JPH0333182Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、複写機等において用いられる電源
装置に関する。

従来の技術 一般に、複写機用の電源としては、帯電、転
写、除電等のために４〜5KV程度の高圧出力電
圧を必要とするとともに、バイアス用として200
〜1000V程度の直流定電圧のバイアス電圧が必要
とされる。このような２種類の出力電圧を１つの
電源装置で供給するようにしたものとして、第４
図及び第５図に示すようなものがある。まず、第
４図は入力電圧V_INが印加される定電圧回路１と
スイツチングトランジスタTrと高圧トランスＴ
とによるインバータ回路２を設け、高圧トランス
Ｔの二次巻線N₂に整流用のダイオードD₁，D₂と
平滑用のコンデンサC₁，C₂とによる全波形倍電
圧整流回路３を接続し、この全波形倍電圧整流回
路３における二次巻線N₂に接続されたダイオー
ドD₂側から直流の高圧出力電圧V_Hを取り出すと
ともに、この高圧出力電圧V_Hを抵抗R₁，R₂，R₃
を介してツエナーダイオードZD（あるいはバリス
タ等）により分圧、定電圧化されたバイアス電圧
V_BIASを取り出すようにしたものである。

一方、第５図に示すものは、別個のインバータ
回路２ａ，２ｂを入力電圧V_INに接続して設け、
インバータ回路２ａ側の二次巻線Na₂に第４図の
場合と同様に全波形倍電圧整流回路３を接続して
高圧出力電圧V_Hを取り出し、他方のインバータ
回路２ｂ側の二次巻線Nb₂にダイオードD₃とコン
デンサC₃とによる半波整流回路４を接続して定
電圧化されたバイアス電圧V_BIASを取り出すよう
にしたものである。

考案が解決しようとする問題点 第４図方式の場合、ツエナーダイオードZDや
バリスタ等により定電圧化させるとなると、これ
らのツエナーダイオードZD等の定電圧素子が
1000V程度の高電圧のものでなければならず、信
頼性や温度変化による出力電圧の安定性等の点で
問題があり、更には高圧出力電圧が定電流特性の
場合には負荷の変動に対してこの出力電圧が変動
してしまうことになる。一方、第５図方式の場
合、このような問題は特に生じないが、結局は別
電源方式であり、コスト高となる不都合がある。

しかして、この考案は、別個の回路や高電圧の
定電圧素子を用いることなく、簡単で安価にし
て、高圧出力電圧を得ることができるとともに、
定電圧化されたバイアス電圧を得ることができる
電源装置を得ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 この考案は、上記目的を達成するため、スイツ
チングトランジスタTr及び高圧トランスＴを含
むインバータ回路２を設け、高圧トランスＴの二
次巻線N₂に２個のダイオードD₁，D₂と２個のコ
ンデンサC₁，C₂とによる全波形倍電圧整流回路
３を接続し、二次巻線N₂の高圧側に接続された
ダイオード₂側から高圧出力電圧V_Hを取り出し、
スイツチングトランジスタTrのオン時に平滑作
用をなすコンデンサC₁の両端電圧V₁に基づきバ
イアス電圧V_BIASを取り出す構成を採用するもの
である。

作 用 全波形倍電圧整流回路３において、スイツチン
グトランジスタTrのオン時に平滑作用をなすコ
ンデンサC₁の両端電圧V₁に着目してみると、高
圧出力負荷電流I₂の変化や高圧出力電圧V_Hの定電
圧化等のためのスイツチングトランジスタTrの
ベース電流I_Bの変化の影響を受けず、入力電圧
V_INの影響のみ受け得るがこの入力電圧V_INは定
電圧化し得るので、結局、コンデンサC₁の両端
電圧V₁は安定したものとなり、このような電圧
V₁に基づきバイアス電圧V_BIASを取り出すことに
より、その定電圧化を簡単な回路構成にてなし得
るものである。

実施例 この考案の一実施例を第１図ないし第３図に基
づいて説明する。基本的には、第４図に示したも
のと同様にインバータ回路２と全波形倍電圧整流
回路３とを用いる回路構成を採用し、二次巻線
N₂の高圧側に接続されたダイオードD₂側から直
流の高圧出力電圧V_Hを取り出すものであるが、
バイアス電圧V_BIASはコンデンサC₁の両端に接続
した抵抗R₄，R₅により分圧して取り出すように
したものである。このコンデンサC₁はインバー
タ回路２におけるスイツチングトランジスタTr
のオン時に平滑作用を行なうものである。なお、
N_Bはベース巻線である。

このような構成において、まず、インバータ回
路２及び全波形倍電圧整流回路３の基本動作につ
いて説明する。入力電圧V_INを印加することによ
り定電圧回路１を介してスイツチングトランジス
タTrのベースにベース電流I_Bが流れる。これに
より、入力電圧V_INが一次巻線N₁に印加され、各
巻線N_B，N₁，N₂に電圧が所定極性で印加され
る。これにより、ベース巻線N_Bはスイツチング
トランジスタTrを瞬間的にオンさせることにな
る。その後、ベース電流I_Bの減少に伴い遂にはス
イツチングトランジスタTrがオフすることにな
る。このオフ後に再びスイツチングトランジスタ
Trにベース電流I_Bが流れて再びオンする。この
ようなサイクルで発振を断続するものであり、こ
のTrの発振に基づき高圧トランスＴで昇圧され
た電圧が得られる。一方、全波形倍電圧整流回路
３であるが、スイツチングトランジスタTrのオ
フ時には二点鎖線で示すように、ダイオードD₂
とコンデンサC₂とのルートで電流が流れてコン
デンサC₂が電圧V₂に充電される。一方、スイツ
チングトランジスタTrがオンする次の半サイク
ルには第１図に一点鎖線で示すように、ダイオー
ドD₁とコンデンサC₁とのルートで電流が流れて
コンデンサC₁が電圧V₁に充電される。これによ
り、直列となつた両コンデンサC₁，C₂の端子電
圧V₁＋V₂＝V₃が直流の高圧出力電圧V_Hとして取
り出されるものである。

しかして、コンデンサC₁の端子電圧V₁に基づ
きバイアス電圧V_BIASを取り出すことにより、こ
のバイアス電圧V_BIASが定電圧化されて出力され
る点について説明する。まず、スイツチングトラ
ンジスタTrは前述したようにベース電流I_Bに対
応して発振しており、第２図に示すようにスイツ
チングトランジスタTrのオン時間T₁がベース電
流I_Bにより決まり、このT₁時間に一次巻線N₁に
蓄積されたエネルギーがオフ時間T₂に放出され、
スイツチングトランジスタTrのオフ時の一次巻
線電圧V_N1の波形及びその高さが決まる。ここ
で、まず入力電圧V_INを変化させた場合を考える
と、第２図ａにおいて電圧V₁，V₂の高さが共に
変化する。このような入力電圧V_INに対する電圧
V₁，V₂，V₃の変化を定性的に示すのが第３図ａ
である。

次に、高圧出力負荷電流I₂を変化させると、前
述したスイツチングトランジスタTrのオン時に
トランスＴに蓄積されるエネルギーが変化するた
め、スイツチングトランジスタTrのオフ時にコ
ンデンサC₂に発生する電圧V₂が第２図ａに破線
で示すように電圧V₂′に変化する。しかし、オン
時にコンデンサC₁に発生する電圧V₁は、入力電
圧V_INとトランスＴの一・二次巻線比とにより定
まる電圧となるため、高圧出力負荷電流I₂の影響
を受けない。従つて、高圧出力負荷電流I₂の変化
に対する電圧V₁，V₂，V₃の変化は第３図ｂのよ
うになる。

つまり、高圧出力電圧V_H＝V₃も変化すること
になるので、この高圧出力電圧V_Hを定電流又は
定電圧にするためにスイツチングトランジスタ
Trに加えるベース電流I_Bを制御する場合を考え
てみる。このベース電流I_Bの変化は、前述したよ
うにオン時、オフ時の電圧V₁，V₂の波形及び高
さの変化として現われ、第２図ｂに示すようにオ
フ時の発生電圧V₂が変化する。しかし、この場
合も前述した場合と同様に、オン時の電圧V₁に
ついてはその時間は変化するものの波高値は変化
しない。従つて、ベース電流I_Bの変化に対する電
圧V₁，V₂，V₃の変化は第３図ｃのようになる。
そして、バイアス電圧V_BIASの負荷は数μAと軽負
荷であるのでバイアス出力自体の負荷の変化は影
響しない。

これらの点を総合してみると、高圧出力電圧
V_H＝V₃は種々の条件により変化するが、コンデ
ンサC₁の端子電圧V₁は入力電圧V_INの影響を受け
るのみであり、その他の影響を受けずに定電圧特
性を有することになる。そして、入力電圧V_INに
ついても、複写機用高圧トランスにおいては、一
般に入力電源として定電圧電源（スイツチングレ
ギユレータ）が用いられて入力電圧V_INも安定し
ているので、結局、コンデンサC₁の端子電圧V₁
に対し入力電圧V_INが影響を及ぼさないことにな
る。このように安定したコンデンサC₁の端子電
圧V₁を分圧してバイアス電圧V_BIASを取り出すた
め、このバイアス電圧V_BIASは定電圧特性を有す
ることになる。又、上述した説明からもわかるよ
うに他方の高圧出力電圧V_Hに定電流又は定電圧
特性を持たせても、バイアス電圧V_BIASの定電圧
特性が損われることがなく、両電圧の定電圧化が
可能となる。

考案の効果 この考案は、上述したように全波形倍電圧整流
回路においてスイツチングトランジスタのオン時
に平滑作用を行なうコンデンサの両端電圧に基づ
きバイアス電圧を取り出すようにし、種々の条件
に対して殆ど影響を受けない特徴を持つコンデン
サの両端電圧を利用しているので、簡単で安価な
回路構成にしてバイアス電圧の定電圧化を図るこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す回路図、第
２図ａ，ｂは電圧波形図、第３図ａ〜ｃは各種電
圧特性図、第４図は従来例を示す回路図、第５図
は異なる従来例を示す回路図である。 ２……インバータ回路、３……全波形倍電圧整
流回路、Tr……スイツチングトランジスタ、Ｔ
……高圧トランス、N₂……二次巻線、D₁，D₂…
…ダイオード、C₁，C₂…コンデンサ、V_H……高
圧出力電圧、V_BIAS……バイアス電圧。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スイツチングトランジスタ及び高圧トランスを
   含むインバータ回路を設け、前記高圧トランスの
   二次巻線に２個のダイオードと２個のコンデンサ
   とによる全波形倍電圧整流回路を接続し、前記二
   次巻線の極性に基づく前記二次巻線の高圧側に接
   続されたダイオード側から高圧出力電圧を取り出
   すとともにその低圧側に接続され前記スイツチン
   グトランジスタのオン時に平滑作用をなすコンデ
   ンサの両端電圧に基づきバイアス電圧を取り出す
   ことを特徴とする電源装置。