JP3503917B2 - 高圧電源装置 - Google Patents
高圧電源装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トランスを用いた
高圧電源装置に関する。
高圧電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、複写機、レーザプリンタ等の電
子写真プロセスを利用した画像形成装置では、帯電チャ
ージャ、転写チャージャ等を駆動し、或いは、現像スリ
ーブに現像バイアスを印加するために高圧電源装置が必
要となる。
子写真プロセスを利用した画像形成装置では、帯電チャ
ージャ、転写チャージャ等を駆動し、或いは、現像スリ
ーブに現像バイアスを印加するために高圧電源装置が必
要となる。
【０００３】この場合、機器によっては必要とする電圧
が５００Ｖ，１０００Ｖのように大きく異なるため、一
般には、目的とする電圧に近い出力電圧が得られるよう
に１，２次側の巻線比等が設定されたトランスを用いて
高圧電源装置を構成するようにしている。
が５００Ｖ，１０００Ｖのように大きく異なるため、一
般には、目的とする電圧に近い出力電圧が得られるよう
に１，２次側の巻線比等が設定されたトランスを用いて
高圧電源装置を構成するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】つまり、従来にあって
は目的とする電圧に応じて仕様の異なるトランスを用意
して対処しているため、トランスを含む電源回路要素も
各々トランスに応じて変更しなくてはならず、目的別に
種々の電源を必要とする。この結果、コスト高になりや
すい上に、トランスの大きさも電源毎に異なることにな
り、その実装効率も低下してしまう。
は目的とする電圧に応じて仕様の異なるトランスを用意
して対処しているため、トランスを含む電源回路要素も
各々トランスに応じて変更しなくてはならず、目的別に
種々の電源を必要とする。この結果、コスト高になりや
すい上に、トランスの大きさも電源毎に異なることにな
り、その実装効率も低下してしまう。
【０００５】そこで、本発明は、１種類のトランスで広
範囲の出力を得ることが可能で、トランスを変えること
なく目的の電圧を安定して得ることができる高圧電源装
置を提供することを目的とする。
範囲の出力を得ることが可能で、トランスを変えること
なく目的の電圧を安定して得ることができる高圧電源装
置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
トランスの１次側に直列に接続されてパルス幅変調信号
に基づきスイッチングされるスイッチ素子を備えた高圧
電源部と、前記スイッチ素子に対してパルス幅変調信号
を出力するとともに、前記トランスの２次側に生ずる出
力電圧が帰還されてその出力電圧値と前記トランスの有
するデューティ‐出力特性の直線性をトランス特性係数
Ｃｋとして用いて演算して目標出力電圧となるように前
記パルス幅変調信号のデューティ幅を更新する演算制御
手段とを備えた。
トランスの１次側に直列に接続されてパルス幅変調信号
に基づきスイッチングされるスイッチ素子を備えた高圧
電源部と、前記スイッチ素子に対してパルス幅変調信号
を出力するとともに、前記トランスの２次側に生ずる出
力電圧が帰還されてその出力電圧値と前記トランスの有
するデューティ‐出力特性の直線性をトランス特性係数
Ｃｋとして用いて演算して目標出力電圧となるように前
記パルス幅変調信号のデューティ幅を更新する演算制御
手段とを備えた。
【０００７】 １，２次巻線を有するトランスに関し
て、その１次巻線に直列にトランジスタ等のスイッチ素
子を接続し、このスイッチ素子をパルス幅変調信号に基
づきスイッチングした場合に、パルス幅変調信号におけ
るデューティ幅を順次変更しながらトランスの２次側に
得られる出力電圧を観察したところ、デューティ幅の大
きさに応じて出力が直線的に変化する特性が見出された
ものである。即ち、トランスのデューティ‐出力特性は
直線性を示す。そこで、トランスの２次側に生ずる出力
電圧を演算制御手段に帰還させてその出力電圧値とトラ
ンスの有するデューティ‐出力電圧の直線性をトランス
特性係数Ｃｋとして用いて演算することで目標出力電圧
となるようにスイッチ素子に与えるパルス幅変調信号の
デューティ幅を更新することにより、１種類のトランス
で広範囲の出力電圧を得ることができるとともに、その
出力電圧を目標出力電圧に安定させることができる。
て、その１次巻線に直列にトランジスタ等のスイッチ素
子を接続し、このスイッチ素子をパルス幅変調信号に基
づきスイッチングした場合に、パルス幅変調信号におけ
るデューティ幅を順次変更しながらトランスの２次側に
得られる出力電圧を観察したところ、デューティ幅の大
きさに応じて出力が直線的に変化する特性が見出された
ものである。即ち、トランスのデューティ‐出力特性は
直線性を示す。そこで、トランスの２次側に生ずる出力
電圧を演算制御手段に帰還させてその出力電圧値とトラ
ンスの有するデューティ‐出力電圧の直線性をトランス
特性係数Ｃｋとして用いて演算することで目標出力電圧
となるようにスイッチ素子に与えるパルス幅変調信号の
デューティ幅を更新することにより、１種類のトランス
で広範囲の出力電圧を得ることができるとともに、その
出力電圧を目標出力電圧に安定させることができる。
【０００８】 請求項２記載の発明は、トランスの１次
側に直列に接続されてパルス幅変調信号に基づきスイッ
チングされるスイッチ素子を備えた高圧電源部と、前記
スイッチ素子に対してパルス幅変調信号を出力するとと
もに、前記トランスの２次側に生ずる出力電圧が帰還さ
れてその出力電圧値と前記トランスの有するデューティ
‐出力特性の直線性をトランス特性係数Ｃｋとして用い
て演算して目標出力電圧となるように前記パルス幅変調
信号のデューティ幅を更新する演算制御手段とを備え、
前記目標出力電圧を得るためのデューティ幅が可変デュ
ーティ幅の分解能を超えている場合には前記演算制御手
段により前記スイッチ素子に出力するパルス幅変調信号
を異なるデューティ幅のパルス波形を組み合わせたパル
ス幅変調信号とした。
側に直列に接続されてパルス幅変調信号に基づきスイッ
チングされるスイッチ素子を備えた高圧電源部と、前記
スイッチ素子に対してパルス幅変調信号を出力するとと
もに、前記トランスの２次側に生ずる出力電圧が帰還さ
れてその出力電圧値と前記トランスの有するデューティ
‐出力特性の直線性をトランス特性係数Ｃｋとして用い
て演算して目標出力電圧となるように前記パルス幅変調
信号のデューティ幅を更新する演算制御手段とを備え、
前記目標出力電圧を得るためのデューティ幅が可変デュ
ーティ幅の分解能を超えている場合には前記演算制御手
段により前記スイッチ素子に出力するパルス幅変調信号
を異なるデューティ幅のパルス波形を組み合わせたパル
ス幅変調信号とした。
【０００９】トランスに関してはそのトランス特性によ
り決まる基本周波数があり、パルス幅変調を行う場合の
可変デューティの分解能は用いられるシステムの基本周
波数により決まるがシステムの基本周波数は例えば用い
るＣＰＵによって決まるため、この基本周波数も無闇に
上げることができず、結果として、可変デューティの分
解能は一定範囲内に規制される。よって、目標出力電圧
を得るためのデューティ幅が可変デューティの分解能を
超えている場合には、そのままでは、分解能精度が足り
ず目標出力電圧を得ることができないが、分解能の範囲
内で異なるデューティ幅のパルス波形を組み合わせたパ
ルス幅変調信号を用いることにより、平均値的に見て目
標出力電圧を満たす出力電圧が得られる。即ち、異なる
デューティ幅のパルス波形を組み合わせることで分解能
を実質的に無限な状態に上げているので、出力精度が向
上する。
り決まる基本周波数があり、パルス幅変調を行う場合の
可変デューティの分解能は用いられるシステムの基本周
波数により決まるがシステムの基本周波数は例えば用い
るＣＰＵによって決まるため、この基本周波数も無闇に
上げることができず、結果として、可変デューティの分
解能は一定範囲内に規制される。よって、目標出力電圧
を得るためのデューティ幅が可変デューティの分解能を
超えている場合には、そのままでは、分解能精度が足り
ず目標出力電圧を得ることができないが、分解能の範囲
内で異なるデューティ幅のパルス波形を組み合わせたパ
ルス幅変調信号を用いることにより、平均値的に見て目
標出力電圧を満たす出力電圧が得られる。即ち、異なる
デューティ幅のパルス波形を組み合わせることで分解能
を実質的に無限な状態に上げているので、出力精度が向
上する。
【００１０】 請求項３記載の発明は、トランスの１次
側に直列に接続されてパルス幅変調信号に基づきスイッ
チングされるスイッチ素子を備えた高圧電源部と、前記
スイッチ素子に対してパルス幅変調信号を出力するとと
もに、前記トランスの２次側に生ずる出力電圧が帰還さ
れてその出力電圧値と前記トランスの有するデューティ
‐出力特性の直線性をトランス特性係数Ｃｋとして用い
て演算して目標出力電圧となるように前記パルス幅変調
信号のデューティ幅を更新する演算制御手段とを備え、
前記目標出力電圧が前記デューティ‐出力特性の直線性
を示す領域から外れている場合には前記演算制御手段に
より前記スイッチ素子に出力するパルス幅変調信号をパ
ルス波形の間引きによるパルス幅変調信号とした。
側に直列に接続されてパルス幅変調信号に基づきスイッ
チングされるスイッチ素子を備えた高圧電源部と、前記
スイッチ素子に対してパルス幅変調信号を出力するとと
もに、前記トランスの２次側に生ずる出力電圧が帰還さ
れてその出力電圧値と前記トランスの有するデューティ
‐出力特性の直線性をトランス特性係数Ｃｋとして用い
て演算して目標出力電圧となるように前記パルス幅変調
信号のデューティ幅を更新する演算制御手段とを備え、
前記目標出力電圧が前記デューティ‐出力特性の直線性
を示す領域から外れている場合には前記演算制御手段に
より前記スイッチ素子に出力するパルス幅変調信号をパ
ルス波形の間引きによるパルス幅変調信号とした。
【００１１】トランスに関してデューティ‐出力特性は
直線性を示すが、全範囲に渡って直線性を示す訳ではな
く、低めの目標出力電圧を得るためのデューティがその
直線性を示す領域から外れていることもあり、このまま
では、目標出力電圧が得られないケースも生じてしまう
が、演算制御手段によりスイッチ素子に出力するパルス
幅変調信号をパルス波形の間引きによるパルス幅変調信
号として用いることにより、平均値的に見て目標出力電
圧を満たす低めの出力電圧が得られる。即ち、デューテ
ィ‐出力特性の直線性を示す領域を超える低めの出力電
圧であっても安定して得られる。
直線性を示すが、全範囲に渡って直線性を示す訳ではな
く、低めの目標出力電圧を得るためのデューティがその
直線性を示す領域から外れていることもあり、このまま
では、目標出力電圧が得られないケースも生じてしまう
が、演算制御手段によりスイッチ素子に出力するパルス
幅変調信号をパルス波形の間引きによるパルス幅変調信
号として用いることにより、平均値的に見て目標出力電
圧を満たす低めの出力電圧が得られる。即ち、デューテ
ィ‐出力特性の直線性を示す領域を超える低めの出力電
圧であっても安定して得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図面に基
づいて説明する。本実施の形態の高圧電源装置は、例え
ば、複写機等の画像形成装置中で用いられる電源装置で
あって、高圧電源部１がトランス２を用いて形成されて
いる。このトランス２は１次巻線３ａと２次巻線３ｂと
を有し、前記１次巻線３ａの一端は電源に接続され、他
端にはスイッチ素子であるトランジスタ４が直列に接続
されている。
づいて説明する。本実施の形態の高圧電源装置は、例え
ば、複写機等の画像形成装置中で用いられる電源装置で
あって、高圧電源部１がトランス２を用いて形成されて
いる。このトランス２は１次巻線３ａと２次巻線３ｂと
を有し、前記１次巻線３ａの一端は電源に接続され、他
端にはスイッチ素子であるトランジスタ４が直列に接続
されている。
【００１３】また、前記高圧電源部１の動作制御を受け
持ち、演算制御手段の主体をなすＣＰＵ５が設けられ、
前記高圧電源部１とともに回路基板６上に実装されてい
る。このＣＰＵ５には水晶発振子等が接続されて前記Ｃ
ＰＵ５によって決定される基本周波数（例えば、８ＭＨ
ｚ）の基準クロックが与えられている。また、前記ＣＰ
Ｕ５の１つの出力部分は前記トランジスタ４のベースに
接続され、このトランジスタ４をスイッチングさせるＰ
ＷＭ（パルス幅変調）信号を出力するように構成されて
いる。ここに、前記トランス２に関してはそのトランス
特性により決まる基本周波数（例えば、２０ｋＨｚ）を
有しており、前記ＣＰＵ５によって前記トランジスタ４
に出力されるＰＷＭ信号の周波数（周期）は２００ｋＨ
ｚ（５０μsec ）とされている。よって、本実施の形態
においては、ＰＷＭ信号の分解能は８ＭＨｚと２ｋＨｚ
との関係から４００分解能とされ、例えば８００Ｖ分の
出力電圧を得る場合であれば、１分解能当り２Ｖの制御
が可能となることを意味する。また、前記トランス２の
２次巻線３ｂ側に得られる出力電圧は目的とする負荷に
供給されるとともに、分圧抵抗６ａ，６ｂによる分圧を
受けて前記ＣＰＵ５にフィードバックされている。これ
により、ＣＰＵ５による後述するフィードバック制御に
供される。
持ち、演算制御手段の主体をなすＣＰＵ５が設けられ、
前記高圧電源部１とともに回路基板６上に実装されてい
る。このＣＰＵ５には水晶発振子等が接続されて前記Ｃ
ＰＵ５によって決定される基本周波数（例えば、８ＭＨ
ｚ）の基準クロックが与えられている。また、前記ＣＰ
Ｕ５の１つの出力部分は前記トランジスタ４のベースに
接続され、このトランジスタ４をスイッチングさせるＰ
ＷＭ（パルス幅変調）信号を出力するように構成されて
いる。ここに、前記トランス２に関してはそのトランス
特性により決まる基本周波数（例えば、２０ｋＨｚ）を
有しており、前記ＣＰＵ５によって前記トランジスタ４
に出力されるＰＷＭ信号の周波数（周期）は２００ｋＨ
ｚ（５０μsec ）とされている。よって、本実施の形態
においては、ＰＷＭ信号の分解能は８ＭＨｚと２ｋＨｚ
との関係から４００分解能とされ、例えば８００Ｖ分の
出力電圧を得る場合であれば、１分解能当り２Ｖの制御
が可能となることを意味する。また、前記トランス２の
２次巻線３ｂ側に得られる出力電圧は目的とする負荷に
供給されるとともに、分圧抵抗６ａ，６ｂによる分圧を
受けて前記ＣＰＵ５にフィードバックされている。これ
により、ＣＰＵ５による後述するフィードバック制御に
供される。
【００１４】このような構成において、本実施の形態で
は、ＣＰＵ５に対して目標出力電圧が入力設定されてお
り、このＣＰＵ５はトランジスタ４のベースに対して或
るデューティ幅のＰＷＭ信号を出力してトランジスタ４
をスイッチングさせることで、トランス２の２次巻線３
ｂ側に出力電圧を発生させる。この出力電圧は或る所定
の周期でＣＰＵ５にフィードバックされており、ＣＰＵ
５はフィードバックされたこの出力電圧値を用いて後述
する所定の演算を実行して入力設定されている目標出力
電圧となるようにトランジスタ４のベースに与えられる
ＰＷＭ信号のデューティ幅が更新される。
は、ＣＰＵ５に対して目標出力電圧が入力設定されてお
り、このＣＰＵ５はトランジスタ４のベースに対して或
るデューティ幅のＰＷＭ信号を出力してトランジスタ４
をスイッチングさせることで、トランス２の２次巻線３
ｂ側に出力電圧を発生させる。この出力電圧は或る所定
の周期でＣＰＵ５にフィードバックされており、ＣＰＵ
５はフィードバックされたこの出力電圧値を用いて後述
する所定の演算を実行して入力設定されている目標出力
電圧となるようにトランジスタ４のベースに与えられる
ＰＷＭ信号のデューティ幅が更新される。
【００１５】このようなＣＰＵ５によるフィードバック
制御には、トランス２が有するデューティ‐出力電圧特
性の直線性が利用される。即ち、トランジスタ４に与え
るＰＷＭ信号のデューティを連続的に変化させながらそ
の時にトランス２に得られる出力電圧の変化を調べたと
ころ、図３（ａ）中の領域Ａに示すような直線性を有す
ることが判明したものである。この直線性の領域Ａは、
例えば、デューティ幅（デューティ比）が１０〜６０％
の範囲内で確認されている。よって、ＣＰＵ５によるフ
ィードバック制御においては、デューティ‐出力電圧特
性の直線性がトランス特性係数Ｃk としてデューティ幅
の更新に利用されている。いま、現在のＰＷＭ信号のデ
ューティをＰＷＭNOW 、目標出力電圧（アナログ値がデ
ジタル値に変換されて入力設定される）をＡＤTARGET、
フィードバックされる出力電圧値をＡＤINとすると、Ｃ
ＰＵ５により演算されて更新される更新デューティＰＷ
ＭNEW は、 ＰＷＭNEW ＝ＰＷＭNOW ＋（ＡＤTARGET−ＡＤIN）×Ｃk として示される。また、ＣＰＵ５によるフィードバック
制御は、例えば、図２に示すようにＴ＝１０msec周期で
行われるように設定されている。
制御には、トランス２が有するデューティ‐出力電圧特
性の直線性が利用される。即ち、トランジスタ４に与え
るＰＷＭ信号のデューティを連続的に変化させながらそ
の時にトランス２に得られる出力電圧の変化を調べたと
ころ、図３（ａ）中の領域Ａに示すような直線性を有す
ることが判明したものである。この直線性の領域Ａは、
例えば、デューティ幅（デューティ比）が１０〜６０％
の範囲内で確認されている。よって、ＣＰＵ５によるフ
ィードバック制御においては、デューティ‐出力電圧特
性の直線性がトランス特性係数Ｃk としてデューティ幅
の更新に利用されている。いま、現在のＰＷＭ信号のデ
ューティをＰＷＭNOW 、目標出力電圧（アナログ値がデ
ジタル値に変換されて入力設定される）をＡＤTARGET、
フィードバックされる出力電圧値をＡＤINとすると、Ｃ
ＰＵ５により演算されて更新される更新デューティＰＷ
ＭNEW は、 ＰＷＭNEW ＝ＰＷＭNOW ＋（ＡＤTARGET−ＡＤIN）×Ｃk として示される。また、ＣＰＵ５によるフィードバック
制御は、例えば、図２に示すようにＴ＝１０msec周期で
行われるように設定されている。
【００１６】トランス２、従って高圧電源部１から負荷
に対して出力される出力電圧は、このようにトランス特
性の有する直線性を利用してフィードバック制御されて
得られるので、目標出力電圧が安定して得られるととも
に、この目標出力電圧の値が大きく異なっていてもトラ
ンス２を変更することなくＣＰＵ５制御によるＰＷＭ信
号のデューティを変えるだけで簡単に対処することがで
きる。即ち、１種類のトランス２で広範囲の出力電圧を
得ることができるため、各種の目標出力電圧仕様に対処
でき、電源を構成する上で目的別に異なるトランスを用
意する必要がなく、低コスト化を図れ、かつ、形状・大
きさ等の均一化により実装効率を向上させることもでき
る。
に対して出力される出力電圧は、このようにトランス特
性の有する直線性を利用してフィードバック制御されて
得られるので、目標出力電圧が安定して得られるととも
に、この目標出力電圧の値が大きく異なっていてもトラ
ンス２を変更することなくＣＰＵ５制御によるＰＷＭ信
号のデューティを変えるだけで簡単に対処することがで
きる。即ち、１種類のトランス２で広範囲の出力電圧を
得ることができるため、各種の目標出力電圧仕様に対処
でき、電源を構成する上で目的別に異なるトランスを用
意する必要がなく、低コスト化を図れ、かつ、形状・大
きさ等の均一化により実装効率を向上させることもでき
る。
【００１７】ところで、本実施の形態では、ＰＷＭ信号
の分解能（可変デューティ幅）が４００とされており、
トランス２のデューティ‐出力電圧特性の直線性におい
て目標出力電圧によっては分解能を超えてしまうことも
ある。即ち、分解能の能力が足りないケースもあり得
る。そこで、一層の高分解能を実現するためにシステム
の基本周波数を上げることも不可能ではないが、その
分、分周回路等が増える等の不都合があり、現実的では
ない。この点、本実施の形態では、目標出力電圧を得る
ためのデューティ幅が可変デューティ幅の分解能を超え
ている場合には、異なるデューティ幅のパルス波形を組
み合わせたＰＷＭ信号を用いることで対処するように構
成されている。
の分解能（可変デューティ幅）が４００とされており、
トランス２のデューティ‐出力電圧特性の直線性におい
て目標出力電圧によっては分解能を超えてしまうことも
ある。即ち、分解能の能力が足りないケースもあり得
る。そこで、一層の高分解能を実現するためにシステム
の基本周波数を上げることも不可能ではないが、その
分、分周回路等が増える等の不都合があり、現実的では
ない。この点、本実施の形態では、目標出力電圧を得る
ためのデューティ幅が可変デューティ幅の分解能を超え
ている場合には、異なるデューティ幅のパルス波形を組
み合わせたＰＷＭ信号を用いることで対処するように構
成されている。
【００１８】上述した４００分解能の例には該当しない
が、例えば、目標出力電圧を得るためのデューティ幅が
３７．５％であり、これが可変デューティ幅の分解能を
超えている場合を想定する。この場合、図４（ａ）
（ｂ）に示すようにデューティ幅が可変デューティ幅を
満たす３７％と３８％との異なる２種類のパルス波形を
用意して、図４（ｃ）に示すように３７％デューティ幅
のパルス波形と３８％デューティ幅のパルス波形とを交
互に出力する形のＰＷＭ信号としてＣＰＵ５からトラン
ジスタ４のベースに与えてスイッチングさせるようにす
ればよい。これによれば、対応する３７．５％デューテ
ィ幅のＰＷＭ信号は得られないものの、トランス２から
は平均値的に見て目標出力電圧を満たす出力電圧が得ら
れることになる。即ち、異なるデューティ幅のパルス波
形を組み合わせることで分解能を実質的に無限な状態に
上げているので、出力精度が向上する。
が、例えば、目標出力電圧を得るためのデューティ幅が
３７．５％であり、これが可変デューティ幅の分解能を
超えている場合を想定する。この場合、図４（ａ）
（ｂ）に示すようにデューティ幅が可変デューティ幅を
満たす３７％と３８％との異なる２種類のパルス波形を
用意して、図４（ｃ）に示すように３７％デューティ幅
のパルス波形と３８％デューティ幅のパルス波形とを交
互に出力する形のＰＷＭ信号としてＣＰＵ５からトラン
ジスタ４のベースに与えてスイッチングさせるようにす
ればよい。これによれば、対応する３７．５％デューテ
ィ幅のＰＷＭ信号は得られないものの、トランス２から
は平均値的に見て目標出力電圧を満たす出力電圧が得ら
れることになる。即ち、異なるデューティ幅のパルス波
形を組み合わせることで分解能を実質的に無限な状態に
上げているので、出力精度が向上する。
【００１９】なお、上例のデューティ幅３７．５％を実
質的に得る手法としては、３７％と３８％との組み合わ
せに限らず、例えば、図５に示すように、デューティ幅
５０％のパルス波形とデューティ幅２５％のパルス波形
との組み合わせとしてもよい。また、必ずしも２種類の
異なるデューティ幅のパルス波形の組み合わせに限ら
ず、数種類の組み合わせであってもよく、また、必ずし
も交互となる組み合わせでなくもよい。要は、平均値的
に見て目標出力電圧を満たす出力電圧が得られるように
すればよい。
質的に得る手法としては、３７％と３８％との組み合わ
せに限らず、例えば、図５に示すように、デューティ幅
５０％のパルス波形とデューティ幅２５％のパルス波形
との組み合わせとしてもよい。また、必ずしも２種類の
異なるデューティ幅のパルス波形の組み合わせに限ら
ず、数種類の組み合わせであってもよく、また、必ずし
も交互となる組み合わせでなくもよい。要は、平均値的
に見て目標出力電圧を満たす出力電圧が得られるように
すればよい。
【００２０】また。本実施の形態では、トランス２の有
するデューティ‐出力特性の直線性を利用しデューティ
を可変制御することで目標出力電圧を得るようにしてい
るが、図３からも分かるように直線性を示す特性Ａは全
範囲に渡る訳ではなく、本実施の形態の場合であれば１
０〜６０％の範囲に限られている。よって、このままで
はデューティ幅が１０％未満となるような低めの電圧を
目標出力電圧とする場合には対処できない。この点、本
実施の形態では、目標出力電圧がデューティ‐出力特性
の直線性を示す領域から外れている場合には可変デュー
ティ幅を満たすパルス波形によるＰＷＭ信号に関して間
引き処理（間欠駆動）を施すことにより対処するように
構成されている。
するデューティ‐出力特性の直線性を利用しデューティ
を可変制御することで目標出力電圧を得るようにしてい
るが、図３からも分かるように直線性を示す特性Ａは全
範囲に渡る訳ではなく、本実施の形態の場合であれば１
０〜６０％の範囲に限られている。よって、このままで
はデューティ幅が１０％未満となるような低めの電圧を
目標出力電圧とする場合には対処できない。この点、本
実施の形態では、目標出力電圧がデューティ‐出力特性
の直線性を示す領域から外れている場合には可変デュー
ティ幅を満たすパルス波形によるＰＷＭ信号に関して間
引き処理（間欠駆動）を施すことにより対処するように
構成されている。
【００２１】例えば、図３（ｃ）に示すように、目標出
力電圧ＡＤTARGETがデューティ‐出力特性の直線性を示
す領域から外れている場合において、その２倍の目標出
力電圧２・ＡＤTARGETを想定し、この２・ＡＤTARGETを
得るためのデューティ幅を演算し、そのデューティ幅に
よるＰＷＭ信号を用意し（図６（ａ）参照）、このＰＷ
Ｍ信号に関して、図６（ｂ）に示すように１周期毎にパ
ルス波形を間引いた信号をＰＷＭ信号としてトランジス
タ４に与えるように制御する。これにより、平均値的に
見て目標出力電圧ＡＤTARGETを満たす低めの出力電圧が
得られる。即ち、デューティ‐出力特性の直線性を示す
領域を超える低めの出力電圧であっても安定して得られ
ることになり、適用範囲が一層広がる。
力電圧ＡＤTARGETがデューティ‐出力特性の直線性を示
す領域から外れている場合において、その２倍の目標出
力電圧２・ＡＤTARGETを想定し、この２・ＡＤTARGETを
得るためのデューティ幅を演算し、そのデューティ幅に
よるＰＷＭ信号を用意し（図６（ａ）参照）、このＰＷ
Ｍ信号に関して、図６（ｂ）に示すように１周期毎にパ
ルス波形を間引いた信号をＰＷＭ信号としてトランジス
タ４に与えるように制御する。これにより、平均値的に
見て目標出力電圧ＡＤTARGETを満たす低めの出力電圧が
得られる。即ち、デューティ‐出力特性の直線性を示す
領域を超える低めの出力電圧であっても安定して得られ
ることになり、適用範囲が一層広がる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、トランスの１次側に直
列に接続されてパルス幅変調信号に基づきスイッチング
されるスイッチ素子を備えた高圧電源部と、前記スイッ
チ素子に対してパルス幅変調信号を出力するとともに、
前記トランスの２次側に生ずる出力電圧が帰還されてそ
の出力電圧値と前記トランスの有するデューティ‐出力
特性の直線性をトランス特性係数Ｃｋとして用いて演算
して目標出力電圧となるように前記パルス幅変調信号の
デューティ幅を更新する演算制御手段とを備えているの
で、１種類のトランスで広範囲の出力電圧を得ることが
できるとともに、その出力電圧を目標出力電圧に安定さ
せることができる。
列に接続されてパルス幅変調信号に基づきスイッチング
されるスイッチ素子を備えた高圧電源部と、前記スイッ
チ素子に対してパルス幅変調信号を出力するとともに、
前記トランスの２次側に生ずる出力電圧が帰還されてそ
の出力電圧値と前記トランスの有するデューティ‐出力
特性の直線性をトランス特性係数Ｃｋとして用いて演算
して目標出力電圧となるように前記パルス幅変調信号の
デューティ幅を更新する演算制御手段とを備えているの
で、１種類のトランスで広範囲の出力電圧を得ることが
できるとともに、その出力電圧を目標出力電圧に安定さ
せることができる。
【００２３】特に、請求項２記載の発明によれば、目標
出力電圧を得るためのデューティ幅が可変デューティ幅
の分解能を超えている場合には演算制御手段によりスイ
ッチ素子に出力するパルス幅変調信号を異なるデューテ
ィ幅のパルス波形を組み合わせたパルス幅変調信号とし
ているので、目標出力電圧を得るためのデューティ幅が
可変デューティの分解能を超えている場合であっても、
分解能の範囲内で異なるデューティ幅のパルス波形を組
み合わせたパルス幅変調信号を用いることにより、平均
値的に見て目標出力電圧を満たす出力電圧を得ることが
でき、分解能を実質的に無限な状態に上げることがで
き、出力精度を向上させることができる。
出力電圧を得るためのデューティ幅が可変デューティ幅
の分解能を超えている場合には演算制御手段によりスイ
ッチ素子に出力するパルス幅変調信号を異なるデューテ
ィ幅のパルス波形を組み合わせたパルス幅変調信号とし
ているので、目標出力電圧を得るためのデューティ幅が
可変デューティの分解能を超えている場合であっても、
分解能の範囲内で異なるデューティ幅のパルス波形を組
み合わせたパルス幅変調信号を用いることにより、平均
値的に見て目標出力電圧を満たす出力電圧を得ることが
でき、分解能を実質的に無限な状態に上げることがで
き、出力精度を向上させることができる。
【００２４】また、請求項３記載の発明によれば、目標
出力電圧がデューティ‐出力特性の直線性を示す領域か
ら外れている場合には演算制御手段によりスイッチ素子
に出力するパルス幅変調信号をパルス波形の間引きによ
るパルス幅変調信号とするようにしたので、デューティ
‐出力特性の直線性を示す領域を超える低めの出力電圧
であっても安定して得ることができる。
出力電圧がデューティ‐出力特性の直線性を示す領域か
ら外れている場合には演算制御手段によりスイッチ素子
に出力するパルス幅変調信号をパルス波形の間引きによ
るパルス幅変調信号とするようにしたので、デューティ
‐出力特性の直線性を示す領域を超える低めの出力電圧
であっても安定して得ることができる。
【図１】本発明の実施の一形態を示す概略ブロック図で
ある。
ある。
【図２】更新処理が所定周期で行われることを示す説明
図である。
図である。
【図３】トランスのデューティ‐出力特性に関する特性
図である。
図である。
【図４】異なるデューティ幅のパルス波形の組み合わせ
例を説明するためのタイムチャートである。
例を説明するためのタイムチャートである。
【図５】異なるデューティ幅のパルス波形の異なる組み
合わせ例を説明するためのタイムチャートである。
合わせ例を説明するためのタイムチャートである。
【図６】パルス波形の間引き処理例を説明するためのタ
イムチャートである。
イムチャートである。
１ 高圧電源部
２ トランス
３ スイッチ素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G05F 1/56
G03G 21/00
H02M 3/28
H02M 7/48
Claims (3)
- 【請求項１】 トランスの１次側に直列に接続されてパ
ルス幅変調信号に基づきスイッチングされるスイッチ素
子を備えた高圧電源部と、前記スイッチ素子に対してパ
ルス幅変調信号を出力するとともに、前記トランスの２
次側に生ずる出力電圧が帰還されてその出力電圧値と前
記トランスの有するデューティ‐出力特性の直線性をト
ランス特性係数Ｃｋとして用いて演算して目標出力電圧
となるように前記パルス幅変調信号のデューティ幅を更
新する演算制御手段とを備えたことを特徴とする高圧電
源装置。 - 【請求項２】 トランスの１次側に直列に接続されてパ
ルス幅変調信号に基づきスイッチングされるスイッチ素
子を備えた高圧電源部と、前記スイッチ素子に対してパ
ルス幅変調信号を出力するとともに、前記トランスの２
次側に生ずる出力電圧が帰還されてその出力電圧値と前
記トランスの有するデューティ‐出力特性の直線性をト
ランス特性係数Ｃｋとして用いて演算して目標出力電圧
となるように前記パルス幅変調信号のデューティ幅を更
新する演算制御手段とを備え、前記目標出力電圧を得る
ためのデューティ幅が可変デューティ幅の分解能を超え
ている場合には前記演算制御手段により前記スイッチ素
子に出力するパルス幅変調信号を異なるデューティ幅の
パルス波形を組み合わせたパルス幅変調信号とすること
を特徴とする高圧電源装置。 - 【請求項３】 トランスの１次側に直列に接続されてパ
ルス幅変調信号に基づきスイッチングされるスイッチ素
子を備えた高圧電源部と、前記スイッチ素子に対してパ
ルス幅変調信号を出力するとともに、前記トランスの２
次側に生ずる出力電圧が帰還されてその出力電圧値と前
記トランスの有するデューティ‐出力特性の直線性をト
ランス特性係数Ｃｋとして用いて演算して目標出力電圧
となるように前記パルス幅変調信号のデューティ幅を更
新する演算制御手段とを備え、前記目標出力電圧が前記
デューティ‐出力特性の直線性を示す領域から外れてい
る場合には前記演算制御手段により前記スイッチ素子に
出力するパルス幅変調信号をパルス波形の間引きによる
パルス幅変調信号とすることを特徴とする高圧電源装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24151696A JP3503917B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 高圧電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24151696A JP3503917B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 高圧電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1091258A JPH1091258A (ja) | 1998-04-10 |
| JP3503917B2 true JP3503917B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=17075512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24151696A Expired - Fee Related JP3503917B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 高圧電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503917B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4872254B2 (ja) * | 2005-07-11 | 2012-02-08 | ブラザー工業株式会社 | 電源装置及び電力調節方法 |
| JP4489090B2 (ja) | 2007-01-30 | 2010-06-23 | シャープ株式会社 | イオン発生装置及び電気機器 |
| EP2571152A1 (en) * | 2011-09-17 | 2013-03-20 | Braun GmbH | DC converter with adjustable output voltage |
| JP2017131009A (ja) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 信号発生回路及び電圧変換装置 |
| CN110824404B (zh) * | 2019-10-09 | 2023-04-25 | 中国电力科学研究院有限公司 | 直流电压互感器现场校验方法 |
-
1996
- 1996-09-12 JP JP24151696A patent/JP3503917B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1091258A (ja) | 1998-04-10 |
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