JPH03143228A - Power supply device - Google Patents

Power supply device

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JPH03143228A
JPH03143228A JP1279809A JP27980989A JPH03143228A JP H03143228 A JPH03143228 A JP H03143228A JP 1279809 A JP1279809 A JP 1279809A JP 27980989 A JP27980989 A JP 27980989A JP H03143228 A JPH03143228 A JP H03143228A
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Japan
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output
voltage
circuit
load
comparator
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JP1279809A
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Inventor
Koji Suzuki
鈴木 孝二
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Canon Inc
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Abstract

PURPOSE:To supply a high-voltage power supply having desired waveforms in response to the characteristics of load by controlling conduction and interruption on the primary side in response to the switching currents of a switch circuit on the secondary side of a transformer. CONSTITUTION:The rectifying output V0 of a transformer T1 is voltage-divided at a specified ratio, and compared with reference voltage. When output voltage V0 reaches a specified value V1, a comparator 6 is inverted at a high level, and a transistor (TR)Q1 is interrupted. On the other hand, an output from the comparator 6 is also input to a delay circuit 41, is delayed only by a fixed value and short-circuits a TRQ41. An output at a time when the TRQ41 is interrupted is input to a PWM circuit 43, and TRs Q3, Q1 are driven. On the other hand, an output from a load current detector 48 is input to a comparator 47. When load is short-circuited, the comparator 47 is inverted at a high level, and the TRs Q2, Q1 are interrupted.

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、特に交流、直流の重畳された高圧を
出力する電源装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a power supply device, and particularly to a power supply device that outputs a high voltage in which alternating current and direct current are superimposed.

[従来の技術] 従来より、各種の電子写真方式の画像形成装置がプリン
タ、あるいは複写機の画像形成機構として用いられてい
る。電子写真方式の画像Jf二成装置では、帯電器、現
像器など高電圧の電源供給を要する負荷が用いられる。
[Prior Art] Conventionally, various electrophotographic image forming apparatuses have been used as image forming mechanisms of printers or copying machines. In an electrophotographic image Jf forming apparatus, loads such as a charger and a developing device that require a high voltage power supply are used.

各高圧負荷に必要な電圧、画像形成シーケンスの進行に
応じた制御方式などは各負荷で異なるので、これらの電
源装置はそれぞれ独立した異なる制御構造により制御さ
れる。
Since the voltage required for each high-voltage load and the control method depending on the progress of the image forming sequence are different for each load, these power supply devices are controlled by different independent control structures.

とくに、現像器の現像バイアス用電源は、低周波の交流
出力用昇圧トランスと、該トランスに結合されて前記交
流出力に直流電圧を重畳−するためのDC−DCインバ
ータにより構成されることが多い。
In particular, the developing bias power source of the developing device is often composed of a step-up transformer for low-frequency AC output, and a DC-DC inverter coupled to the transformer to superimpose a DC voltage on the AC output. .

[発明が解決しようとする課題] 上記の現像バイアス電源の従来構造では、低周波の交流
用昇圧トランスが大型になること、また可聴帯域である
ために雑音が発生し、これを小さくすることが非常に困
難であること、さらにデユーティ比を50%より大幅に
変えようとしても、トランスの偏磁のために不可能であ
るなどの欠点があった。また、負荷が容量負荷で急速充
電が難しいため、パルスの立上りスピードを上げること
ができないなどの問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional structure of the developing bias power supply described above, the step-up transformer for low frequency AC is large, and noise is generated because it is in the audible band, and it is difficult to reduce this. It is very difficult to do so, and even if one attempts to change the duty ratio by more than 50%, it is impossible due to the biased magnetization of the transformer. In addition, since the load is a capacitive load and rapid charging is difficult, there are problems such as the inability to increase the pulse rise speed.

上記の問題に鑑み、第7図および第8図に示すような従
来構成が知られている。第8図は第7図の回路の各部の
信号波形を示している。第7図において符号l、2はそ
れぞれ矩形波の定圧交流を発生する発振器で、発振器l
は周波数1800Hz、デユーティ比20%の矩形波(
第8図(A))を、また発振器2は周波数50 k、 
I−1z、デユーティ比50%の矩形波(第8図(B)
の波形部分)の信号を発生する。
In view of the above problems, conventional configurations as shown in FIGS. 7 and 8 are known. FIG. 8 shows signal waveforms at various parts of the circuit shown in FIG. In FIG. 7, symbols l and 2 are oscillators that generate constant pressure alternating current of rectangular waves, and the oscillator l
is a square wave with a frequency of 1800Hz and a duty ratio of 20% (
FIG. 8(A)), and the oscillator 2 has a frequency of 50 k,
I-1z, square wave with a duty ratio of 50% (Figure 8 (B)
waveform part).

発振器2の出力は変調器3に人力され、発振器】の出力
信号によってほぼ100%変調されて第8図(B)の波
形が得られる。変調回路3はトランジスタQlを介して
、昇圧トランスTIの一次巻線への定圧電源電圧+Vc
cの印加を制御する。
The output of the oscillator 2 is input to the modulator 3, and is almost 100% modulated by the output signal of the oscillator 2 to obtain the waveform shown in FIG. 8(B). The modulation circuit 3 supplies a constant voltage power supply voltage +Vc to the primary winding of the step-up transformer TI via the transistor Ql.
Control the application of c.

トランスTIの二次側には、整流用のダイオードD1.
放電用抵抗R1を介して大容量のコンデンサCI、ダイ
オードD2、直流電源5(出力−VE)からなる直流成
分重畳のためのクランプ回路が接続されている。クラン
プ出力は、端子P1から現像バイアスとして現像器に出
力される。また、抵抗R1とクランプコンデンサc1の
接続点はリレー、アナログスイッチなどからなるスイッ
チ4によって接地できるようになっている。
On the secondary side of the transformer TI, a rectifying diode D1.
A clamp circuit for superimposing a DC component, which includes a large-capacity capacitor CI, a diode D2, and a DC power source 5 (output -VE), is connected via a discharge resistor R1. The clamp output is output from the terminal P1 to the developing device as a developing bias. Further, the connection point between the resistor R1 and the clamp capacitor c1 can be grounded by a switch 4 consisting of a relay, an analog switch, or the like.

なお、トランスTI、ダイオードDIの接続方式は、図
示のようにフライバック方式である。スイッチ回路4は
第8図(C)に示されるように、発振器1のローレベル
出力、すなわちトランジスタQ1およびトランスTIの
遮断に同期して導通する。トランジスタQ1が50kH
zで駆動されている期間では、クランプ用ダイオードD
Iのカソードには電圧十v1が得られ、クランプ用コン
デンサC1で平滑されるため、スイッチ回路4の出力は
第8図(C)に示すようになる。このようにして得られ
た電源出力はクランプ用コンデンサC2を介して出力端
子PIに接続されるが、クランプ用ダイオードD2が正
方向のピークタイミングで導通して−VEの出力を有す
る直流電源5にクランプされるため、第8図(D)に示
すように正方向のピーク値が−VEである出力が得られ
る。第8図(D)から明らかなように、この出力は負の
直流電圧−VEと1800Hz電圧■1の矩形波交流を
重畳したものである。
Note that the connection method of the transformer TI and diode DI is a flyback method as shown in the figure. As shown in FIG. 8(C), the switch circuit 4 becomes conductive in synchronization with the low level output of the oscillator 1, that is, the cutoff of the transistor Q1 and the transformer TI. Transistor Q1 is 50kHz
During the period when it is driven by z, the clamping diode D
A voltage of 10v1 is obtained at the cathode of I, and is smoothed by the clamping capacitor C1, so that the output of the switch circuit 4 becomes as shown in FIG. 8(C). The power supply output obtained in this way is connected to the output terminal PI via the clamping capacitor C2, but the clamping diode D2 conducts at the peak timing in the positive direction and is connected to the DC power supply 5 having an output of -VE. Since the output is clamped, an output whose peak value in the positive direction is -VE is obtained as shown in FIG. 8(D). As is clear from FIG. 8(D), this output is a superposition of the negative DC voltage -VE and the rectangular wave AC of 1800 Hz voltage 1.

上記構成によれば、トランスTIそのものは高周波駆動
であるため、従来のように低周波駆動が可能な大型トラ
ンスを用いる必要がなく、電源部を小型軽量に構成でき
、またノイズ対策も容易であるという利点がある。
According to the above configuration, since the transformer TI itself is driven at a high frequency, there is no need to use a large transformer that can be driven at a low frequency as in the past, the power supply section can be configured to be small and lightweight, and noise countermeasures can be easily implemented. There is an advantage.

ところが、上記の従来構成では負荷は現像器の現像ロー
ラであって、この現像ローラは対向する感光ドラム面と
の間の容量を大部分とする容量負荷であるため、第9図
(B)に示すように、順抵抗を負荷とする場合の出力波
形(第9図(A))よりもかなり立上りが鈍ってしまう
という問題がある。
However, in the conventional configuration described above, the load is the developing roller of the developing device, and this developing roller is a capacitive load whose majority is the capacitance between it and the opposing photosensitive drum surface. As shown, there is a problem in that the rise is considerably slower than that of the output waveform (FIG. 9(A)) when forward resistance is used as the load.

本発明の課題は、以上の問題を解決し、負荷の特性に応
じて所望の波形の高圧電源を供給できる電源装置を提供
することにある。
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a power supply device that can supply high-voltage power with a desired waveform depending on the characteristics of the load.

[課題を解決するための手段J 以上の課題を解決するために、本発明においては、交流
、直流の重畳された高圧を出力する電源装置において、
低周波発振器と、高周波発振器と、出力電圧に応じてこ
れらの発振器の出力のいずれかにしたがって一次側の低
圧直流入力を制御される変圧器と、この変圧器の出力を
整流する整流器と、この整流器の出力点と接地電位の間
を前記低周波発振器の出力信号に同期して断続するスイ
ッチ手段と、このスイッチ手段と接地電位間に挿入され
、スイッチ電流を検出する手段と、この検出手段により
検出されたスイッチ電流が所定値を越えた期間において
前記変圧器のL次側の通電および前記スイッチ手段を遮
断する手段と、前記スイッチ手段と前記整流器の接続点
に発生する交流電圧を所定の直流レベルにクランプした
後負荷に給電するクランプ回路からなる構成を採用した
[Means for Solving the Problems J] In order to solve the above problems, in the present invention, in a power supply device that outputs high voltage in which alternating current and direct current are superimposed,
a low-frequency oscillator, a high-frequency oscillator, a transformer whose primary side low-voltage direct current input is controlled according to one of the outputs of these oscillators depending on the output voltage, a rectifier that rectifies the output of this transformer, and a switch means for connecting and disconnecting between the output point of the rectifier and the ground potential in synchronization with the output signal of the low frequency oscillator; a means inserted between the switch means and the ground potential for detecting a switch current; means for energizing the L secondary side of the transformer and cutting off the switch means during a period in which the detected switch current exceeds a predetermined value; We adopted a configuration consisting of a clamp circuit that clamps power to the level and then supplies power to the load.

[作 用] 以上の構成によれば、変圧器二次側のスイッチ回路のス
イッチ電流に応じて一次側の通電遮断を制御することに
より、容量負荷への給電においても負荷短絡時の負荷電
流を低減できる。
[Function] According to the above configuration, the load current at the time of a load short circuit can be reduced even when power is being supplied to a capacitive load by controlling the energization cutoff on the primary side according to the switch current of the switch circuit on the secondary side of the transformer. Can be reduced.

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

第1図は本発明を採用した電源装置の構成を示している
。 第1図において、第7図の従来例と同一の部材には
同一符号を用いている。
FIG. 1 shows the configuration of a power supply device employing the present invention. In FIG. 1, the same reference numerals are used for the same members as in the conventional example shown in FIG.

第7図の従来例との大きな違いは、第7図の高周波発振
回路2をPWM回路43(周波数f2)に置き換え(発
振器Iの周波数はi’t)、またPWM回路43ないし
トランスTIの一次側を駆動するl・ランジスタQlの
動作を制御するため、コンパレータ6.47、遅延回路
17.4Iからなる複数の制御系を付加した点である。
The major difference from the conventional example in FIG. 7 is that the high frequency oscillation circuit 2 in FIG. 7 is replaced with a PWM circuit 43 (frequency f2) (the frequency of oscillator I is i't), and The point is that a plurality of control systems consisting of a comparator 6.47 and a delay circuit 17.4I are added in order to control the operation of the l transistor Ql that drives the side.

また、スイッチ回路4は第1図では高耐圧のトランジス
タQ2から構成されている。
Further, the switch circuit 4 in FIG. 1 is composed of a high voltage transistor Q2.

第1図の実施例は、第7図の従来構成における欠点、す
なわち、現像ローラが対向する感光ドラム面との間の容
量を大部分とする容量負荷であるため、第9図に示すよ
うに立上りが鈍ってしまうという問題を克服するための
もので、負荷容量の充電電圧、すなわち整流出力vOを
高くして充電時定数を早くして出力の立上りを速くし、
出力が所定レベルに達した時トランスT1の1次側への
給電を遮断するようにしたものである。
The embodiment shown in FIG. 1 has a drawback in the conventional configuration shown in FIG. 7, that is, the capacitive load is mostly the capacitance between the developing roller and the opposing photosensitive drum surface, so the embodiment shown in FIG. This is to overcome the problem of slow rise, and increases the charging voltage of the load capacitor, that is, the rectified output vO, and speeds up the charging time constant to speed up the output rise.
The power supply to the primary side of the transformer T1 is cut off when the output reaches a predetermined level.

また、従来例において考慮されていない負荷短絡時の回
路保護も目的としている。
It also aims to protect the circuit in the event of a load short circuit, which has not been considered in the conventional example.

以下、第1図の構成につき詳述する。The configuration shown in FIG. 1 will be described in detail below.

トランスTlの一次側を駆動するトランジスタQlのベ
ースはトランジスタQ3あるいはQ42により制御され
る。トランジスタQ3のベースはダイオードD41. 
D42、D43を介してコンパレータ6、発振器1、な
いしPWM回路43の出力のうち高電圧のレベルにより
制御される。
The base of the transistor Ql that drives the primary side of the transformer Tl is controlled by the transistor Q3 or Q42. The base of transistor Q3 is connected to diode D41.
It is controlled by the level of the higher voltage among the outputs of the comparator 6, oscillator 1, or PWM circuit 43 via D42 and D43.

トランスTIの2次側出力のコンデンサC5、ダイオー
ドD6による半波整流出力はダイオードD1.抵抗R1
を介してスイッチ回路4を構成するトランジスタQ2の
コレクタ(同コレクタ電位は■0)に接続される。トラ
ンジスタQ2は発振器lの出力により駆動される。
The half-wave rectified output by the capacitor C5 and diode D6 of the secondary side output of the transformer TI is output by the diode D1. Resistance R1
It is connected to the collector of the transistor Q2 constituting the switch circuit 4 (the collector potential is 0) via the transistor Q2. Transistor Q2 is driven by the output of oscillator l.

また、トランジスタQ2のベース−接地間には、トラン
ジスタQ41のコレフタルエミッタが接続され、このト
ランジスタQ41のベースはコンパレータ47の出力に
よりダイオードD46を介して駆動される。
Further, the corefthal emitter of a transistor Q41 is connected between the base of the transistor Q2 and the ground, and the base of the transistor Q41 is driven by the output of the comparator 47 via a diode D46.

また、トランジスタQ2のエミッター接地間には、負荷
電流検出回路48が挿入される。コンデンサC42は積
分用のコンデンサで、正常負荷時でのトランジスタQ2
の短い導電タイミングでのパルス成分を平滑する。
Further, a load current detection circuit 48 is inserted between the emitter and ground of the transistor Q2. Capacitor C42 is an integrating capacitor, and transistor Q2 under normal load.
Smoothes the pulse component at short conduction timing.

コンパレータ47はトランジスタQ2のエミッタ電流を
上記検出回路48を介して検出し、電源電圧VCCを所
定の分圧比で分圧して得た基準電圧と比較しその差電圧
を出力する。
The comparator 47 detects the emitter current of the transistor Q2 via the detection circuit 48, compares it with a reference voltage obtained by dividing the power supply voltage VCC at a predetermined voltage division ratio, and outputs the difference voltage.

また、コンパレータ47の出力は、ダイオードD45を
介してトランジスタQ42のベースを制御する。
Further, the output of comparator 47 controls the base of transistor Q42 via diode D45.

トランジスタQ2のコレクタ電位vO1すなわち出力電
圧に相当する電圧値は、抵抗R41,R42で分圧され
、さらに抵抗R41′、R42′で分圧されコンパレー
タ6に入力される。コンパレータ6は、この入力電圧を
端子P2を介して不図示の制御系から入力される制御電
圧と比較し、差電圧を出力する。
The collector potential vO1 of the transistor Q2, that is, the voltage value corresponding to the output voltage, is divided by resistors R41 and R42, further divided by resistors R41' and R42', and inputted to the comparator 6. The comparator 6 compares this input voltage with a control voltage input from a control system (not shown) via the terminal P2, and outputs a difference voltage.

0 コンパレータ6の出力はダイオードD41を介してトラ
ンジスタQ3に入力されるととともに、遅延回路41に
より遅延された後、トランジスタQ41のベースを制御
する。遅延回路41は、トランジスタQ41をオンまた
はオフさせるもので、これによりトランジスタQ41の
コレクタはボルテージフォロワ42の十入力端子を後述
の2種類の電圧のいずれかに制御する。ボルテージフォ
ロワ42はこれらの電圧値をそのままPWM回路43に
伝伝し、PWM回路43に人力する。遅延回路41、ボ
ルテージフォロワ42は第7図の変調回路と同様の機能
を有する。
0 The output of the comparator 6 is input to the transistor Q3 via the diode D41, and after being delayed by the delay circuit 41, controls the base of the transistor Q41. The delay circuit 41 turns on or off the transistor Q41, so that the collector of the transistor Q41 controls the input terminal of the voltage follower 42 to one of two voltages described below. The voltage follower 42 transmits these voltage values as they are to the PWM circuit 43 and inputs them to the PWM circuit 43 manually. The delay circuit 41 and voltage follower 42 have the same functions as the modulation circuit shown in FIG.

PWM回路43は、入力電圧に応じて出力パルス幅を制
御する。
The PWM circuit 43 controls the output pulse width according to the input voltage.

なお、第1図中のC41は、画像形成装置の場合、現像
ローラの負荷容量を示す。また、第1図(あるいは後述
の第3図、第5図、第6図)においては、コンデンサC
1以降に接続されるクランプ回路(第7図参照)の図示
を省略している。
Note that C41 in FIG. 1 indicates the load capacity of the developing roller in the case of an image forming apparatus. In addition, in Fig. 1 (or Figs. 3, 5, and 6 described later), the capacitor C
The illustration of the clamp circuit (see FIG. 7) connected after 1 is omitted.

第2図(A)〜(C)に第1図の回路の動作をI 示す波形図を示す。Figures 2 (A) to (C) show the operation of the circuit in Figure 1. A waveform diagram is shown.

第1図の各印加点に電源電圧vCCを印加するとともに
、端子P2に所定の出力電圧に応じた制御電圧を入力す
ると、第1図の回路は負荷への給電を開始する。
When the power supply voltage vCC is applied to each application point in FIG. 1 and a control voltage corresponding to a predetermined output voltage is input to the terminal P2, the circuit in FIG. 1 starts supplying power to the load.

トランスTIの整流出力v口は抵抗R41,R42で所
定比に分圧され、コンパレータ6において入力端子P2
に入力された基準電圧と比較される。
The rectified output v port of the transformer TI is divided into voltages at a predetermined ratio by resistors R41 and R42, and the input terminal P2 is input to the comparator 6.
is compared with the reference voltage input to the

出力電圧VOが所定値v1に達すると、コンパレータ6
は低レベルから高レベルに反転する。この出力によって
ダイオードD41が導通し、トランジスタQ3を導通さ
せ、トランジスタQ1のベースをゼロ電位にしてトラン
ジスタQlを遮断する。
When the output voltage VO reaches the predetermined value v1, the comparator 6
is reversed from low level to high level. This output makes diode D41 conductive, turns on transistor Q3, sets the base of transistor Q1 to zero potential, and cuts off transistor Ql.

すなわち、出力vOがコンパレータ6の制御電圧を割る
ごとにトランジスタQlがオンとなり(第2図(B)、
(C))、出力電圧Vlに保たれ、第2図(A)に示す
ように、出力vOの立上りは著しく改善される。第2図
(A)に示すV口は、整流出力の飽和値である。なお、
出力■0の2 オーバーシュートおよびリップルを少なくするために、
コンパレータ6は充分高速でなければならない。
That is, each time the output vO divides the control voltage of the comparator 6, the transistor Ql turns on (Fig. 2(B),
(C)), the output voltage Vl is maintained, and as shown in FIG. 2(A), the rise of the output vO is significantly improved. The V port shown in FIG. 2(A) is the saturation value of the rectified output. In addition,
Output ■0 of 2 To reduce overshoot and ripple,
Comparator 6 must be sufficiently fast.

一方、コンパレータ6の出力は遅延回路41にも入力さ
れて周期1/f2より大きく、l/flより充分小さい
所定の値TIだけ遅延され、T1の間だけトランジスタ
Q41を短絡する。ボルテージフォロワ42のトランジ
スタQ41が遮断されている時出力は 44 Vcc  ・                 ・・
・ (1)R44+ R43 となる。
On the other hand, the output of the comparator 6 is also input to the delay circuit 41 and is delayed by a predetermined value TI which is larger than the period 1/f2 and sufficiently smaller than l/fl, and short-circuits the transistor Q41 only during T1. When the transistor Q41 of the voltage follower 42 is cut off, the output is 44 Vcc.
・(1) R44+R43.

この出力は、周波数f2のPWM回路43に人力され、
(1)式の電圧に応じたパルス幅でトランジスタQ3、
Qlを駆動する。出力voがvlに達するとコンパレー
タ6および遅延回路41が動作してTlだけトランジス
タQ41を導通させ、ボルテージフォロワ42の出力は 44 45 となる。
This output is manually input to the PWM circuit 43 of frequency f2,
Transistor Q3 with a pulse width according to the voltage in equation (1),
Drive Ql. When the output vo reaches vl, the comparator 6 and the delay circuit 41 operate to turn on the transistor Q41 for Tl, and the output of the voltage follower 42 becomes 44 45 .

このためPWM回路43の出力はパルス幅が短くなり、
再びコンパレータ6がオフになっても負荷容量C41の
充電速度は遅くなる。
Therefore, the pulse width of the output of the PWM circuit 43 becomes shorter,
Even if the comparator 6 is turned off again, the charging speed of the load capacitor C41 becomes slower.

一方、負荷電流検出回路48の出力は、コンパレータ4
7に入力される。負荷短絡時は大容量のコンデンサC1
が充電されるためトランジスタQ2の通電タイミングが
長くなり、検出電圧が大きくなってコンパレータ47が
低レベルから高レベルに反転し、トランジスタQ41.
 C42を介してそれぞれトランジスタQ2、Qlを遮
断させる。
On the other hand, the output of the load current detection circuit 48 is
7 is input. When the load is short-circuited, use a large capacity capacitor C1.
are charged, the energization timing of transistor Q2 becomes longer, the detection voltage increases, and comparator 47 is inverted from low level to high level, and transistors Q41.
Transistors Q2 and Ql are respectively cut off via C42.

これにより負荷短絡時の負荷電流を低下させ、回路素子
の保護が可能となる。
This reduces the load current when the load is short-circuited, making it possible to protect the circuit elements.

第1図の構成は第3図〜第6図に示すように変形できる
The configuration of FIG. 1 can be modified as shown in FIGS. 3 to 6.

第3図は、遅延回路を設ける代りに出力vOが最終レベ
ルvIに到達する直前のレベルv2に達 4 荷容量C41の充電速度を遅くするものである。コンパ
レータ6は第1図に示した実施例と全く同様に、最終レ
ベルVlを検出して1次側通電を完全に遮断する。コン
パレータ61はvlよりわずかに低く設定されたレベル
v2で動作してトランジスタQ41を導通し、1次側の
通電量を減じて負荷容量C41の充電速度を遅くする。
In FIG. 3, instead of providing a delay circuit, the charging speed of the load capacitor C41 is slowed down so that the output vO reaches the level v2 immediately before reaching the final level vI. The comparator 6 detects the final level Vl and completely cuts off the primary side current supply, just as in the embodiment shown in FIG. The comparator 61 operates at a level v2 set slightly lower than vl, turns on the transistor Q41, reduces the amount of current on the primary side, and slows down the charging speed of the load capacitor C41.

第4図は、出力vOを直流重畳回路および高域カットフ
ィルタ72を介して現像器のスリーブへ給電した例であ
る。直流重畳回路は、整流ダイオードD 71.平滑コ
ンデンサC71,オペアンプ71、高耐圧トランジスタ
Q71により構成しである。
FIG. 4 shows an example in which the output vO is supplied to the sleeve of the developing device via the DC superimposition circuit and the high-frequency cut filter 72. The DC superimposition circuit includes a rectifier diode D71. It is composed of a smoothing capacitor C71, an operational amplifier 71, and a high voltage transistor Q71.

トランスTIの2次側出力の一部は、抵抗R74を介し
て上記直流重畳回路へ給電される。ダイオードD71の
整流出力は抵抗R71,R72の分圧回路でコンパレー
タ71へ入力されて端子P4に入力された基準電圧と比
較され、トランジスタQ71のコレクタ電流制御を行な
い、基準電圧の所定倍 5 に安定化される。これにより、直流成分が定電圧制御さ
れる。
A part of the secondary output of the transformer TI is fed to the DC superimposition circuit via the resistor R74. The rectified output of the diode D71 is input to the comparator 71 through a voltage dividing circuit of resistors R71 and R72, and is compared with the reference voltage input to the terminal P4, and the collector current of the transistor Q71 is controlled to stabilize it at a predetermined times 5 of the reference voltage. be converted into As a result, the DC component is controlled at a constant voltage.

交流出力vOには、コンデンサCtと抵抗R73によっ
てダイオードD71による整流出力が重畳される。この
出力はインピーダンス素子と負荷容量C41によって構
成される高域カットフィルタ72によって、高周波f2
のリップル分が除去される。高域カットフィルタ72と
しては、チョークコイルもしくは抵抗器を使用できる。
A rectified output from a diode D71 is superimposed on the AC output vO by a capacitor Ct and a resistor R73. This output is processed by a high-frequency cut filter 72 composed of an impedance element and a load capacitance C41 to generate a high frequency f2.
ripple is removed. As the high-frequency cut filter 72, a choke coil or a resistor can be used.

なお、第3図、第4図では簡略化のためトランジスタQ
2のエミッタ回路及びコンパレータ47による制御系(
第1図参照)を省略している。
Note that in FIGS. 3 and 4, the transistor Q is shown for simplification.
2 emitter circuit and a control system using a comparator 47 (
(see Figure 1) are omitted.

第5図は第1図に示した実施例の負荷電流検出回路の出
力比較用コンパレータ47の人出力に抵抗R47を接続
して、ヒステリシスコンパレータとしたものである。
In FIG. 5, a resistor R47 is connected to the output of the output comparison comparator 47 of the load current detection circuit of the embodiment shown in FIG. 1 to form a hysteresis comparator.

第6図は第1図に示した実施例の負荷電流検出回路の出
力比較用コンパレータ47の出力をトランジスタQ43
で反転するとともにコンデンサC43で遅延させて、ト
ランジスタQ1.Q2の遮断期 6 間を所定時間保持したものである。
FIG. 6 shows the output of the output comparison comparator 47 of the load current detection circuit of the embodiment shown in FIG.
and delayed by capacitor C43, transistor Q1. The cut-off period of Q2 is maintained for a predetermined period of time.

上記各実施例によれば、以ドに示す効果が得られる。According to each of the above embodiments, the following effects can be obtained.

(1)低周波トランスを使用する必要がなく大幅な小型
化、コストダウンが図れ、信頼性も向上する。
(1) There is no need to use a low-frequency transformer, resulting in significant downsizing, cost reduction, and improved reliability.

(2)(1)と同じ理由から、可聴ノイズを完全になく
すことができる。
(2) For the same reason as (1), audible noise can be completely eliminated.

(3)従来不可能であった50%以外の交流出力のデユ
ーティ比を自由に設定可能で、また所望のデユーティ比
を使用できる。
(3) It is possible to freely set the duty ratio of AC output other than 50%, which was previously impossible, and it is also possible to use a desired duty ratio.

(4)交流振幅の安定化が非常に容易に行なえる。(4) AC amplitude can be stabilized very easily.

(5)第4図の構成によれば、振幅安定化された出力の
一部を倍電圧整流してクランプ用電源を得ているため、
クランプ電源そのものも安定化される。したがって、振
幅と直流レベルの双方とも安定な出力が容易に得られる
ことになる。
(5) According to the configuration shown in Fig. 4, a part of the amplitude-stabilized output is voltage-doubled and rectified to obtain the clamping power source.
The clamp power supply itself is also stabilized. Therefore, stable outputs in both amplitude and DC level can be easily obtained.

(6)トランス二次側のスイッチ回路のスイッチ電流に
応じて一次側の通電遮断を制御するよう 7 にしており、交流出力の立上り速度が著しく改善される
ため、負荷が画像形成装置の現像器の場合、現像効率を
増し、記録濃度の向上、濃度安定化を期待できる。
(6) Power cutoff on the primary side is controlled according to the switch current of the switch circuit on the secondary side of the transformer, and the rise speed of the AC output is significantly improved, so the load is reduced to less than 7 In this case, development efficiency can be increased, recording density can be improved, and density stabilization can be expected.

(7)出力振幅を高精度に安定化できる。(7) Output amplitude can be stabilized with high precision.

(8)コンパレータ6に高速な素子を用いることにより
、オーバーシュート、高周波リップルをなくすことがで
きる。
(8) By using a high-speed element for the comparator 6, overshoot and high frequency ripple can be eliminated.

(9)また、オーバーシュート、高周波リップルを少な
くした分だけ、2次側を駆動する高耐圧トランジスタQ
2のコレクタ電圧を下げることができ、より安価な素子
を使用できる。
(9) Also, by reducing overshoot and high frequency ripple, the high voltage transistor Q that drives the secondary side
2 collector voltage can be lowered, and cheaper elements can be used.

(10)負荷短絡電流を所定値以下に抑えることができ
回路素子の保護が可能である。
(10) Load short-circuit current can be suppressed to a predetermined value or less, and circuit elements can be protected.

(11)特に第5図および第6図の実施例によれば、負
荷短絡電流が所定値を越えると一定の遮断時間を確保で
きるので、負荷に対する安全性が確保されると同時に、
回路素子の昇温を抑えることができる。
(11) In particular, according to the embodiments shown in FIGS. 5 and 6, when the load short-circuit current exceeds a predetermined value, a certain cut-off time can be ensured, so that safety for the load is ensured, and at the same time,
Temperature rise of circuit elements can be suppressed.

以上では、画像形成装置の現像器を負荷とじて 8 考えたが、他の負荷、特に容量負荷への交直重畳出力に
おいても同様の構成を実施できる。
Although the developing device of the image forming apparatus has been considered as a load in the above, a similar configuration can be implemented for AC/DC superimposed output to other loads, especially capacitive loads.

[発明の効果J 以上から明らかなように、本発明によれば、交流、直流
の重畳された高圧を出力する電源装置において、低周波
発振器と、高周波発振器と、出力電圧に応じてこれらの
発振器の出力のいずれかにしたがって一次側の低圧直流
入力を制御される変圧器と、この変圧器の出力を整流す
る整流器と、この整流器の出力点と接地電位の間を前記
低周波発振器の出力信号に同期して断続するスイッチ手
段と、このスイッチ手段と接地電位間に挿入され、スイ
ッチ電流を検出する手段と、この検出手段により検出さ
れたスイッチ電流が所定値を越えた期間において前記変
圧器の1次側の通電および前記スイッチ手段を遮断する
手段と、前記スイッチ手段と前記整流器の接続点に発生
する交流電圧を所定の直流レベルにクランプした後負荷
に給電するクランプ回路からなる構成を採用しているの
で、変圧器二次側のスイッチ回路のスイッチ電流 9 に応じて一次側の通電遮断を制御することにより、負荷
短絡時の負荷電流を低減し、回路の保護が可能である。
[Effects of the Invention J As is clear from the above, according to the present invention, in a power supply device that outputs a high voltage in which alternating current and direct current are superimposed, a low frequency oscillator, a high frequency oscillator, and a a transformer whose primary side low-voltage DC input is controlled according to one of the outputs of the transformer, a rectifier that rectifies the output of the transformer, and an output signal of the low-frequency oscillator that is connected between the output point of the rectifier and ground potential. a switch means for detecting a switch current, which is inserted between the switch means and the ground potential, and a switch means for detecting a switch current detected by the detecting means; A configuration is adopted that includes means for energizing the primary side and interrupting the switch means, and a clamp circuit that clamps the AC voltage generated at the connection point between the switch means and the rectifier to a predetermined DC level and then supplies power to the load. Therefore, by controlling power cutoff on the primary side according to the switch current 9 of the switch circuit on the secondary side of the transformer, it is possible to reduce the load current at the time of a load short circuit and protect the circuit.

【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実施例を示す回路
図、第2図(A)〜(C)は第1図の装置の動作を示し
た電力波形図、第3図〜第6図は本発明による他の実施
例をそれぞれ示す回路図、第7図は従来装置の構成を示
した回路図、第8図(A)〜(D)は第7図の各部の電
力波形図、第9図(A)、(B)は第7図の出力波形の
拡大図である。 l、2・・・発振器 3・・・変調回路   4−・・スイッチ回路6.47
.61.71・・・コンパレータ41・・・遅延回路 
 42−・・ボルテージフォロワ43・・−PWM回路 72−・・高域カットフィルタ TI・・・トランス  0
Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a power supply device adopting the present invention, Figs. 2 (A) to (C) are power waveform diagrams showing the operation of the device in Fig. 1, and Figs. 3 to 6 The figures are circuit diagrams showing other embodiments of the present invention, FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional device, and FIGS. 8(A) to (D) are power waveform diagrams of each part of FIG. 7. 9(A) and 9(B) are enlarged views of the output waveform of FIG. 7. l, 2...Oscillator 3...Modulation circuit 4-...Switch circuit 6.47
.. 61.71... Comparator 41... Delay circuit
42-...Voltage follower 43...-PWM circuit 72-...High frequency cut filter TI...Transformer 0

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)交流、直流の重畳された高圧を出力する電源装置に
おいて、 低周波発振器と、 高周波発振器と、 出力電圧に応じてこれらの発振器の出力のいずれかにし
たがって一次側の低圧直流入力を制御される変圧器と、 この変圧器の出力を整流する整流器と、 この整流器の出力点と接地電位の間を前記低周波発振器
の出力信号に同期して断続するスイッチ手段と、 このスイッチ手段と接地電位間に挿入され、スイッチ電
流を検出する手段と、 この検出手段により検出されたスイッチ電流が所定値を
越えた期間において前記変圧器の1次側の通電および前
記スイッチ手段を遮断する手段と、 前記スイッチ手段と前記整流器の接続点に発生する交流
電圧を所定の直流レベルにクランプした後負荷に給電す
るクランプ回路からなることを特徴とする電源装置。 2)前記通電遮断手段の通電遮断制御が所定のヒステリ
シス特性または遅延特性を有することを特徴とする請求
項第1項に記載の電源装置。
[Claims] 1) A power supply device that outputs a high voltage in which alternating current and direct current are superimposed, including a low frequency oscillator, a high frequency oscillator, and a primary-side power source according to the output of one of these oscillators depending on the output voltage. a transformer that controls a low-voltage DC input; a rectifier that rectifies the output of the transformer; a switch that connects and connects the output point of the rectifier to ground potential in synchronization with the output signal of the low-frequency oscillator; A means for detecting a switch current, which is inserted between the switch means and the ground potential; What is claimed is: 1. A power supply device comprising: means for cutting off; and a clamp circuit that clamps an AC voltage generated at a connection point between the switch means and the rectifier to a predetermined DC level and then supplies power to a load. 2) The power supply device according to claim 1, wherein the energization cutoff control of the energization cutoff means has a predetermined hysteresis characteristic or delay characteristic.
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