JPH03235659A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は電圧共振型のスイッチング電源装置に関するも
のであり、特に複写機・プリンタ等の電源として好適な
電源装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来共振型のコンバーターに於いては、負荷変動等によ
り、共振条件が変化して、フライバックパルス幅が変わ
る場合がある。このため通常は、別の巻線からフライバ
ックパルスを取りだして、フライバックパルスと同期を
取り、ドライブする手法がよく利用される。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら従来例では、以下の欠点が存在する。

■従来は二次側等の別巻線にて検出巻線を設けていたが
、２次側の出力巻線数が多くなると、トランスの巻線ス
ペースやビンの取り出しの制約により、検出巻線を設け
るスペースがな（なる。

Ｏ上述二次側等の別巻線にての検出巻線比は、２次側の
出力巻線数が多くなると、各巻線により結合の度合いが
異なり、必要とする巻線から出力を取る場合に良好な波
形を取りだせなくなる。

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、小型化、低コスト化を図るとともに、良好
なスイッチングを可能とする電源装置を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明では、電
圧共振型のスイッチング電源装置において、トランス１
次側のスイッチング手段のスイッチング電流を検出する
電流検出手段を備え、前記電流検出手段の出力に基づい
て過電流の検出及びフライバック同期信号の出力を行う
。

更に、前記電流検出手段はカレントトランスを有し、前
記カレンＩ−）ランスの２次巻線の両端子に電流−電圧
変換手段を接続し、各々の電流−電圧変換手段の出力に
基づいて過電流検出及びフライバック同期信号の出力を
行う。

これにより、１次側のスイッチング電流検出と同時にフ
ライバック同期信号の出力を行うことが可能になる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例の電源装置を示す回路図で
ある。図中Ｔ２Ｏ１は電圧共振型のコンバータトランス
である。電圧共振型のコンバータトランスＴ２Ｏ１の一
次側は、ＡＣ人力１より入力された商用電源は、入力フ
ィルター２を介してダイオードブリッジＤ１０１とコン
デンサＣ１０１とで整流された後、コンバータトランス
Ｔ２Ｏ１へ供給されている。

尚、コンデンサＣＰは、コンバータトランスＴ２Ｏ１の
ための共振用コンデンサーである。

Ｑ１０１はコンバータトランスＴ２Ｏ１の１次巻線り、
をオン・オフするためのスイッチ手段であって、パワー
ＭＯ８−ＦＥＴにより構成されている。

本電源では、二次側制御であるために、パワーＭＯＳ−
ＦＥＴＱＩＯｌのドライブは、二次側にある制御回路３
にて発生されたドライブパルスをパルストランスＴ２Ｏ
３を介してＦＥＴドラ、イブ回路４に印加することによ
りドライブする。また、■の補助電源回路は、■の二次
側制御回路にて電源立ち上げ時に必要となる。

Ｔ２Ｏ２は、Ｑ１０１で示されるパワーＭＯ８・ＦＥＴ
に流れるスイッチング電流を検出するためのカレント・
トランスである。本実施例ではカレント争トランスを電
源−次側のパワーＭＯ３−ＦＥＴＱＩＯ１のソース側と
ダイオードブリッジＤ１０１のマイナス端子の間に挿入
される。カレント・トランスＴ２Ｏ２は、電源−次側の
パワーＭＯ３−ＦＥＴＱＩＯＩスイッチング電流を検出
して、トランスの巻数比の電流を二次側に伝達している
。

カレントトランスＴ２Ｏ２の二次側では、トランジスタ
Ｑ１０３．抵抗Ｒ１０３ダイオード０１０７からなる電
圧電流変換手段とトランジスタＱ１０４．抵抗Ｒ１０４
ダイオードＤ１０８からなる電圧電流変換手段の両回路
がカレント・トランスＴ２Ｏ２の二次側の端子各々に接
続される。

制御回路３はトランジスタＱ１０３による出力に基づい
て過電流検出を行う。又、トランジスタＱ１０４による
出力は制御回路３にフライバンク同期信号として入力す
る。

又、コンバータトランスＴ２Ｏ１の２次側には複数の２
次巻線り、〜Ｌ６が設けられており、低圧から高圧まで
種々の出力（Ａ−Ｅ）を取り出すことが可能となってい
る。２次巻線Ｌ２からはダイオードＤ１０６．　　コン
デンサＣ１０７を介して整流平滑された高圧出力Ｂが取
り出される。

又、２次巻線Ｌ３からはダイオードＤ１０５゜コンデン
サＣｌＯ２により整流平滑され、抵抗ＲＩＯＩ、Ｒ１０
２を介して高圧出力Ａが取り出される。尚、高圧出力Ａ
、Ｂは各種帯電器に供給される。２次巻線り、からの出
力電圧は抵抗Ｒ１０５，Ｒ１０６により検出され、制御
回路３に入力する。制御回路３ではこの検出電圧に応じ
てパルストランスＴ２Ｏ３を制御する。

又、高圧出力Ａは制御回路３からの信号によりオン・オ
フが制御される高耐圧トランジスタＱ１０５によりシリ
ーズ制御される。又、２次巻線Ｌ４からはダイオードＤ
１０３．コンデンサＣｌＯ３、ＣｌＯ４を介Ｌ：＋２４
Ｖ（７）ＤＣＣ出力及びダイオードＤ１０４、コンデン
サＣｌＯ３゜Ｃ１０６、三端子レギュレータＱ１０２及
びコンデンサＣ１０７を介して＋５■のＤＣ出力りが取
り出される。この＋５Ｖの電源は複写装置の各部制御を
おこなうマイクロコンピュータ及びメモリ等の周辺回路
の電源として用いられる。又２次巻線り、からは安定器
２１０を介して原稿露光のための蛍光灯ＬＡＭＰにＡＣ
Ｃ出力を供給する。蛍光灯ＬＡＭＰを余熱するか、ある
いは点灯させるかは、蛍光灯のフィラメントの一端をダ
イオードブリッジＤ１０２．　　トランジスタＱ１０６
により制御することによって切り換えられる。このトラ
ンジスタＱｌ　０６も制御回路３がらの信号によりオン
・オフが制御される。

第２図は第１図に示す回路各部における波形図である。

以下では、この波形例を使用して第１図と併せて説明を
行う。

０部の波形は、コンバータトランスＴ２Ｏ１のスイッチ
ングを行うパワーＭＯ３−ＦＥＴＱ１０１のドレイン電
流波形である。

０部の波形は、コンバータトランスＴ２Ｏ１のスイッチ
ングを行うパワーＭＯ３−ＦＥＴＱ１０１のドレイン電
工波形である。

０部の波形は抵抗Ｒ１０３の両端電圧波形である。

０部の波形は抵抗Ｒ１０４の両端電圧波形である。

第２図の０部の波形では電流が正・負に流れているが、
これは正方向が通常のスイッチング・オン時の電流波形
であり、コンバータトランスＴ２Ｏ１の一次側巻線のイ
ンダクタンスによって決定される電流波形である。

また負方向は、０部の波形と一緒に見ると、０部のパワ
ーＭＯ３−ＦＥＴのドレイン電圧波形、すなわちコンバ
ータトランスＴ２Ｏ１のフライバック波形の立ち下がり
部に流れていることからも明らかであるが、スイッチン
グ・オフの回生電流に相当している。

以上に示した電流を本実施例ではカレント・トランスＴ
２Ｏ２を介して二次側に伝達し、二次側ではトランジス
タＱ１０３．抵抗Ｒ１０３，ダイオードＤ１０７からな
る電圧電流変換手段と、トランジスタＱ１０４．抵抗Ｒ
１０４，ダイオードＤ１０８からなる電圧電流変換手段
の両回路が接続されており、抵抗Ｒ１０３の両端電圧波
形が０部の波形に相当し、抵抗Ｒ１０４の両端電圧波形
が０部の波形に相当している。

０部の波形は第１図からも明らかなように一次側電流の
正方向と比例した波形となり、これよりＲ１０３の抵抗
値をカレント・トランスＴ２Ｏ２の二次側電流値との間
で任意の設定にすることにより過電流検知が可能となる
。この過電流検知は、パワーＭＯ８−ＦＥＴや周辺回路
の保護の為に必要となる。本実施例では、トランジスタ
Ｑ１０３にて所定値を検出して、スイッチさせてこれを
二次側の制御回路３に接続している。

０部の波形は第１図からも明らかなように一次側電流の
正負方向を反転した波形となり、即ち一時側電流の負電
流を検出可能としたものであり、これよりＲ１０４の抵
抗値をカレント・トランスＴ２Ｏ２の二次電流値との間
で任意の設定にすることにより負電流検知が可能となる
。

ここで負電流のたちあがりに対応したのは■の波形や前
述のようにフライバック電圧の立ち下がり部に対応して
いることより、フライバック同期信号として検出可能と
なる。

本実施例ではトランジスタＱ１０４にて所定値を検出し
て、スイッチさせてこれを二次側の制御回路３に接続し
ている。０部の波形では、正方向の電圧波形が一定値で
クランプされているが、これはトランジスタＱ１０４の
ベース・エミッタ電圧（ＶＢＥ電圧）である。また図示
はされていないが、負方向もダイオードＤ１０８によっ
て所定値以上はクランプされる。

同様に０部の波形も図示はされていないが正方向はトラ
ンジスタＱ１０３で所定値以上はクランプされ、負方向
もダイオードＤ１０７によって所定価以上は、クランプ
される。

以上のように一つのカレント・トランスＴ２Ｏ２の二次
側の端子おのおのに電流電圧変換手段を設ける事により
、フライバック同期信号と過電流が同時に検出可能とな
る。

〔他の実施例〕

第３図は本発明の別の実施例を示す回路図である。ここ
では第１図の電流電圧変換手段のトランジスタＱ　Ｌ、
０３．、　　Ｑ　１０４の代りにコンパレータＱ２０３
．Ｑ２０４を用いて過電流の検出及びフライバラ、り・
同期信号の取り出しを行っている。先、の実施例の様に
トランジスタでのスイッチではトランジスタのＶｂｅ電
圧に依存する為に温度特性を持つが、本実施例の如くト
ランジスタに代えて、コンパレータ夕を用いることによ
り、これを解決したものとなっている。なおコンパレー
タの検知レベルの極性は制御回路によって任意に設定す
ることが可能である。

第４図は、本発明の更に別の実施例を示す回路図である
。ここではカレントトランスＴ２Ｏ２のの両端のレベル
差チエツクをコンパレータＱ３０３を用いて行うと、そ
れぞれフライバック同期信号と過電流検知を立上り時、
立下り時の状態変化時につかむ事が可能となる。又、こ
の場合もコンパレータの極性の入れ替えにより立上り、
立下りどちらで検出するかは任意に設定可能である。こ
れによってコンパレータは１つでレベルの変化点をつか
む手法で過電流及びフライバック同期信号の検出ができ
る。

又、第５図は本発明の更に別の実施例を示す回路図であ
る。この例では、過電流検知回路の機能向上を目指して
、過電流検知にウィンドコンパレータにて、検知レベル
と電流検知解除レベルとにレベル差を与えている。

これにより電源のプロテクト回路のノイズによる誤動作
を防止することができる。

尚、第５図中では、ウィンドコンパレータはＱ４０３と
Ｒ１０７〜Ｒ１１０から成るヒステリシス付の非反転型
のコンパレータにて構成されている。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば電流検出用トラン
スの２次側の巻線両端にそれぞれに電流−電圧変換手段
を備える事で、１次側電流の検出とフライバック同期信
号の取り出しを同時に行うことが可能となり、電源装置
の小型化コストダウンはもとより正確にフライバック同
期信号を検出し駆動することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電源装置の回路図、 第２図は第１図に示した回路の各部の信号波形図、 第３図〜第５図は本発明の別の実施例である電源装置の
回路図である。 図中、１はＡＣ入力、２は入力フィルタ、３は制御回路
、４はＦＥＴドライブ回路、５は補助電源、Ｔ２Ｏ１は
コンバータトランス、Ｔ２Ｏ２はカレントトランスであ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電圧共振型のスイッチング電源装置において、ト
   ランス１次側のスイッチング手段のスイッチング電流を
   検出する電流検出手段を備え、前記検出手段の出力に基
   づいて過電流の検出及びフライバック同期信号の出力を
   行うことを特徴とする電源装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記電流検出手
   段はカレントトランスを有し、前記カレントトランスの
   ２次巻線の両端子に電流−電圧変換手段を接続し、各々
   の電流−電圧変換手段の出力に基づいて過電流検出及び
   フライバック同期信号の出力を行うことを特徴とする電
   源装置。