JPH01206868A - Power source equipment - Google Patents

Power source equipment

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JPH01206868A
JPH01206868A JP2869288A JP2869288A JPH01206868A JP H01206868 A JPH01206868 A JP H01206868A JP 2869288 A JP2869288 A JP 2869288A JP 2869288 A JP2869288 A JP 2869288A JP H01206868 A JPH01206868 A JP H01206868A
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肇 本山
Joji Nagahira
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Abstract

PURPOSE:To reduce switching loss, by matching the ON/OFF timing of a switching means for driving the primary winding with resonance characteristic of a transformer in synchronization with the zero-cross point timing of flyback voltage. CONSTITUTION:In a power source system for a zerographic image forming machine, output from a commercial power source CP is rectified directly through a diode bridge and fed through a capacitor C3 to the primary winding T1 of a switching transformer T. The power supply is controlled by means of a MOSFET Q1 through a control IC Q2. Secondary windings T3-T7 are provided in the transformer T in order to feed power to respective loads. Output voltage form the winding T7 is detected through a voltage detecting circuit 6 and fed through a photo-coupler Q5 to the error amplifier 3 in the IC Q2. Oscillation frequency of an oscillator 2 is controlled by a transistor Q6 through external- mounted resistors R1, 2 and a capacitor C2. By such an arrangement, OFF interval of the FET Q1 can be matched with the resonant waveform of the transformer T.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電源装置、特に変圧器の1次巻線に印加する直
流電圧をスイッチング手段により断続することにより変
圧器の2次巻線に発生する交流をフライバックモードで
整流して負荷に給電する電源装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a power supply device, in particular, a DC voltage generated in the secondary winding of the transformer by switching on and off the DC voltage applied to the primary winding of the transformer. This invention relates to a power supply device that rectifies alternating current (AC) in flyback mode and supplies power to a load.

[従来の技術] 従来より、複写機、レーザビームプリンタなどの電子写
真方式の画像形成装置において、帯電器その他の負荷に
給電するための電圧共振型のスイッチングレギュレータ
が第9図のように構成されている。図において符号T2
はスイッチングトランスで、スイッチングトランスT2
の一次巻線には低圧の電S電圧Vccが供給される。こ
の−次側の電圧供給は巻線の一端および接地電位間に保
護用のダイオード105、共振用のコンデンサ106と
ともに接続されたスイッチングトランジスタ104によ
って制御される。スイッチングトランスT2の二次側の
出力は整流用のダイオード108を介して、あるいはそ
のまま負荷に供給される。
[Prior Art] Conventionally, in electrophotographic image forming apparatuses such as copying machines and laser beam printers, voltage resonance switching regulators for supplying power to chargers and other loads have been configured as shown in FIG. ing. In the figure, the symbol T2
is a switching transformer, switching transformer T2
A low voltage S voltage Vcc is supplied to the primary winding. This negative side voltage supply is controlled by a switching transistor 104 connected together with a protection diode 105 and a resonance capacitor 106 between one end of the winding and the ground potential. The output of the secondary side of the switching transformer T2 is supplied to the load via the rectifying diode 108 or as it is.

負荷電流は二次回路および接地間に接続された抵抗10
7の端子電圧として検出され、スイッチングトランジス
タ104の駆動用I CQ2にフィードバックされる。
The load current is measured by a resistor 10 connected between the secondary circuit and ground.
7 and is fed back to the driving ICQ2 of the switching transistor 104.

制御爪I CQ2は誤差増幅器103、発振器102お
よびPWM(パルス幅変調回路)101を有しており、
この制御用I CQ2によってスイッチングトランジス
タ104の駆動パルス幅を制御することによって負荷電
流が一定に制御される。
The control claw I CQ2 has an error amplifier 103, an oscillator 102, and a PWM (pulse width modulation circuit) 101.
The load current is controlled to be constant by controlling the drive pulse width of the switching transistor 104 using the control ICQ2.

[発明が解決門泰とする課題] ところが、上記の従来構造では、トランスのバラツキに
起因する共振周波数の変化により一次側の遮断時間が決
定されてしまうため、全ての製品でスイッチングロスが
ない最適な制御を行なうことができないという問題があ
る。
[Problems to be solved by the invention] However, in the conventional structure described above, the cut-off time on the primary side is determined by changes in the resonant frequency caused by variations in the transformer. There is a problem in that it is not possible to perform precise control.

また、スイッチング電源では負荷電流、負荷電圧を検出
し、これらを所望の値に変化させる、あるいは一定の値
に制御する駆動方式が用いられるが、このような制御の
際にもトランスの共振周波数の変化が生じるため、全て
の作動条件においてスイッチングロスを小さくすること
は困難である。
In addition, switching power supplies use a drive system that detects the load current and load voltage and changes them to desired values or controls them to a constant value. Due to the variations, it is difficult to reduce switching losses under all operating conditions.

本発明の課題は以上の問題を解決することである。The object of the present invention is to solve the above problems.

[課題を解決するための手段] 以上の課題を解決するために、本発明においては、変圧
器の1次巻線に印加する直流電圧をスイッチング手段に
より断続することにより変圧器の2次巻線に発生する交
流をフライバックモードで整流して負荷に給電する電源
装置において、前記変圧器に発生するフライバック電圧
のゼロクロスタイミングを検出する手段と、この検出手
段によりフライバック電圧のゼロクロスタイミングが検
出された際前記スイッチング手段の駆動パルスのエツジ
を強制的に早めるパルス制御手段を設けた構成を採用し
た。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, the DC voltage applied to the primary winding of the transformer is interrupted by a switching means, so that the secondary winding of the transformer is In a power supply device that rectifies alternating current generated in a transformer in a flyback mode to supply power to a load, the power supply device includes means for detecting a zero-crossing timing of a flyback voltage generated in the transformer, and a zero-crossing timing of the flyback voltage being detected by the detecting means. A configuration is adopted in which a pulse control means for forcibly advances the edge of the drive pulse of the switching means when the switching means is activated.

[作 用] 以上の構成によれば、フライバック電圧のゼロクロス点
のタイミングに同期して1次巻線を駆動するスイッチン
グ手段のオン/オフタイミングをトランスの共振特性に
適合させることができるので、部品のバラツキ、給電条
件の変化などがあっても常に小さなスイッチングロスに
より給電を行なうことができる。
[Function] According to the above configuration, the on/off timing of the switching means that drives the primary winding can be adapted to the resonance characteristics of the transformer in synchronization with the timing of the zero cross point of the flyback voltage. Even if there are variations in components or changes in power supply conditions, power can always be supplied with small switching loss.

[実施例] 以下、図面に示す実施例に基づき1本発明の詳細な説明
する。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.

第1図は本発明を採用した電子写真方式の画像形成装置
の電源系の回路図である0図において符号CPで示され
るものは商用電源で、商用電源CPの出力はブリッジダ
イオードなどで構成されるダイオードD4によって直接
整流され、コンデンサC3に入力される。コンデンサC
3の両端の電圧はスイッチングトランスTの一次巻線T
lに供給される。
FIG. 1 is a circuit diagram of the power supply system of an electrophotographic image forming apparatus that employs the present invention. In FIG. It is directly rectified by diode D4 and input to capacitor C3. Capacitor C
3 is the voltage across the primary winding T of the switching transformer T.
l is supplied.

この電源供給は前述の従来例と同様にMOSFETなど
から構成されたスイッチングトランジスタQ1によって
制御される。スイッチングトランジスタQ1のソース・
ドレイン間には保護用のダイオードD1と共振用のコン
デンサC1が接続されている。スイッチングトランジス
タQlのスイッチング制御は、婁婁考制御用ICQ2に
よって制御される。−次側の制御回路については後に詳
述する。
This power supply is controlled by a switching transistor Q1 composed of a MOSFET or the like as in the conventional example described above. The source of switching transistor Q1
A protection diode D1 and a resonance capacitor C1 are connected between the drains. Switching control of the switching transistor Ql is controlled by a control ICQ2. -The next-side control circuit will be explained in detail later.

スイッチングトランスTには二次巻線T3〜T7が設け
られており、それぞれ所定の負荷に給電を行なう。二次
巻線T3は原稿照明用のランプ7(蛍光灯)に給電する
もので、二次@線T3の出力交流は安定器L1を介して
ランプ7に供給される。ランプ7の光量制御は公知の点
灯制御部5によって制御される。二次巻線T3〜T7の
一端は共通に接地されている。
The switching transformer T is provided with secondary windings T3 to T7, each of which supplies power to a predetermined load. The secondary winding T3 supplies power to the lamp 7 (fluorescent lamp) for illuminating the document, and the output AC of the secondary @ wire T3 is supplied to the lamp 7 via the ballast L1. The light amount of the lamp 7 is controlled by a known lighting control section 5. One ends of the secondary windings T3 to T7 are commonly grounded.

二次・巻線T4〜T6にはそれぞれダイオードD5〜D
8、コンデンサ04〜C7による整流・平滑回路が接続
され、それぞれ所定の極性を持つ高圧を帯電器、現像器
などに供給する。
Diodes D5 to D are installed in the secondary windings T4 to T6, respectively.
8. A rectifying/smoothing circuit including capacitors 04 to C7 is connected, and supplies high voltage having a predetermined polarity to the charger, developer, etc., respectively.

また、二次巻線T7にはダイオードD8、コンデンサC
7から成る整流・平滑回路が接続され、この出力は24
Vのモータその他の低圧負荷に供給される。二次巻線T
7は中点が接地されており、反対側のフォワード巻線部
分にはダイオードDIO,コンデンサC8から成る整流
Φ平滑回路が接続され、これによって形成された5vの
出力はマイクロプロセッサなどの制御系に供給される、
この5vの出力のみフォワードモードの駆動で、他の巻
線は全てフライバックモードで駆動される。
In addition, a diode D8 and a capacitor C are connected to the secondary winding T7.
A rectifier/smoothing circuit consisting of 7 is connected, and this output is 24
Supplied to V motors and other low voltage loads. Secondary winding T
7 is grounded at its midpoint, and a rectifier Φ smoothing circuit consisting of a diode DIO and a capacitor C8 is connected to the forward winding section on the opposite side, and the 5V output formed by this is sent to a control system such as a microprocessor. supplied,
Only this 5V output is driven in forward mode, and all other windings are driven in flyback mode.

巻線T7の出力電圧は電圧検出回路6によって検出され
、この電圧に応じた光量でフォトカプラQ5のLEDが
点灯される。このLEDの電圧は5v出力から供給され
る。フォトカプラQ5の出力は制御用I CQ2のオペ
アンプから成る誤差増幅器3に入力される。この誤差増
幅器には所定の負荷電圧に相当するしきい値電圧が供給
され、その誤差出力は発振器2の出力とともにオペアン
プを構成するオペアンプ1に入力される。
The output voltage of the winding T7 is detected by the voltage detection circuit 6, and the LED of the photocoupler Q5 is turned on with the amount of light corresponding to this voltage. The voltage for this LED is supplied from the 5v output. The output of the photocoupler Q5 is input to an error amplifier 3 consisting of an operational amplifier of the control ICQ2. A threshold voltage corresponding to a predetermined load voltage is supplied to this error amplifier, and its error output is inputted together with the output of an oscillator 2 to an operational amplifier 1 forming an operational amplifier.

制御用ICQ2は電源部Pを内蔵しており、起動時には
抵抗R9を介してダイオードD4から給電を受ける。ス
イッチングトランスTの動作が安定すると、電源部Pに
は2次巻線T2から給電が行なわれる。2次巻線T2の
出力はダイオードD3、コンデンサC9によって整流会
平滑され、電源部Pに供給される。この際、この電源電
圧はツェナーダイオード11によって安定化される。
The control ICQ2 has a built-in power supply section P, and receives power from the diode D4 via the resistor R9 at startup. When the operation of the switching transformer T becomes stable, power is supplied to the power supply section P from the secondary winding T2. The output of the secondary winding T2 is rectified and smoothed by a diode D3 and a capacitor C9, and then supplied to the power supply section P. At this time, this power supply voltage is stabilized by the Zener diode 11.

先のフォトカプラQ5のフォトトランジスタはこの電源
部Pから給電される。
The phototransistor of the photocoupler Q5 mentioned above is supplied with power from this power supply section P.

発振器2の発振周波数はICに外付けされた抵抗R1、
R2およびコンデンサC2によって制御される。発振器
2の右下方に示した回路は時定数の制御によって発振周
波数を変化させる回路である。先の2次巻線T2の出力
はダイオードD2、抵抗R2を介してトランジスタQ3
のエミッタに入力される。このトランジスタQ3のベー
スはトランジスタQ4によって制御される。
The oscillation frequency of oscillator 2 is determined by a resistor R1 externally connected to the IC.
Controlled by R2 and capacitor C2. The circuit shown on the lower right side of the oscillator 2 is a circuit that changes the oscillation frequency by controlling the time constant. The output of the secondary winding T2 is connected to the transistor Q3 via the diode D2 and resistor R2.
is input to the emitter of The base of this transistor Q3 is controlled by transistor Q4.

すなわち、トランジスタQ3のエミッタとベースはバイ
アス用の抵抗R7によって結合され、トランジスタQ3
のベースはトランジスタQ4のコレクタに接続される。
That is, the emitter and base of transistor Q3 are coupled by bias resistor R7, and transistor Q3
The base of is connected to the collector of transistor Q4.

トランジスタQ3のコレクタおよびトランジスタQ4の
ベースは抵抗R8を介して一次側の共通電位に接続され
る。トランジスタQ4のエミッタはこの共通電位に接地
され、トランジスタQ4のベースは抵抗R4を介して制
御用I CQ2のオペアンプ1の出力と接続される。
The collector of transistor Q3 and the base of transistor Q4 are connected to a common potential on the primary side via a resistor R8. The emitter of transistor Q4 is grounded to this common potential, and the base of transistor Q4 is connected to the output of operational amplifier 1 of control ICQ2 via resistor R4.

トランジスタQ3のエミッタは抵抗R5を介してトラン
ジスタQ6のベースと接続されている。
The emitter of transistor Q3 is connected to the base of transistor Q6 via resistor R5.

トランジスタQ6のエミッタは一次側の共通電位に接続
される。トランジスタQ6はその導通度の変化によって
発振器2の発振周波数を決定する抵抗R1,R2の合成
抵抗を変化させるように働く 。
The emitter of transistor Q6 is connected to a common potential on the primary side. Transistor Q6 functions to change the combined resistance of resistors R1 and R2, which determines the oscillation frequency of oscillator 2, by changing its conductivity.

次に、以上の構成における動作について説明する。Next, the operation in the above configuration will be explained.

第1図の回路に商用交流電源CPから電源を供給すると
、抵抗R9を介して制御用ICQ2に電源が供給され、
スイッチングトランジスタQ1のスイッチングが開始さ
れ:各二次巻線に巻線比に応じて変圧された出力が得ら
れる0発振が安定すると制御用I CQ2は2次巻!i
T2から給電を受ける。二次巻線の構成は先に示したよ
うに、高圧出力のための2次巻線T3〜T6および24
V系の2次巻線T7はフライバックモードで制御される
。また、シーケンス制御のための2次巻線T7の5V側
はフォワードモードで制御される。このような構成によ
れば、スイッチングトランジスタQ1の発振デユーティ
比を制御することによって、各フライバック出力の電圧
を所望に制御することができるとともに、フォワードモ
ードの5v出力はこのPWM制御の影響を受けない。こ
れにより、例えば待機状態においては、シーケンス制御
系に影響を与えずに帯電器への高圧出力および抵抗7に
よる露光電圧を下げることが可能となる。
When power is supplied to the circuit shown in FIG. 1 from the commercial AC power supply CP, power is supplied to the control ICQ2 via the resistor R9.
Switching of the switching transistor Q1 is started: When the 0 oscillation is stabilized, an output transformed according to the winding ratio is obtained in each secondary winding, and the control IC Q2 is turned to the secondary winding! i
Receives power from T2. The configuration of the secondary winding is as shown above, with secondary windings T3 to T6 and 24 for high voltage output.
The V-system secondary winding T7 is controlled in flyback mode. Further, the 5V side of the secondary winding T7 for sequence control is controlled in forward mode. According to such a configuration, by controlling the oscillation duty ratio of the switching transistor Q1, the voltage of each flyback output can be controlled as desired, and the 5V output in the forward mode is not affected by this PWM control. do not have. Thereby, for example, in a standby state, it is possible to lower the high voltage output to the charger and the exposure voltage by the resistor 7 without affecting the sequence control system.

以上のように、フライバック出力を制御するとスイッチ
ングトランスTの共振周波数が変化するため、これを最
適制御しなければならない、第2図はこの動作を説明す
るもので、第1図の接続点a−eの電圧波形を示してい
る。すなわち、第2図は上段からそれぞれ発振器2の発
振波形、オペアンプ1の出力波形、トランスTのフライ
バック電圧波形、および制御用ICQ2内部で用いられ
るフライバック電圧のゼロクロス検出信号と発振器2の
発振周波数を切り換えるための制御信号を示している。
As mentioned above, controlling the flyback output changes the resonant frequency of the switching transformer T, so this must be optimally controlled. Figure 2 explains this operation, and connects the connection point a in Figure 1. -e voltage waveform is shown. That is, FIG. 2 shows, from the top, the oscillation waveform of the oscillator 2, the output waveform of the operational amplifier 1, the flyback voltage waveform of the transformer T, the zero-cross detection signal of the flyback voltage used inside the control ICQ2, and the oscillation frequency of the oscillator 2. The control signal for switching is shown.

接続点すの波形によってスイッチングトランジスタQl
が駆動されるが、スイッチングトランジスタQ1がオフ
となるとスイッチングトランスTの1次巻線TIとコン
デンサC1の共振によって接続点Cに第2図の3段目の
ようなフライバック電圧が発生する。また、ダイオード
D2の出力点dにはダイオードの極性および2次巻線T
2の極性かられかるようにフォワード電圧が発生するた
め、図示のような電圧波形が発生する。この波形はフラ
イバック電圧のゼロクロス点の検出信号として用いるこ
とができる。
The switching transistor Ql depends on the waveform at the connection point S.
is driven, but when the switching transistor Q1 is turned off, a flyback voltage as shown in the third stage of FIG. 2 is generated at the connection point C due to resonance between the primary winding TI of the switching transformer T and the capacitor C1. Also, the output point d of the diode D2 has the polarity of the diode and the secondary winding T.
Since a forward voltage is generated from the polarity of 2, a voltage waveform as shown in the figure is generated. This waveform can be used as a detection signal for the zero-crossing point of the flyback voltage.

トランジスタQ3.Q4は接続点す、dの信号によって
サイリスタ動作を行なうので、接続点e、すなわちトラ
ンジスタQ6のベースの波形は第2図最下段のように変
化する。トランジスタQ6は接続点eの信号が高レベル
となった際に導通し、同信号が低レベルでは遮断される
。これにより、発振器2の発振時定数が変化する0発信
機の周波数は抵抗R1,R2の合成抵抗に逆比例する場
合には、トランジスタQ6が導通すると発振周波数が低
くなり、遮断されると周波数は高くなる。このため、発
振器2の出力波形は第2図最上段のように変化する。
Transistor Q3. Since Q4 performs a thyristor operation based on the signals at connection points i and d, the waveform at connection point e, that is, the base of transistor Q6 changes as shown in the bottom row of FIG. The transistor Q6 becomes conductive when the signal at the connection point e becomes high level, and is cut off when the signal becomes low level. As a result, if the frequency of the 0 oscillator, in which the oscillation time constant of oscillator 2 changes, is inversely proportional to the combined resistance of resistors R1 and R2, when transistor Q6 is turned on, the oscillation frequency becomes low, and when transistor Q6 is turned off, the frequency decreases. It gets expensive. Therefore, the output waveform of the oscillator 2 changes as shown in the top row of FIG.

以上のようにして、フライバック電圧がoVとなると発
振器2の発振周波数が高く制御され、従って発振器2の
出力がオペアンプlのしきい値を通過するタイミングが
早くなる、すなわちスイッチングトランジスタQlのオ
ンタイミングを早めることができ、スイッチングトラン
ジスタQlのオフ期間をトランスの共振波形に近づける
ことができるため、スイッチングロスがない最適な制御
を行なうことが可能となる。従って、各負荷に効率のよ
い給電が行なえ、従来と同程度の電源容量を達成する場
合にはトランスを小型軽量化できる。
As described above, when the flyback voltage reaches oV, the oscillation frequency of the oscillator 2 is controlled to be high, and therefore the timing at which the output of the oscillator 2 passes the threshold of the operational amplifier l becomes earlier, that is, the on-timing of the switching transistor Ql. Since the off-period of the switching transistor Ql can be brought closer to the resonant waveform of the transformer, optimal control without switching loss can be performed. Therefore, efficient power can be supplied to each load, and the transformer can be made smaller and lighter when achieving the same power capacity as the conventional one.

以上の構成における制御用ICQ2の発振器2の発振周
波数を制御するために、第3図に示すような構成を用い
ることもできる。第3図は第1図の一部のみを示してお
り、第1図と異なっている点はトランジスタQ6のコレ
クタが直列接続された抵抗R1、R2の接続点に接続さ
れている点でQ6のコレクタ容量の影響を小さくするこ
とができ、発振器2の発振周波数を急速に変化させるこ
とができるため、より理想的な発振制御が可能となる。
In order to control the oscillation frequency of the oscillator 2 of the control ICQ 2 in the above configuration, a configuration as shown in FIG. 3 can also be used. Figure 3 shows only a part of Figure 1, and differs from Figure 1 in that the collector of transistor Q6 is connected to the connection point of series-connected resistors R1 and R2. Since the influence of the collector capacitance can be reduced and the oscillation frequency of the oscillator 2 can be rapidly changed, more ideal oscillation control is possible.

第4図〜第6図は論理回路を用いて第1図の発振器を構
成する場合に実施できる発振周波数制御のための構成を
示している。
4 to 6 show configurations for controlling the oscillation frequency that can be implemented when the oscillator of FIG. 1 is constructed using logic circuits.

第4図において符号502,503はコンパレータで、
それぞれの−および子端子は電源電圧Vccおよび接地
電位間に直列接続された抵抗R51−R53の接続点と
接続されている。コンパレータ502の出力はフリップ
フロップ501のリセット端子に、コンパレータ503
の出力はORゲート504に入力され、ORゲート50
4の出力はフリップフロップ501のセット端子に入力
されている。ORゲート504の一方の入力端子には第
1図の接続点eに得られる発振周波数切換信号が入力さ
れる。
In FIG. 4, numerals 502 and 503 are comparators,
Each - and child terminal is connected to a connection point of resistors R51-R53 connected in series between power supply voltage Vcc and ground potential. The output of the comparator 502 is connected to the reset terminal of the flip-flop 501 through the comparator 503.
The output of OR gate 504 is input to OR gate 504.
The output of 4 is input to the set terminal of flip-flop 501. The oscillation frequency switching signal obtained at the connection point e in FIG. 1 is input to one input terminal of the OR gate 504.

フリップフロップ501の出力はトランジスタ51のベ
ースに接続されている。トランジスタ51および52は
直列に電源電圧Vcc*接地電位間に接続され、トラン
ジスタ52のベースはベースとコレクタを接続されたト
ランジスタ53に接続されている。トランジスタ53の
エミッタは接地され、そのコレクタには抵抗R54を介
して電源電圧Vccが入力される。トランジスタ51.
52のエミッタ・コレクタ接続点は一端を接地されたコ
ンデンサC51の他端に接続されている。
The output of flip-flop 501 is connected to the base of transistor 51. Transistors 51 and 52 are connected in series between power supply voltage Vcc*ground potential, and the base of transistor 52 is connected to transistor 53 whose base and collector are connected. The emitter of transistor 53 is grounded, and the power supply voltage Vcc is input to its collector via resistor R54. Transistor 51.
The emitter-collector connection point 52 is connected to the other end of a capacitor C51 whose one end is grounded.

コンデンサC51のトランジスタとの接続点はコンパレ
ータ502.503の+および一入力端子に接続されて
いる。このような構成においては、フリップフロップ5
01のセット争リセットによってトランジスタ51.5
2を介してコンデンサC51の充放電が制御され、発振
動作が行なわれる。コンデンサC51の端子電圧が抵抗
R52の端子電圧よりも上昇するとフリップフロップが
リセットされ、コンデンサC51の放電が開始される。
The connection point of the capacitor C51 with the transistor is connected to the + and one input terminals of the comparators 502 and 503. In such a configuration, the flip-flop 5
Transistor 51.5 by reset of 01
The charging and discharging of the capacitor C51 is controlled via the capacitor C51, and an oscillation operation is performed. When the terminal voltage of capacitor C51 rises above the terminal voltage of resistor R52, the flip-flop is reset and discharge of capacitor C51 is started.

コンデンサC51の電位が抵抗R53で決定される電圧
よりも低下するとコンパレータ503によってフリップ
フロップ501がセットされてコンデンサC51の充電
が開始される0以上の繰り返しによって発振が行なわれ
る0発振周波数は抵抗R51〜R53およびコンデンサ
C51によって決定される。
When the potential of the capacitor C51 becomes lower than the voltage determined by the resistor R53, the flip-flop 501 is set by the comparator 503 and charging of the capacitor C51 is started.Oscillation is performed by repeating 0 or more.The 0 oscillation frequency is determined by the resistor R51~ Determined by R53 and capacitor C51.

また、ORゲート504に発振周波数切換信号eを入力
することによって、フリップフロップ501によって決
定される発振波形の立上りを早めることができる0本実
施例によれば、発振器の出力波形の立上りは時定数の変
化ではなく強制的に波形の立上りタイミングを早めるこ
とによって行なわれるため、第5図に示すように発振波
形を急激に立ち上げ、PWM出力波形の立上りタイミン
グをフライバック電圧のゼロクロス点により近づけるこ
とができる。これによって、先の実施例よりもスイッチ
ングトランジスタのオフ期間をトランスの共振波形によ
り近づけることができ、より理想的なスイッチングit
j制御が可能となる。
Furthermore, by inputting the oscillation frequency switching signal e to the OR gate 504, the rise of the oscillation waveform determined by the flip-flop 501 can be accelerated. This is done by forcibly advancing the rise timing of the waveform rather than by changing it, so as shown in Figure 5, the oscillation waveform is suddenly started, and the rise timing of the PWM output waveform is brought closer to the zero-crossing point of the flyback voltage. Can be done. As a result, the off-period of the switching transistor can be made closer to the resonance waveform of the transformer than in the previous embodiment, and more ideal switching it can be achieved.
j control becomes possible.

第4図の回路ではORゲート504を用いて発振周波数
の切換信号を入力しているが、第6図に示すようにトラ
ンジスタ64を介して入力してもよい、トランジスタ6
4のエミッタはコンデンサC51の出力点と接続され、
コレクタが電!IX電圧Vccに接続される0周波数切
換信号はトランジスタ゛64のベースに入力される。こ
のような構成によっても、第4図の場合と同等の動作が
可能である。
In the circuit shown in FIG. 4, the oscillation frequency switching signal is inputted using the OR gate 504, but it may also be inputted via the transistor 64 as shown in FIG.
The emitter of 4 is connected to the output point of capacitor C51,
The collector is electric! The zero frequency switching signal connected to the IX voltage Vcc is input to the base of transistor 64. Even with such a configuration, the same operation as in the case of FIG. 4 is possible.

また、第7図に示すようにトランジスタ51とフリップ
フロップ501の間にORゲー)704を設け、このO
Rゲート704を介して周波数切換信号を入力しても上
記と同様の効果を得られる。
Further, as shown in FIG. 7, an OR gate 704 is provided between the transistor 51 and the flip-flop 501, and this
Even if a frequency switching signal is input through the R gate 704, the same effect as described above can be obtained.

第1図では2次巻線T2の整流出力からフライバック電
圧のゼロクロス点を検出しているが、この部分の構成を
第8図に示すように変更することもできる。第8図では
2次巻線T2の一端は一次側の共通電位に接続され、他
端はコンデンサC92と接続されている。コンデンサC
92の出力側および共通電位間にはカソードを向い合わ
せに@統したダイオードD92とツェナーダイオードZ
D91が接続されている。このような構成によれば、コ
ンデンサC92とダイオードD92の接続点からスイッ
チングトランジスタQlのソースまたはドレインのドレ
イン電圧のゼロクロス点を検出することができ、この信
号を用いて上記と同様に周波数の切換制御を行なうこと
ができる。
In FIG. 1, the zero cross point of the flyback voltage is detected from the rectified output of the secondary winding T2, but the configuration of this part can also be changed as shown in FIG. 8. In FIG. 8, one end of the secondary winding T2 is connected to a common potential on the primary side, and the other end is connected to a capacitor C92. Capacitor C
A diode D92 and a Zener diode Z are connected between the output side of 92 and the common potential.
D91 is connected. According to such a configuration, it is possible to detect the zero-crossing point of the drain voltage of the source or drain of the switching transistor Ql from the connection point between the capacitor C92 and the diode D92, and use this signal to perform frequency switching control in the same manner as above. can be done.

以上の構成は画像形成装置以外の電子機器の電源部に適
用することができる。
The above configuration can be applied to a power supply section of an electronic device other than an image forming apparatus.

[発明の効果] 以上から明らかなように1本発明によれば、変圧器の1
次巻線に印加する直流電圧をスイッチング手段により断
続することにより変圧器の2次巻線に発生する交流をフ
ライバックモードで整流して負荷に給電する電源装置に
おいて、前記変圧器に発生するフライバック電圧のゼロ
クロスタイミングを検出する手段と、この検出手段によ
りフライバック電圧のゼロクロスタイミングが検出され
た際前記スイッチング手段の駆動パルスのエツジを強制
的に早めるパルス制御手段を設けた構成を採用している
ので、フライバック電圧のゼロクロス点のタイミングに
同期して1次巻線を駆動するスイッチング手段のオン/
オフタイミングをトランスの共振特性に適合させること
ができるので、部品のバラツキ、給電条件の変化などが
あっても常に小゛さなスイッチングロスにより給電を行
なうことができ、電源の高効率化、あるいは電源部、従
ってそれが採用される装置の小型軽量化が可能になるな
どの優れた効果がある。
[Effects of the Invention] As is clear from the above, according to the present invention, one of the transformers
In a power supply device that rectifies the alternating current generated in the secondary winding of a transformer in a flyback mode and supplies power to a load by intermittent DC voltage applied to the secondary winding by a switching means, A configuration is adopted that includes means for detecting zero-crossing timing of the back voltage, and pulse control means for forcibly advancing the edge of the drive pulse of the switching means when the zero-crossing timing of the flyback voltage is detected by the detecting means. Therefore, the switching means that drives the primary winding is turned on/off in synchronization with the timing of the zero-crossing point of the flyback voltage.
Since the off-timing can be adapted to the resonance characteristics of the transformer, power can always be supplied with small switching loss even if there are variations in components or changes in power supply conditions, making it possible to improve the efficiency of the power supply or This has excellent effects such as making it possible to reduce the size and weight of the power supply section and therefore the device in which it is employed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を採用した電源装置の回路図、第2図は
第1図の回路の動作を示した波形図、第3図は第1図の
周波数制御回路の変形例を示した回路図、第4図は第1
図の周波数切換回路および発振器の変形例を示した回路
図、第5図は第4図の回路の動作を示した波形図、第6
図および第7図はそれぞれ第4図の構成の異なる変形例
を示した回路図、第8図はフライバック電圧の検出のた
めの異なる構成を示した回路図、第9図は従来のスイッ
チングレギュレータの構成を示した回路図である。 l・・・オペアンプ   2・・・発振器3・・・誤差
増幅器   7・・・ランプL1・・・安定器 Ql・・・スイッチングトランジスタ Q2・・・制御用IC 第3図 第4図 1/44旧a日渚rJ’>卸イY綺妃慶部躬第5図 第6図 第7凹
Figure 1 is a circuit diagram of a power supply device adopting the present invention, Figure 2 is a waveform diagram showing the operation of the circuit in Figure 1, and Figure 3 is a circuit diagram showing a modification of the frequency control circuit in Figure 1. Figure 4 is the first
5 is a circuit diagram showing a modification of the frequency switching circuit and oscillator shown in FIG. 5. FIG. 5 is a waveform diagram showing the operation of the circuit in FIG. 4.
7 and 7 are circuit diagrams showing different modifications of the configuration of FIG. 4, FIG. 8 is a circuit diagram showing a different configuration for detecting flyback voltage, and FIG. 9 is a circuit diagram of a conventional switching regulator. FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of FIG. l...Operational amplifier 2...Oscillator 3...Error amplifier 7...Lamp L1...Ballast Ql...Switching transistor Q2...Control IC Fig. 3 Fig. 4 1/44 old a Sun Nagisa rJ'> Wholesale Y Kihi Keibe Tsutomu Figure 5 Figure 6 Figure 7 Concave

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)変圧器の1次巻線に印加する直流電圧をスイッチン
グ手段により断続することにより変圧器の2次巻線に発
生する交流をフライバックモードで整流して負荷に給電
する電源装置において、前記変圧器に発生するフライバ
ック電圧のゼロクロスタイミングを検出する手段と、こ
の検出手段によりフライバック電圧のゼロクロスタイミ
ングが検出された際前記スイッチング手段の駆動パルス
のエッジを強制的に早めるパルス制御手段を設けたこと
を特徴とする電源装置。
1) In a power supply device that rectifies the AC generated in the secondary winding of the transformer in a flyback mode by intermittent DC voltage applied to the primary winding of the transformer using a switching means, and supplies power to the load. A means for detecting a zero-crossing timing of a flyback voltage generated in a transformer, and a pulse control means for forcibly advancing an edge of a driving pulse of the switching means when the zero-crossing timing of a flyback voltage is detected by the detecting means. A power supply device characterized by:
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JP2002374672A (en) * 2001-06-13 2002-12-26 Sanken Electric Co Ltd Switching power source apparatus
CN102175947A (en) * 2011-03-18 2011-09-07 扬州双鸿电子有限公司 Multi-path flow equalizing capacitor durability tester

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