JP3523902B2 - 高圧電源装置 - Google Patents
高圧電源装置Info
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複写機の現像機等に用い
られる高圧矩形波交流電圧を発生する高圧電源装置に関
する。
られる高圧矩形波交流電圧を発生する高圧電源装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】交流電圧電源装置は、特開平２−１００
０６９に示されているように、トランスの１次側に所望
の交流信号を加え、トランスで昇圧して出力する構成の
ものが一般的である。しかし、矩形波で高周波数の交流
出力を発生させるには、昇圧トランスを使用する構成の
ものでは波形がなまってしまい対応出来ない。この対策
として、高圧直流電源とグランド間に直列に接続した２
個のスイッチング素子の交互の駆動により、２個のスイ
ッチング素子の間に高圧矩形波交流電圧を発生する構成
が考えられる。例えば、図１０に示すように、高圧直流
電源８とグランド間にスイッチング素子１、２を直列に
接続し、コンデンサ６で電圧を平滑化した電池５により
高圧側の駆動回路３に電力供給し、また、低圧直流電源
７により低圧側の駆動回路４に電力供給してスイッチン
グ素子１、２を交互に駆動する。２個のスイッチング素
子の接続点には高圧矩形波交流電圧が発生し、コンデン
サ１０を通して交流分が取り出され、これに直流重畳用
高圧直流電源９によりオフセットをかけた高圧矩形波交
流電圧が出力される。図１１に示すものは、高圧側駆動
回路への電力供給を、図１０の電池に代えて絶縁トラン
スにより行うようにしたもので、制御回路１４でスイッ
チング素子１５を駆動して直流電源１２より絶縁トラン
ス１次側に矩形波電圧を供給し、２次側交流出力をダイ
オード１７で整流して高圧側駆動回路３に電力供給する
ことにより、同様に高圧矩形波交流電圧が出力される。
なお、整流回路１３は２次側出力の検出用である。図１
２に示すものは、駆動信号と高圧側駆動回路とを絶縁す
るために、フォトカプラ１８を使用したもので、フォト
カプラによる信号遅延のバラツキを考慮して出力のデュ
ーティ比はデューティ調整回路１９によって調整可能に
なっている。
０６９に示されているように、トランスの１次側に所望
の交流信号を加え、トランスで昇圧して出力する構成の
ものが一般的である。しかし、矩形波で高周波数の交流
出力を発生させるには、昇圧トランスを使用する構成の
ものでは波形がなまってしまい対応出来ない。この対策
として、高圧直流電源とグランド間に直列に接続した２
個のスイッチング素子の交互の駆動により、２個のスイ
ッチング素子の間に高圧矩形波交流電圧を発生する構成
が考えられる。例えば、図１０に示すように、高圧直流
電源８とグランド間にスイッチング素子１、２を直列に
接続し、コンデンサ６で電圧を平滑化した電池５により
高圧側の駆動回路３に電力供給し、また、低圧直流電源
７により低圧側の駆動回路４に電力供給してスイッチン
グ素子１、２を交互に駆動する。２個のスイッチング素
子の接続点には高圧矩形波交流電圧が発生し、コンデン
サ１０を通して交流分が取り出され、これに直流重畳用
高圧直流電源９によりオフセットをかけた高圧矩形波交
流電圧が出力される。図１１に示すものは、高圧側駆動
回路への電力供給を、図１０の電池に代えて絶縁トラン
スにより行うようにしたもので、制御回路１４でスイッ
チング素子１５を駆動して直流電源１２より絶縁トラン
ス１次側に矩形波電圧を供給し、２次側交流出力をダイ
オード１７で整流して高圧側駆動回路３に電力供給する
ことにより、同様に高圧矩形波交流電圧が出力される。
なお、整流回路１３は２次側出力の検出用である。図１
２に示すものは、駆動信号と高圧側駆動回路とを絶縁す
るために、フォトカプラ１８を使用したもので、フォト
カプラによる信号遅延のバラツキを考慮して出力のデュ
ーティ比はデューティ調整回路１９によって調整可能に
なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１０〜図１２に示す
ものは、いずれも高圧側の駆動回路の電源ライン（スイ
ッチング素子の接続点）が直流高圧電位とグランド電位
に交互に変わるため、高圧側駆動回路をフローティング
させるようにしている。そのために、図１０に示すもの
は駆動回路３への電力供給を電池５で行っているが、電
池寿命により交換する必要があり、図１１に示すものは
駆動回路３への電力供給を絶縁トランスを使用している
が、構成部品が多く、形状が大きくなり、コスト高にな
ってしまい、図１２に示すものはフォトカプラを使用す
るため高価になるとともに、消費電力が大きくなり、ま
たフォトカプラの伝達特性能力限界により出力の高周波
化への対応が困難で、遅延時間のバラツキでデューティ
調整回路が必要となる等の問題があり、何れも高圧側駆
動回路への電力供給、信号伝達の面で問題がある。本発
明は上記課題を解決するためのもので、高圧側の駆動回
路への電力供給と駆動信号の伝達を低圧電源と低圧信号
で行ない、低コスト化、低消費電力化を図り、高周波化
への対応も可能な高圧矩形波交流電圧を発生することが
できる高圧電源装置を提供することを目的とする。
ものは、いずれも高圧側の駆動回路の電源ライン（スイ
ッチング素子の接続点）が直流高圧電位とグランド電位
に交互に変わるため、高圧側駆動回路をフローティング
させるようにしている。そのために、図１０に示すもの
は駆動回路３への電力供給を電池５で行っているが、電
池寿命により交換する必要があり、図１１に示すものは
駆動回路３への電力供給を絶縁トランスを使用している
が、構成部品が多く、形状が大きくなり、コスト高にな
ってしまい、図１２に示すものはフォトカプラを使用す
るため高価になるとともに、消費電力が大きくなり、ま
たフォトカプラの伝達特性能力限界により出力の高周波
化への対応が困難で、遅延時間のバラツキでデューティ
調整回路が必要となる等の問題があり、何れも高圧側駆
動回路への電力供給、信号伝達の面で問題がある。本発
明は上記課題を解決するためのもので、高圧側の駆動回
路への電力供給と駆動信号の伝達を低圧電源と低圧信号
で行ない、低コスト化、低消費電力化を図り、高周波化
への対応も可能な高圧矩形波交流電圧を発生することが
できる高圧電源装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、高圧
直流電源とグランド間に直列に接続した２個のスイッチ
ング素子と、２個のスイッチング素子の各々を駆動する
高圧側駆動回路及び低圧側駆動回路とを備え、２個のス
イッチング素子の交互の駆動により、２個のスイッチン
グ素子接続点より高圧矩形波交流電圧を発生させるよう
にした高圧電源装置において、高圧側駆動回路へ供給す
る駆動信号を遅延させるための遅延回路と、遅延回路と
駆動信号発生側との間に接続されたダイオードとを備
え、高圧側駆動回路の電源ラインの一方を２個のスイッ
チング素子の接続点に接続し、前記ダイオードはグラン
ド側のスイッチング素子のＯＮ時に導通する向きに接続
されていることを特徴とする。請求項２の発明は、高圧
直流電源とグランド間に直列に接続した２個のスイッチ
ング素子と、２個のスイッチング素子の各々を駆動する
高圧側駆動回路及び低圧側駆動回路とを備え、２個のス
イッチング素子の交互の駆動により、２個のスイッチン
グ素子接続点より高圧矩形波交流電圧を発生させるよう
にした高圧電源装置において、一方をグランドとした低
圧側駆動回路の電源ライン間に接続された低圧直流電源
と、高圧側駆動回路の電源ライン間に接続された平滑コ
ンデンサと、高圧側駆動回路の電源ラインの一方と低圧
直流電源との間に接続されたダイオードと、高圧側駆動
回路へ供給する駆動信号を遅延させるための遅延回路
と、遅延回路と駆動信号発生側との間に接続されたダイ
オードとを備え、高圧側駆動回路の電源ラインの他方を
２個のスイッチング素子の接続点に接続し、前記各ダイ
オードはグランド側のスイッチング素子のＯＮ時に導通
する向きに接続されていることを特徴とする。
直流電源とグランド間に直列に接続した２個のスイッチ
ング素子と、２個のスイッチング素子の各々を駆動する
高圧側駆動回路及び低圧側駆動回路とを備え、２個のス
イッチング素子の交互の駆動により、２個のスイッチン
グ素子接続点より高圧矩形波交流電圧を発生させるよう
にした高圧電源装置において、高圧側駆動回路へ供給す
る駆動信号を遅延させるための遅延回路と、遅延回路と
駆動信号発生側との間に接続されたダイオードとを備
え、高圧側駆動回路の電源ラインの一方を２個のスイッ
チング素子の接続点に接続し、前記ダイオードはグラン
ド側のスイッチング素子のＯＮ時に導通する向きに接続
されていることを特徴とする。請求項２の発明は、高圧
直流電源とグランド間に直列に接続した２個のスイッチ
ング素子と、２個のスイッチング素子の各々を駆動する
高圧側駆動回路及び低圧側駆動回路とを備え、２個のス
イッチング素子の交互の駆動により、２個のスイッチン
グ素子接続点より高圧矩形波交流電圧を発生させるよう
にした高圧電源装置において、一方をグランドとした低
圧側駆動回路の電源ライン間に接続された低圧直流電源
と、高圧側駆動回路の電源ライン間に接続された平滑コ
ンデンサと、高圧側駆動回路の電源ラインの一方と低圧
直流電源との間に接続されたダイオードと、高圧側駆動
回路へ供給する駆動信号を遅延させるための遅延回路
と、遅延回路と駆動信号発生側との間に接続されたダイ
オードとを備え、高圧側駆動回路の電源ラインの他方を
２個のスイッチング素子の接続点に接続し、前記各ダイ
オードはグランド側のスイッチング素子のＯＮ時に導通
する向きに接続されていることを特徴とする。
【０００５】
【作用】請求項１の発明においては、電源ラインの一方
が２個のスイッチング素子の間に接続されている為に、
電源ラインが直流高圧電位とグランド電位とで交互に変
わる高圧側のスイッチング素子の駆動回路への駆動信号
の伝達を、グランド側のスイッチング素子のＯＮ時にダ
イオードを介して遅延回路に低圧信号のままで駆動信号
を供給し、遅延回路で高圧側のスイッチング素子がＯＮ
すべき時間まで駆動信号を遅延させることで実現してい
る。請求項２の発明においては、電源ラインが直流高電
圧電位とグランド電位とで交互に変わる高圧側の駆動回
路への電力供給を、グランド側のスイッチング素子のＯ
Ｎ時にはダイオードを介して低圧直流電源から行い、グ
ランド側のスイッチング素子のＯＦＦ時には、グランド
側のスイッチング素子のＯＮ時に充電した平滑コンデン
サからの放電で行ない、また、請求項１の発明と同様
に、高圧側のスイッチング素子の駆動回路への駆動信号
の伝達を、グランド側のスイッチング素子のＯＮ時にダ
イオードを介して遅延回路に低圧信号のままで駆動信号
を供給し、遅延回路で高圧側のスイッチング素子がＯＮ
すべき時間まで駆動信号を遅延させることで実現してい
る。
が２個のスイッチング素子の間に接続されている為に、
電源ラインが直流高圧電位とグランド電位とで交互に変
わる高圧側のスイッチング素子の駆動回路への駆動信号
の伝達を、グランド側のスイッチング素子のＯＮ時にダ
イオードを介して遅延回路に低圧信号のままで駆動信号
を供給し、遅延回路で高圧側のスイッチング素子がＯＮ
すべき時間まで駆動信号を遅延させることで実現してい
る。請求項２の発明においては、電源ラインが直流高電
圧電位とグランド電位とで交互に変わる高圧側の駆動回
路への電力供給を、グランド側のスイッチング素子のＯ
Ｎ時にはダイオードを介して低圧直流電源から行い、グ
ランド側のスイッチング素子のＯＦＦ時には、グランド
側のスイッチング素子のＯＮ時に充電した平滑コンデン
サからの放電で行ない、また、請求項１の発明と同様
に、高圧側のスイッチング素子の駆動回路への駆動信号
の伝達を、グランド側のスイッチング素子のＯＮ時にダ
イオードを介して遅延回路に低圧信号のままで駆動信号
を供給し、遅延回路で高圧側のスイッチング素子がＯＮ
すべき時間まで駆動信号を遅延させることで実現してい
る。
【０００６】請求項３の発明においては、請求項１の発
明と同様に、低圧直流電源により、電源ラインが直流高
電圧電位とグランド電位とで交互に変わる高圧側の駆動
回路への電力供給を、グランド側のスイッチング素子の
ＯＮ時にはダイオードを介して、グランド側のスイッチ
ング素子のＯＦＦ時には、グランド側のスイッチング素
子のＯＮ時に充電した平滑コンデンサからの放電で行な
い、また、請求項２の発明と同様に、高圧側のスイッチ
ング素子の駆動回路への駆動信号の伝達を、グランド側
のスイッチング素子のＯＮ時にダイオードを介して遅延
回路に低圧信号のままで駆動信号を供給し、遅延回路で
高圧側のスイッチング素子がＯＮすべき時間まで駆動信
号を遅延させることで実現している。
明と同様に、低圧直流電源により、電源ラインが直流高
電圧電位とグランド電位とで交互に変わる高圧側の駆動
回路への電力供給を、グランド側のスイッチング素子の
ＯＮ時にはダイオードを介して、グランド側のスイッチ
ング素子のＯＦＦ時には、グランド側のスイッチング素
子のＯＮ時に充電した平滑コンデンサからの放電で行な
い、また、請求項２の発明と同様に、高圧側のスイッチ
ング素子の駆動回路への駆動信号の伝達を、グランド側
のスイッチング素子のＯＮ時にダイオードを介して遅延
回路に低圧信号のままで駆動信号を供給し、遅延回路で
高圧側のスイッチング素子がＯＮすべき時間まで駆動信
号を遅延させることで実現している。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。図
１は本発明の高圧電源装置の一実施例を示す図である。
本実施例は、図１０に示す装置における電池に代えて、
ＮＰＮトランジスタからなる２個のスイッチング素子の
間に接続されている電源ラインと低圧直流電源との間に
ダイオード２０を接続し、また、前記電源ラインに平滑
コンデンサを設けたものである。低圧直流電源７、高圧
直流電源８とも正極性であり、ダイオードはグランド側
のスイッチング素子２がＯＮの時に導通する向きに接続
されている。次に、図２を参照して図１の高圧電源装置
の動作を説明する。なお、図２におけるＡ〜Ｅの波形
は、図１のＡ〜Ｅ部における波形を表している。図１に
おいて、低圧側の駆動回路４への電力供給は、図１０に
示したものと同様で、低圧直流電源７により行われる。
高圧側のスイッチング素子駆動回路３への電力供給は、
図２に示す（ア）の区間と（イ）の区間の繰り返しによ
って成り立っている。〔（ア）の区間〕 Ｂ電圧によりグランド側のスイッチン
グ素子２がＯＮすることで、高圧側のスイッチング素子
駆動回路３の電源ラインの一方（２個のスイッチング素
子の間に接続されているライン）の電位が低圧直流電源
７の電位より低くなる為、ダイオード２０がＯＮし、Ｄ
電流が流れる。したがって、［低圧直流電源７→ダイオ
ード２０→高圧側のスイッチング素子駆動回路３→グラ
ンド］の電流ルートで電力供給がなされる。また、［低
圧直流電源７→ダイオード２０→平滑コンデンサ６→グ
ランド］の電流ルートで平滑コンデンサの充電がなされ
る（Ｅ電圧）。
１は本発明の高圧電源装置の一実施例を示す図である。
本実施例は、図１０に示す装置における電池に代えて、
ＮＰＮトランジスタからなる２個のスイッチング素子の
間に接続されている電源ラインと低圧直流電源との間に
ダイオード２０を接続し、また、前記電源ラインに平滑
コンデンサを設けたものである。低圧直流電源７、高圧
直流電源８とも正極性であり、ダイオードはグランド側
のスイッチング素子２がＯＮの時に導通する向きに接続
されている。次に、図２を参照して図１の高圧電源装置
の動作を説明する。なお、図２におけるＡ〜Ｅの波形
は、図１のＡ〜Ｅ部における波形を表している。図１に
おいて、低圧側の駆動回路４への電力供給は、図１０に
示したものと同様で、低圧直流電源７により行われる。
高圧側のスイッチング素子駆動回路３への電力供給は、
図２に示す（ア）の区間と（イ）の区間の繰り返しによ
って成り立っている。〔（ア）の区間〕 Ｂ電圧によりグランド側のスイッチン
グ素子２がＯＮすることで、高圧側のスイッチング素子
駆動回路３の電源ラインの一方（２個のスイッチング素
子の間に接続されているライン）の電位が低圧直流電源
７の電位より低くなる為、ダイオード２０がＯＮし、Ｄ
電流が流れる。したがって、［低圧直流電源７→ダイオ
ード２０→高圧側のスイッチング素子駆動回路３→グラ
ンド］の電流ルートで電力供給がなされる。また、［低
圧直流電源７→ダイオード２０→平滑コンデンサ６→グ
ランド］の電流ルートで平滑コンデンサの充電がなされ
る（Ｅ電圧）。
【０００８】〔（イ）の区間〕Ｂ電圧によりグランド側
のスイッチング素子がＯＦＦとなる為、（ア）の区間の
電流ルートが断たれ、低圧直流電源７からの電力供給は
なくなる。このとき、（ア）の区間で充電された平滑コ
ンデンサ（（Ｅ）電圧）の放電により［平滑コンデンサ
６→高圧側のスイッチング素子駆動回路３］の電流ルー
トで電力供給がされる。
のスイッチング素子がＯＦＦとなる為、（ア）の区間の
電流ルートが断たれ、低圧直流電源７からの電力供給は
なくなる。このとき、（ア）の区間で充電された平滑コ
ンデンサ（（Ｅ）電圧）の放電により［平滑コンデンサ
６→高圧側のスイッチング素子駆動回路３］の電流ルー
トで電力供給がされる。
【０００９】途中でＡ電圧により高圧側のスイッチング
素子１がＯＮし、高圧側のスイッチング素子駆動回路３
の電源ラインは高圧直流電源８により直流高圧電位とな
るが、ダイオード２０にかかる電圧は逆方向電圧となる
ためカットオフし、高圧直流電源８から低圧直流電源７
への電流流入を防ぐ為、［平滑コンデンサ６→高圧側の
スイッチング素子駆動回路３］の電流ルートは影響を受
けず、電力供給に支障は起きない。このように本実施例
によれば、高圧側駆動回路への電力供給を、低圧直流電
源７により行うことが可能となる。
素子１がＯＮし、高圧側のスイッチング素子駆動回路３
の電源ラインは高圧直流電源８により直流高圧電位とな
るが、ダイオード２０にかかる電圧は逆方向電圧となる
ためカットオフし、高圧直流電源８から低圧直流電源７
への電流流入を防ぐ為、［平滑コンデンサ６→高圧側の
スイッチング素子駆動回路３］の電流ルートは影響を受
けず、電力供給に支障は起きない。このように本実施例
によれば、高圧側駆動回路への電力供給を、低圧直流電
源７により行うことが可能となる。
【００１０】なお、図１の基本構成では、低圧直流電源
７、高圧直流電源とも正極性であるが、本発明はこれら
の極性に限定されるものではない。図３は低圧直流電源
７、高圧直流電源８を負極性とし、ダイオードの向きを
逆にし、スイッチング素子をＰＮＰトランジスタにした
変形例を示している。電流の流れる向きが逆になる以外
は基本的に図１と同じである。図３においては、グラン
ド側のスイッチング素子２がＯＮしたとき、高圧側のス
イッチング素子駆動回路３の電源ラインの電位が低圧直
流電源７の電位より高くなる為、ダイオード２０がＯＮ
し、［低圧直流電源７→グランド→高圧側のスイッチン
グ素子駆動回路３→ダイオード２０］の電流ルートで電
力供給がなされる。また、［低圧直流電源７→グランド
→平滑コンデンサ６→ダイオード２０］の電流ルートで
平滑コンデンサの充電がなされる。
７、高圧直流電源とも正極性であるが、本発明はこれら
の極性に限定されるものではない。図３は低圧直流電源
７、高圧直流電源８を負極性とし、ダイオードの向きを
逆にし、スイッチング素子をＰＮＰトランジスタにした
変形例を示している。電流の流れる向きが逆になる以外
は基本的に図１と同じである。図３においては、グラン
ド側のスイッチング素子２がＯＮしたとき、高圧側のス
イッチング素子駆動回路３の電源ラインの電位が低圧直
流電源７の電位より高くなる為、ダイオード２０がＯＮ
し、［低圧直流電源７→グランド→高圧側のスイッチン
グ素子駆動回路３→ダイオード２０］の電流ルートで電
力供給がなされる。また、［低圧直流電源７→グランド
→平滑コンデンサ６→ダイオード２０］の電流ルートで
平滑コンデンサの充電がなされる。
【００１１】また、グランド側のスイッチング素子２が
ＯＦＦとなったときは、低圧直流電源７からの電力供給
はなくなり、このとき、平滑コンデンサ６の放電により
［平滑コンデンサ６→高圧側のスイッチング素子駆動回
路３］の電流ルートで電力供給がされる。
ＯＦＦとなったときは、低圧直流電源７からの電力供給
はなくなり、このとき、平滑コンデンサ６の放電により
［平滑コンデンサ６→高圧側のスイッチング素子駆動回
路３］の電流ルートで電力供給がされる。
【００１２】途中で高圧側のスイッチング素子１がＯＮ
すると、高圧側のスイッチング素子駆動回路３の電源ラ
インは高圧直流電源８により直流高圧負電位となるが、
ダイオード２０にかかる電圧は逆方向電圧となるためカ
ットオフし、［平滑コンデンサ６→高圧側のスイッチン
グ素子駆動回路３］の電流ルートは影響を受けず、電力
供給に支障は起きない。
すると、高圧側のスイッチング素子駆動回路３の電源ラ
インは高圧直流電源８により直流高圧負電位となるが、
ダイオード２０にかかる電圧は逆方向電圧となるためカ
ットオフし、［平滑コンデンサ６→高圧側のスイッチン
グ素子駆動回路３］の電流ルートは影響を受けず、電力
供給に支障は起きない。
【００１３】また、図４は低圧直流電源を正極性にした
点、グランド側のスイッチング素子２がＯＮのとき、高
圧側のスイッチング素子駆動回路３の電力供給と平滑コ
ンデンサ６の充電の回路が成り立つよう、グランド側ス
イッチング素子２とグランドの間に低圧直流電源２１を
追加した点のみ図３のものと相違している。図４におい
て、例えば、低圧直流電源７を１２Ｖとしたとき、低圧
直流電源２１は２４Ｖとする。そのため、グランド側の
スイッチング素子２がＯＮしたとき、高圧側のスイッチ
ング素子駆動回路３の電源ラインの電位が低圧直流電源
７の電位より高くなる為、ダイオード２０がＯＮし、
［低圧直流電源２１→高圧側のスイッチング素子駆動回
路３→ダイオード２０→低圧直流電源７→グランド］の
電流ルートで電力供給がなされる。また、［低圧直流電
源２１→平滑コンデンサ６→ダイオード２０→低圧直流
電源７→グランド］の電流ルートで平滑コンデンサの充
電がなされる。
点、グランド側のスイッチング素子２がＯＮのとき、高
圧側のスイッチング素子駆動回路３の電力供給と平滑コ
ンデンサ６の充電の回路が成り立つよう、グランド側ス
イッチング素子２とグランドの間に低圧直流電源２１を
追加した点のみ図３のものと相違している。図４におい
て、例えば、低圧直流電源７を１２Ｖとしたとき、低圧
直流電源２１は２４Ｖとする。そのため、グランド側の
スイッチング素子２がＯＮしたとき、高圧側のスイッチ
ング素子駆動回路３の電源ラインの電位が低圧直流電源
７の電位より高くなる為、ダイオード２０がＯＮし、
［低圧直流電源２１→高圧側のスイッチング素子駆動回
路３→ダイオード２０→低圧直流電源７→グランド］の
電流ルートで電力供給がなされる。また、［低圧直流電
源２１→平滑コンデンサ６→ダイオード２０→低圧直流
電源７→グランド］の電流ルートで平滑コンデンサの充
電がなされる。
【００１４】また、グランド側のスイッチング素子２が
ＯＦＦとなったときは、低圧直流電源２１からの電力供
給はなくなり、このとき、平滑コンデンサ６の放電によ
り［平滑コンデンサ６→高圧側のスイッチング素子駆動
回路３］の電流ルートで電力供給がされる。
ＯＦＦとなったときは、低圧直流電源２１からの電力供
給はなくなり、このとき、平滑コンデンサ６の放電によ
り［平滑コンデンサ６→高圧側のスイッチング素子駆動
回路３］の電流ルートで電力供給がされる。
【００１５】途中で高圧側のスイッチング素子１がＯＮ
すると、高圧側のスイッチング素子駆動回路３の電源ラ
インは高圧直流電源８により直流高圧負電位となるが、
ダイオード２０にかかる電圧は逆方向電圧となるためカ
ットオフし、［平滑コンデンサ６→高圧側のスイッチン
グ素子駆動回路３］の電流ルートは影響を受けず、電力
供給に支障は起きない。
すると、高圧側のスイッチング素子駆動回路３の電源ラ
インは高圧直流電源８により直流高圧負電位となるが、
ダイオード２０にかかる電圧は逆方向電圧となるためカ
ットオフし、［平滑コンデンサ６→高圧側のスイッチン
グ素子駆動回路３］の電流ルートは影響を受けず、電力
供給に支障は起きない。
【００１６】図５は本発明の他の実施例の構成を示すブ
ロック図である。図中、図１と同じ参照番号は同一内容
を示している。なお、２２はダイオード、２３は遅延回
路である。本実施例は、電源ラインが直流高圧電位とグ
ランド電位とに交互に変わったとき、高圧駆動回路への
駆動信号の供給を低圧のままで行ない、駆動信号発生側
と直流高圧電位とを絶縁するようにしたものである。図
５の動作について、図６の波形図を参照して説明する。
図６において、駆動回路３、４からのＡ電圧、Ｂ電圧に
よりそれぞれスイッチング素子１、２がＯＮし、電源ラ
インが直流高圧電位とグランド電位とに交互に変わり、
Ｃ電圧の出力（高圧矩形波交流電圧）が得られる点は前
述した実施例と同様である。高圧側の駆動信号（Ｆ電圧
信号）は、Ｂ電圧によりグランド側のスイッチング素子
２がＯＮしているとき、即ち、Ｆ電圧が低圧信号でもダ
イオード２２がＯＮし、遅延回路２３への信号伝達可能
なときに出される。このため低圧信号のままで駆動信号
が伝達される。この信号を遅延回路２３でＧ電圧のよう
に高圧側のスイッチング素子１がＯＮすべき時間まで遅
延させ、駆動回路３へ供給している。そして、高圧側の
スイッチング素子１がＯＮしている時は、ダイオード２
２がカットオフして、駆動信号発生側との絶縁は保たれ
る。
ロック図である。図中、図１と同じ参照番号は同一内容
を示している。なお、２２はダイオード、２３は遅延回
路である。本実施例は、電源ラインが直流高圧電位とグ
ランド電位とに交互に変わったとき、高圧駆動回路への
駆動信号の供給を低圧のままで行ない、駆動信号発生側
と直流高圧電位とを絶縁するようにしたものである。図
５の動作について、図６の波形図を参照して説明する。
図６において、駆動回路３、４からのＡ電圧、Ｂ電圧に
よりそれぞれスイッチング素子１、２がＯＮし、電源ラ
インが直流高圧電位とグランド電位とに交互に変わり、
Ｃ電圧の出力（高圧矩形波交流電圧）が得られる点は前
述した実施例と同様である。高圧側の駆動信号（Ｆ電圧
信号）は、Ｂ電圧によりグランド側のスイッチング素子
２がＯＮしているとき、即ち、Ｆ電圧が低圧信号でもダ
イオード２２がＯＮし、遅延回路２３への信号伝達可能
なときに出される。このため低圧信号のままで駆動信号
が伝達される。この信号を遅延回路２３でＧ電圧のよう
に高圧側のスイッチング素子１がＯＮすべき時間まで遅
延させ、駆動回路３へ供給している。そして、高圧側の
スイッチング素子１がＯＮしている時は、ダイオード２
２がカットオフして、駆動信号発生側との絶縁は保たれ
る。
【００１７】図５に示した実施例は、高圧側スイッチン
グ素子の駆動信号の幅がグランド側スイッチング素子の
駆動信号の幅より小さい場合だが、幅が同じでよい時の
変形例について図７により説明する。高圧側駆動信号の
幅とグランド側駆動信号の幅が同じでよい場合というの
は、出力の矩形波のデューティ比が５０％のとき、或い
は出力の矩形波のデューティ比が５０％でなくても、負
荷が容量性であるために駆動信号の幅が出力の矩形波の
幅より小さくても影響がなく、駆動信号の幅を同じにで
きる場合である。図７においては、高圧側と低圧側の駆
動信号を共通にし、高圧側へはダイオード２２を通して
共通の駆動信号を加えるようにした点のみ図５のものと
相違している。
グ素子の駆動信号の幅がグランド側スイッチング素子の
駆動信号の幅より小さい場合だが、幅が同じでよい時の
変形例について図７により説明する。高圧側駆動信号の
幅とグランド側駆動信号の幅が同じでよい場合というの
は、出力の矩形波のデューティ比が５０％のとき、或い
は出力の矩形波のデューティ比が５０％でなくても、負
荷が容量性であるために駆動信号の幅が出力の矩形波の
幅より小さくても影響がなく、駆動信号の幅を同じにで
きる場合である。図７においては、高圧側と低圧側の駆
動信号を共通にし、高圧側へはダイオード２２を通して
共通の駆動信号を加えるようにした点のみ図５のものと
相違している。
【００１８】図８に高圧側スイッチング素子の駆動信号
の幅がグランド側スイッチング素子の駆動信号の幅より
大きい場合の変形例を示す。この場合はグランド側スイ
ッチング素子のＯＮ時間内に高圧側スイッチング素子の
駆動信号の幅がおさまらない為、遅延回路２３にタイミ
ングパルスを供給し、遅延回路２３から供給される信号
をトリガとして単安定マルチバイブレータ２４で必要な
駆動信号の幅を生成すればよい。
の幅がグランド側スイッチング素子の駆動信号の幅より
大きい場合の変形例を示す。この場合はグランド側スイ
ッチング素子のＯＮ時間内に高圧側スイッチング素子の
駆動信号の幅がおさまらない為、遅延回路２３にタイミ
ングパルスを供給し、遅延回路２３から供給される信号
をトリガとして単安定マルチバイブレータ２４で必要な
駆動信号の幅を生成すればよい。
【００１９】図５〜図８の例では高圧側の駆動回路の電
源はフローティングさせており、高圧側の駆動回路への
電力供給に難点がある。そこで、図５〜図８のものを、
図１〜図４で示したようなものと組み合わせて高圧側の
駆動回路への電力供給の点も改善した例について図９に
より説明する。図９は図４と図７を組み合わせた例であ
る。ただし、高圧直流電源の極性が図７のものと逆極性
であるので、スイッチング素子はＰＮＰトランジスタを
使用し、ダイオード２２も逆向きに接続されている。本
実施例においては、共通の駆動信号の一方をダイオード
２２、遅延回路２３を介して駆動回路３に供給するよう
にし、図４の場合と同様に、例えば低圧直流電源７は１
２Ｖ、低圧直流電源２１は２４Ｖとし、低圧直流電源２
１により駆動回路３の電力供給、平滑回路６の充電を行
うようにしている。本実施例では、高圧側の駆動回路３
への電力供給を、グランド側のスイッチング素子２のＯ
Ｎ時にダイオード２０を介して低圧直流電源２１で行
い、グランド側のスイッチング素子２のＯＦＦ時にグラ
ンド側のスイッチング素子のＯＮ時に充電した平滑コン
デンサ６からの放電で行なうことができる。また、高圧
側の駆動回路３への駆動信号の伝達は、グランド側のス
イッチング素子２のＯＮ時にダイオード２２を介して遅
延回路２３に低圧信号のままで駆動信号を供給し、遅延
回路２３で高圧側のスイッチング素子がＯＮすべき時間
まで駆動信号を遅延させて行われる。なお、図９におい
ては、高圧直流電源を負極性としているが、もちろんこ
れは正極性としてもよく、その場合にはスイッチング素
子としてはＮＰＮトランジスタを使用し、ダイオード２
０、２２の向きを逆にし、低圧直流電源２１を除くよう
にすればよい。
源はフローティングさせており、高圧側の駆動回路への
電力供給に難点がある。そこで、図５〜図８のものを、
図１〜図４で示したようなものと組み合わせて高圧側の
駆動回路への電力供給の点も改善した例について図９に
より説明する。図９は図４と図７を組み合わせた例であ
る。ただし、高圧直流電源の極性が図７のものと逆極性
であるので、スイッチング素子はＰＮＰトランジスタを
使用し、ダイオード２２も逆向きに接続されている。本
実施例においては、共通の駆動信号の一方をダイオード
２２、遅延回路２３を介して駆動回路３に供給するよう
にし、図４の場合と同様に、例えば低圧直流電源７は１
２Ｖ、低圧直流電源２１は２４Ｖとし、低圧直流電源２
１により駆動回路３の電力供給、平滑回路６の充電を行
うようにしている。本実施例では、高圧側の駆動回路３
への電力供給を、グランド側のスイッチング素子２のＯ
Ｎ時にダイオード２０を介して低圧直流電源２１で行
い、グランド側のスイッチング素子２のＯＦＦ時にグラ
ンド側のスイッチング素子のＯＮ時に充電した平滑コン
デンサ６からの放電で行なうことができる。また、高圧
側の駆動回路３への駆動信号の伝達は、グランド側のス
イッチング素子２のＯＮ時にダイオード２２を介して遅
延回路２３に低圧信号のままで駆動信号を供給し、遅延
回路２３で高圧側のスイッチング素子がＯＮすべき時間
まで駆動信号を遅延させて行われる。なお、図９におい
ては、高圧直流電源を負極性としているが、もちろんこ
れは正極性としてもよく、その場合にはスイッチング素
子としてはＮＰＮトランジスタを使用し、ダイオード２
０、２２の向きを逆にし、低圧直流電源２１を除くよう
にすればよい。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高圧直流
電源とグランド間に直列に接続した２個のスイッチング
素子の交互の駆動により、２個のスイッチング素子接続
点より高圧矩形波交流電圧を発生させるようにした高圧
電源装置において、電源ラインが直流高電圧電位とグラ
ンド電位とで交互に変わる高圧側の駆動回路への電力供
給を、低圧直流電源から行うことができ、また、高圧側
の駆動回路への駆動信号の伝達を、低圧信号のままで行
うことが可能となり、絶縁トランスやフォトカプラを使
用せず、簡単な構成で高圧矩形波交流電圧を発生するこ
とができ、低コスト化、低消費電力化を図り、また高周
波化への対応も可能となる。
電源とグランド間に直列に接続した２個のスイッチング
素子の交互の駆動により、２個のスイッチング素子接続
点より高圧矩形波交流電圧を発生させるようにした高圧
電源装置において、電源ラインが直流高電圧電位とグラ
ンド電位とで交互に変わる高圧側の駆動回路への電力供
給を、低圧直流電源から行うことができ、また、高圧側
の駆動回路への駆動信号の伝達を、低圧信号のままで行
うことが可能となり、絶縁トランスやフォトカプラを使
用せず、簡単な構成で高圧矩形波交流電圧を発生するこ
とができ、低コスト化、低消費電力化を図り、また高周
波化への対応も可能となる。
【図１】 高圧側駆動回路をフローティングさせないよ
うにした本発明の一実施例を示す図である。
うにした本発明の一実施例を示す図である。
【図２】 図１の装置の各部波形を示す図である。
【図３】 図１の変形例を示す図である。
【図４】 図１の変形例を示す図である。
【図５】 駆動信号発生側を電源ラインの高電位から絶
縁するようにした本発明の他の実施例を示す図である。
縁するようにした本発明の他の実施例を示す図である。
【図６】 図５の装置の各部波形を示す図である。
【図７】 図５の変形例を示す図である。
【図８】 図５の変形例を示す図である。
【図９】 図４と図７を組み合わせた例を示す図であ
る。
る。
【図１０】 従来の高圧電源装置の例を示す図である。
【図１１】 高圧側駆動回路への電力供給を図１０の電
池に代えて絶縁トランスにより行うようにした例を示す
図である。
池に代えて絶縁トランスにより行うようにした例を示す
図である。
【図１２】 駆動信号と高圧側駆動回路との絶縁にフォ
トカプラを使用した従来の高圧電源装置の例を示す図で
ある。
トカプラを使用した従来の高圧電源装置の例を示す図で
ある。
１，２…スイッチング素子、３，４…駆動回路、５…電
池、６…平滑コンデンサ、７…低圧直流電源、８…高圧
直流電源、９…直流重畳用高圧直流電源、２０…ダイオ
ード、２１…低圧直流電源、２２…ダイオード、２３…
遅延回路、２４…単安定マルチバイブレータ。
池、６…平滑コンデンサ、７…低圧直流電源、８…高圧
直流電源、９…直流重畳用高圧直流電源、２０…ダイオ
ード、２１…低圧直流電源、２２…ダイオード、２３…
遅延回路、２４…単安定マルチバイブレータ。
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
H02M 7/42 - 7/98
Claims (2)
- 【請求項１】 高圧直流電源とグランド間に直列に接続
した２個のスイッチング素子と、２個のスイッチング素
子の各々を駆動する高圧側駆動回路及び低圧側駆動回路
とを備え、２個のスイッチング素子の交互の駆動によ
り、２個のスイッチング素子接続点より高圧矩形波交流
電圧を発生させるようにした高圧電源装置において、 高圧側駆動回路へ供給する駆動信号を遅延させるための
遅延回路と、遅延回路と駆動信号発生側との間に接続さ
れたダイオードとを備え、高圧側駆動回路の電源ライン
の一方を２個のスイッチング素子の接続点に接続し、前
記ダイオードはグランド側のスイッチング素子のＯＮ時
に導通する向きに接続されていることを特徴とする高圧
電源装置。 - 【請求項２】 高圧直流電源とグランド間に直列に接続
した２個のスイッチング素子と、２個のスイッチング素
子の各々を駆動する高圧側駆動回路及び低圧側駆動回路
とを備え、２個のスイッチング素子の交互の駆動によ
り、２個のスイッチング素子接続点より高圧矩形波交流
電圧を発生させるようにした高圧電源装置において、 一方をグランドとした低圧側駆動回路の電源ライン間に
接続された低圧直流電源と、高圧側駆動回路の電源ライ
ン間に接続された平滑コンデンサと、高圧側駆動回路の
電源ラインの一方と低圧直流電源との間に接続されたダ
イオードと、高圧側駆動回路へ供給する駆動信号を遅延
させるための遅延回路と、遅延回路と駆動信号発生側と
の間に接続されたダイオードとを備え、高圧側駆動回路
の電源ラインの他方を２個のスイッチング素子の接続点
に接続し、前記各ダイオードはグランド側のスイッチン
グ素子のＯＮ時に導通する向きに接続されていることを
特徴とする高圧電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07862094A JP3523902B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 高圧電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07862094A JP3523902B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 高圧電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07287620A JPH07287620A (ja) | 1995-10-31 |
| JP3523902B2 true JP3523902B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=13666940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07862094A Expired - Fee Related JP3523902B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 高圧電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3523902B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3937831B2 (ja) | 2001-12-18 | 2007-06-27 | 富士ゼロックス株式会社 | 電源装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP5354370B2 (ja) * | 2009-09-14 | 2013-11-27 | 株式会社リコー | 現像装置及び画像形成装置 |
| JP5618195B2 (ja) * | 2010-09-10 | 2014-11-05 | 株式会社リコー | 現像装置、及び画像形成装置 |
| CN108762359B (zh) * | 2017-12-29 | 2019-11-01 | 北京智芯微电子科技有限公司 | 高电源抑制比的超低功耗电源结构 |
-
1994
- 1994-04-18 JP JP07862094A patent/JP3523902B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07287620A (ja) | 1995-10-31 |
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