JP4516540B2 - 高電圧発生装置,高電圧発生方法,asicチップおよび画像形成装置 - Google Patents
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Description
110 発振器
200 第1デジタル制御部
270 第1スイッチ部
300 第2デジタル制御部
370 第2スイッチ部
400 第3デジタル制御部
470 第3スイッチ部
500 第4デジタル制御部
570 第4スイッチ部
600 ASICチップ
700 第1出力部
Claims (16)
- 接続された電圧変圧器の1方側コイルに流れる電流を遮断することによって、前記電圧変圧器の2方側コイルに誘起される電圧を制御する少なくとも1つのスイッチ部と、
印加される制御データに応じて、前記スイッチ部の遮断動作を制御するデジタル制御部とを含み、
前記デジタル制御部は、前記スイッチ部で前記遮断動作のためのスイッチング素子の共振電圧が最小となる時点に対応して同期信号を発生する周波数調節部と、
前記電圧変圧器の前記2方側コイルの出力電圧に対応する帰還信号と、前記制御データに応じて決定される基準電圧との比較結果に基づいて、前記スイッチ部の遮断動作の周期を調整し、前記同期信号に対応して前記遮断動作を行う電圧調節部とを含み、
前記スイッチ部は、MOSFET(Metal−Oxide Semiconductor Field−Effect Transistor)を前記遮断動作のためのスイッチング素子として使用し、
前記周波数調節部は、前記スイッチング素子として使用されるMOSFETのドレインソース間の電圧をフィードバック信号として入力し該フィードバック信号を所定の基準値を基準にしてゼロ交差(ZeroCrossing)状態を比較検出する比較部と、
オシレータからのクロック信号の入力により動作し、前記比較部からゼロ交差状態が検出された時から次回のゼロ交差状態が検出される時までのクロックをカウントするカウンタと、
前記カウンタでカウントされた結果を参照して、ゼロ交差状態が検出された時点の間の中間時点を検出するセンタ検出器と、
前記検出された中間時点を受信し、それに応じてMOSFETのドレインソース間の電圧が最低になって損失を最小化することのできる最適のスイッチング時間を示す同期信号を発生する位相同期信号発生部とを含むことを特徴とする高電圧発生装置。 - 所定方式の通信インタフェース方式に応じて、外部にて印加される前記制御データを前記デジタル制御部に提供するデジタルインタフェース部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の高電圧発生装置。
- 前記スイッチ部、前記デジタルインタフェース部、および前記デジタル制御部は1つのチップ内に実現されることを特徴とする請求項2に記載の高電圧発生装置。
- 前記デジタルインタフェース部は、前記制御データがPWM(Pulse Width Modulation)形態のデータである場合、デジタル形式のデータに変換して前記デジタル制御部に提供することを特徴とする請求項2または3に記載の高電圧発生装置。
- 前記デジタル制御部が、前記電圧変圧器の前記2方側コイルの出力電圧に対応する信号を帰還信号として入力し、前記帰還信号に応じて前記スイッチ部の遮断する動作の周期を調整することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の高電圧発生装置。
- 前記所定方式は、SPI(Serial Peripheral Interface)、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)、およびI2C(Inter Integrated Circuit)のいずれか1つの方式であることを特徴とする請求項2に記載の高電圧発生装置。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の高電圧発生装置を用いた電圧を発生することを特徴とする画像形成装置。
- (a)所定方式の通信インタフェースを介して制御データを受信するステップと、
(b)受信した前記制御データに応じて、所定スイッチング素子のスイッチング動作を制御するステップと、
(c)前記スイッチング動作に応じて、接続された電圧変圧器の1方側コイルに流れる電流を遮断することによって、前記電圧変圧器の2方側コイルに誘起される電圧を制御するステップとを含み、
前記(c)ステップは、前記スイッチング素子の共振電圧が最小となる時点に対応して同期信号を発生する周波数調節ステップと、
前記電圧変圧器の前記2方側コイルの出力電圧に対応する帰還信号と、前記制御データに応じて決定される基準電圧との比較結果に基づいて、前記1方側コイルに流れる電流の遮断動作の周期を調整し、前記同期信号に対応して前記電流の遮断を行う電圧調節ステップとを含み、
前記周波数調節ステップは、前記スイッチング素子として使用されるMOSFETのドレインソース間の電圧をフィードバック信号として入力し該フィードバック信号を所定の基準値を基準にしてゼロ交差状態を比較検出するステップと、
オシレータからのクロック信号を用い前記ゼロ交差状態が検出された時から次回のゼロ交差状態が検出される時までのクロックをカウントするステップと、
前記カウントされた結果を参照して、ゼロ交差状態が検出された時点の間の中間時点を検出するステップと、
前記検出された中間時点に応じてMOSFETのドレインソース間の電圧が最低になって損失を最小化することのできる最適のスイッチング時間を示す同期信号を発生するステップとを含むことを特徴とする高電圧発生方法。 - (d)前記電圧変圧器の前記2方側コイルの出力電圧を帰還信号として入力し、前記帰還信号に応じて前記スイッチング動作の周期を調整するステップを更に含むことを特徴とする請求項8に記載の高電圧発生方法。
- 前記(a)ステップ乃至(d)ステップは1つのチップ内で実行されることを特徴とする請求項9に記載の高電圧発生方法。
- 前記所定方式は、PWM、SPI、UART、およびI2Cのいずれか1つの方式であることを特徴とする請求項8に記載の高電圧発生方法。
- 請求項8乃至11のいずれかに記載の高電圧発生方法を用いて電圧を発生することを特徴とする画像形成装置。
- 1つの半導体基板上に具現されるASIC(Application―Specific Integrated Circuit)チップであって、
接続された電圧変圧器の1方側コイルに流れる電流を遮断することによって、前記電圧変圧器の2方側コイルに誘起される電圧を制御する少なくとも1つのスイッチング素子と、
所定方式の通信インタフェースを提供するデジタルインタフェース部と、
前記デジタルインタフェース部を介して印加される制御データに応じて、前記スイッチング素子の遮断動作を制御するデジタル制御部とを含み、
前記デジタル制御部は、前記遮断動作のための前記スイッチング素子の共振電圧が最小となる時点に対応して同期信号を発生する周波数調節部と、
前記電圧変圧器の前記2方側コイルの出力電圧に対応する帰還信号と、前記制御データに応じて決定される基準電圧との比較結果に基づいて、前記スイッチ部の遮断動作の周期を調整し、前記同期信号に対応して前記遮断動作を行う電圧調節部とを含み、
前記周波数調節部は、前記スイッチング素子として使用されるMOSFETのドレインソース間の電圧をフィードバック信号として入力し該フィードバック信号を所定の基準値を基準にしてゼロ交差(ZeroCrossing)状態を比較検出する比較部と、
オシレータからのクロック信号の入力により動作し、前記比較部からゼロ交差状態が検出された時から次回のゼロ交差状態が検出される時までのクロックをカウントするカウンタと、
前記カウンタでカウントされた結果を参照して、ゼロ交差状態が検出された時点の間の中間時点を検出するセンタ検出器と、
前記検出された中間時点を受信し、それに応じてMOSFETのドレインソース間の電圧が最低になって損失を最小化することのできる最適のスイッチング時間を示す同期信号を発生する位相同期信号発生部とを含むことを特徴とするASICチップ。 - 前記電圧変圧器の前記2方側コイルの出力電圧を帰還信号として入力し、前記帰還信号に応じてスイッチ部の遮断動作の周期を調整するフィードバック回路部をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のASICチップ。
- 前記所定方式は、PWM、SPI、UART、およびI2Cのいずれか1つの方式であることを特徴とする請求項13または14に記載のASICチップ。
- 画像形成部と、
前記画像形成部に電圧供給のため1方側コイルおよび2方側コイルを含む電圧出力部と、
前記画像形成部と前記電圧出力部のうち少なくとも1つで制御データを受信し、前記制御データに応じて前記1方側コイルに流れる電流を遮断することによって、前記2方側コイルに誘起される電圧を生成する単一モノリシックチップ(Single Monolithic Chip)とを含み、
前記単一モノリシックチップは、前記制御データを受信し、受信した前記制御データに応じて基準電圧を提供するデジタルインタフェース部と、
前記電圧を出力するための少なくとも1つの高電圧チャネルとを含み、
前記高電圧チャネルは、前記デジタルインタフェース部から受信された前記基準電圧および前記電圧出力部から受信した帰還電圧の比較結果に応じて駆動信号を出力するデジタル制御部と、
前記デジタル制御部から駆動信号を受信し、受信した前記駆動信号に応じて前記1方側コイルに供給される電流を遮断する少なくとも1つのスイッチ部とを含み、
前記デジタル制御部は、前記スイッチ部に含まれるスイッチング素子の共振電圧が最小となる時点に対応して同期信号を発生する周波数調節部と、
前記基準電圧および前記帰還電圧を受信し、前記周波数調節部から前記同期信号を受信した時点に前記駆動信号を出力する電源制御部とを含み、
前記スイッチ部は、MOSFETを前記遮断動作のためのスイッチング素子として使用し、
前記周波数調節部は、前記スイッチング素子として使用されるMOSFETのドレインソース間の電圧をフィードバック信号として入力し該フィードバック信号を所定の基準値を基準にしてゼロ交差状態を比較検出する比較部と、
オシレータからのクロック信号の入力により動作し、前記比較部からゼロ交差状態が検出された時から次回のゼロ交差状態が検出される時までのクロックをカウントするカウンタと、
前記カウンタでカウントされた結果を参照して、ゼロ交差状態が検出された時点の間の中間時点を検出するセンタ検出器と、
前記検出された中間時点を受信し、それに応じてMOSFETのドレインソース間の電圧が最低になって損失を最小化することのできる最適のスイッチング時間を示す同期信号を発生する位相同期信号発生部とを含むことを特徴とする画像形成装置。
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