previous stage has a cutoff frequency f
It composes a low pass filter of 2 and removes the above switching noise. R61 to R67 are resistors, and C61 is a capacitor.

また、第7図は本発明の他の実施例を示す回路構成図
である。この実施例は放電回路を省略したものであり、
コンバータトランス1の二次巻線1bの一端側に接続した
ダイオードD1と二次巻線1bの他端側との間に抵抗R7を介
装し、この抵抗R7と抵抗R1を通して充電電荷を常時放電
させている。この構成は、出力周波数が低く且つ負荷容
量が小さい場合に有効である。すなわち、この場合抵抗
R7の電力損失が小さいので、上記の構成が成立する。な
お、負荷電流(ia)の検出は、上記コンバータトランス
1の二次巻線1bとグランド間に挿入された抵抗R1を通し
て行われる。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, the discharge circuit is omitted,
A resistor R7 is provided between the diode D1 connected to one end side of the secondary winding 1b of the converter transformer 1 and the other end side of the secondary winding 1b, and the charge is constantly discharged through the resistor R7 and the resistor R1. I am letting you. This configuration is effective when the output frequency is low and the load capacitance is small. Ie in this case the resistance
Since the power loss of R7 is small, the above configuration is established. The detection of the load current (i a) is carried out through the converter transformer secondary winding 1b and the inserted resistor between ground R1.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、本発明によれば、低周波出力を得るの
に小形の高周波トランスを使用することができ、従って
装置の小形化を図ることができ、安価なものになり、ま
たデジタル信号処理しているので、簡単な回路構成で容
易に正弦波出力及びこれ以外の任意の波形出力を得るこ
とができると共に、信頼性が向上するという効果があ
る。
As described above, according to the present invention, a small high-frequency transformer can be used to obtain a low-frequency output, so that the device can be downsized, the cost is low, and the digital signal processing is performed. Therefore, it is possible to easily obtain a sine wave output and an arbitrary waveform output other than this with a simple circuit configuration, and there is an effect that reliability is improved.

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

第1図は本発明の一実施例を示す回路構成図、 第2図は第1図のマイクロコンピュータの制御動作を示
すフローチャート、第3図及び第4図は第1図の各部の
信号波形図、第5図は第1図の各検出回路の一例を示す
回路図、第6図は電圧検出回路の他の例を示す回路図、
第7図は本発明の他の実施例を示す回路構成図である。 1……コンバータトランス(出力トランス) 1a……一次巻線 1b……二次巻線 2……充電回路 3……容量負荷 4……放電回路 5……直流電源 7……電流検出回路 8……電圧検出回路 9……A−D変換器 10……マイクロコンピュータ(制御回路)
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flow chart showing a control operation of the microcomputer of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are signal waveform diagrams of respective parts of FIG. 5, FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of each detection circuit of FIG. 1, FIG. 6 is a circuit diagram showing another example of the voltage detection circuit,
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing another embodiment of the present invention. 1 ... Converter transformer (output transformer) 1a ... Primary winding 1b ... Secondary winding 2 ... Charging circuit 3 ... Capacitive load 4 ... Discharging circuit 5 ... DC power supply 7 ... Current detection circuit 8 ... … Voltage detection circuit 9… AD converter 10… Microcomputer (control circuit)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】昇圧トランス、その1次側に接続された充
電用スイッチング手段、2次側に接続された整流用ダイ
オード、該ダイオードの出力側と接地との関に接続され
た放電用スイッチング手段、ダイオードの出力側に接続
されたカップリングコンデンサ、両スイッチング手段を
制御する制御手段とから構成される高圧交流電源装置で
あって、 該電源装置の出力端に、前記制御手段に検出信号を出力
する出力電圧検出手段を設け、 制御手段は、出力波形として求められる低周波交流基準
信号と検出電圧信号とを該基準信号より十分短い周期で
比較し、基準信号より検出信号が低いときはその差に応
じたオン時間幅を持つPWM信号を1次側充電用スイッチ
ング手段に供給し、基準信号より検出信号が高いときは
その差に応じたオン時間幅を持つPWM信号を2次側放電
用スイッチング手段に供給することで、カップリングコ
ンデンサの出力端に交流波形を生成せしめるものである 高圧交流電源装置。
1. A step-up transformer, a charging switching means connected to the primary side of the step-up transformer, a rectifying diode connected to the secondary side, and a discharging switching means connected between the output side of the diode and ground. A high-voltage AC power supply device comprising: a coupling capacitor connected to the output side of the diode; and control means for controlling both switching means, wherein a detection signal is output to the control means at the output end of the power supply device. The control means compares the low-frequency AC reference signal obtained as the output waveform with the detection voltage signal at a cycle sufficiently shorter than the reference signal, and when the detection signal is lower than the reference signal, the difference between them is provided. The PWM signal with the ON time width corresponding to the PW is supplied to the primary side charging switching means, and when the detection signal is higher than the reference signal, the PW with the ON time width corresponding to the difference A high-voltage AC power supply device for generating an AC waveform at the output end of a coupling capacitor by supplying the M signal to the secondary side discharge switching means.
【請求項2】請求項1の高圧交流電源装置の放電用スイ
ッチング素子と接地との間に放電電流を検出して前記制
御手段に出力するための検出用抵抗を挿入し、 制御手段は、放電電流として求められる負荷電流目標値
と検出放電電流信号との差を所定倍した振幅を有する正
弦波信号を作成し、これを低周波交流基準信号として用
い、該基準信号と検出電圧信号とを該基準信号より十分
短い周期で比較し、基準信号より検出信号が低いときは
その差に応じたオン時間幅を持つPWM信号を1次側充電
用スイッチング手段に供給し、基準信号より検出信号が
高いときはその差に応じたオン時間幅を持つPWM信号を
2次側放電用スイッチング手段に供給することで、カッ
プリングコンデンサの出力端に交流波形を生成せしめる
ものである 高圧交流電源装置。
2. A detection resistor for detecting a discharge current and outputting it to the control means is inserted between the discharge switching element and the ground of the high-voltage AC power supply device according to claim 1, and the control means is a discharge device. A sine wave signal having an amplitude that is a predetermined multiple of the difference between the load current target value obtained as the current and the detected discharge current signal is created, and this is used as a low-frequency AC reference signal, and the reference signal and the detected voltage signal are Compare the reference signal at a sufficiently shorter cycle, and if the detection signal is lower than the reference signal, supply a PWM signal with an ON time width corresponding to the difference to the primary side charging switching means, and the detection signal is higher than the reference signal. At this time, the high-voltage AC power supply device is configured to generate an AC waveform at the output end of the coupling capacitor by supplying a PWM signal having an ON time width corresponding to the difference to the secondary side discharge switching means.
【請求項3】請求項1または2のカップリングコンデン
サの出力に直流電源からの直流を重畳させるようにした
高圧交流電源装置。
3. A high-voltage AC power supply device in which a DC from a DC power supply is superimposed on the output of the coupling capacitor according to claim 1.
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