JPH04312351A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH04312351A
JPH04312351A JP7762691A JP7762691A JPH04312351A JP H04312351 A JPH04312351 A JP H04312351A JP 7762691 A JP7762691 A JP 7762691A JP 7762691 A JP7762691 A JP 7762691A JP H04312351 A JPH04312351 A JP H04312351A
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JP
Japan
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output
counter
comparator
circuit
control means
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JP7762691A
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English (en)
Inventor
Koji Suzuki
鈴木 孝二
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Canon Inc
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Canon Inc
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式のプリンタ
,複写機の現像バイアス用交流電源等に用いられる電源
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、現像バイアス用の交流電源は、低
周波の昇圧用トランスを用いることが多かった。ところ
が近年、方形波より、デューティを3:7もしくは4:
6にした偏デューティの矩形波の方が、現像の諸特性が
優れていることがわかってきた。そこで、本出願人はト
ランスの偏磁をさけトランジスタを小型化するために、
高周波コンバータで負荷容量を充電し、高耐圧トランジ
スタで放電することによって任意のデューティの矩形波
を得る方式を提案し、実用化してきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来は、偏デ
ューティ現像バイアス用電源装置は、ディスクリートの
回路部品で構成しているために、回路規模が大きくなっ
てコストアップ,信頼性の低下を招いていた。また、出
力の周波数,デューティ,振幅を変更するためには、ハ
ードウエアを変更しなくてはならなかった。更に、出力
波形のオーバーシュートを抑制するために、非常に複雑
な回路構成を必要としていた。
【0004】本発明は、こうような問題に鑑みてなされ
たもので、回路規模が小さくでき、出力の周波数,デュ
ーティ,振幅の変更が容易で、出力のオーバーシュート
,リップルの少ない電源装置を提供することを目的とす
るものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、マイクロコンピュータ及びメモリ等の周辺
回路を有する集積回路により制御を行うもので、詳しく
は電源装置を次の(1)〜(6)のとおりに構成するも
のである。
【0006】(1)基準クロック周波数を所要周波数に
逓減する第1のカウンタと、該第1のカウンタの出力に
もとづき逓減された所要周波数,所要デューティ比の信
号を生成する第2のカウンタと、第1のカウンタの出力
周波数を基本周波数とするPWM回路と、該PWM回路
によって1次側が駆動されるコンバータトランスと、該
コンバータトランスの2次側の接続した整流器と、該整
流器の出力側に接続され容量性負荷に電力を供給する出
力端と、該出力端とグランド間に接続されたスイッチン
グ素子と、同じく出力端とグランド間に接続された電圧
検出回路と、該電圧検出回路の出力を基準電圧と比較す
るコンパレータと、該コンパレータの出力と前記第2の
カウンタの出力により前記PWM回路を制御し、第2の
カウンタの出力により前記スイッチング素子を制御する
制御手段とを備えた電源装置であって、前記制御手段は
、マイクロコンピュータ及びメモリ等の周辺回路を有す
る集積回路で構成されている電源装置。
【0007】(2)制御手段は、第1のカウンタの所要
周波数、第2のカウンタの所要周波数,所要デューティ
比を予めメモリに記憶されているデータにもとづいて決
定するものである前記(1)記載の電源装置。
【0008】(3)制御手段は、コンパレータの基準電
圧を複数レベルに切り換え、該複数レベルに対するコン
パレータ出力に応じてPWM回路を最高出力から出力停
止まで段階的に切り換えるものである前記(1)または
(2)記載の電源装置。
【0009】(4)コンバータトランスの2次側に負荷
電流検出回路を設け、制御手段は前記負荷電流検出回路
の出力に応じてPWM回路の出力の制限または停止を行
う前記(1)または(2)または(3)記載の電源装置
【0010】(5)スイッチング素子に直列に電流検出
回路を設け、また前記電流検出回路の出力と電圧検出回
路の出力を切り換えてコンパレータに供給するアナログ
スイッチを設けて、制御手段は、前記スイッチング素子
オンの少なくとも一部のタイミング中、前記アナログス
イッチを電流検出回路側に切り換えると共に基準電圧を
電流検出用に切り換えて、その際のコンパレータの出力
に応じて前記スイッチング素子を制御し、その他のタイ
ミング中は、前記アナログスイッチを電圧検出回路側へ
切り換えると共に基準電圧を電圧検出用に切り換えて、
その際のコンパレータの出力に応じてPWM回路を制御
する前記(1)または(2)または(3)記載の電源装
置。
【0011】(6)制御手段は、出力の立上がり,立下
がり時に、コンパレータの電圧検出用基準電圧を予めメ
モリに記憶されているデータにもとづいて段階的に切り
換えて最終値に到達させるものである前記(1)または
(2)記載の電源装置。
【0012】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。(実施
例1)図1は実施例1である“現像バイアス用電源”の
ブロック図、図2はその各部の電圧波形図である。図1
において、1はマイクロコンピュータ(以下CPUと記
す)でメモリ等の周辺装置も内部に含むものである。該
CPU・1は図示されないプリンタ(複写機)本体のシ
ーケンスコントローラとバスライン或は通信ポートで接
続され、シーケンス信号の授受を行う。
【0013】第1のカウンタ6は、CPU・1の基準ク
ロックを繰返し周波数f1(100KHz)に逓減する
。第2のカウンタ7は、さらに繰返し周波数f2(2K
Hz),デューティ7:3の低周波信号を作り出す。
【0014】高周波コンバータトランスT1の1次側の
スイッチング素子Q1は、PWM回路2によって制御さ
れる。PWM回路2の出力は、繰返し周波数f1で、そ
のパルス幅はCPU・1によって制御される。
【0015】コンバータトランスT1の2次側の昇圧出
力は、整流器D1で整流された後、図2の(ハ)に示す
ように、出力端子P1に接続された負荷容量を充電して
いく。出力端子P1の出力電圧は、電圧検出回路4で所
定比に分圧され、コンパレータ3に入力される。コンパ
レータ3は、該電圧検出出力と基準電圧発生回路5の出
力を比較して比較結果をCPU・1に出力する。出力端
子P1の出力が所定レベルに達すると、PWM回路2の
出力は停止される。PWM回路2の出力が停止して、出
力端子P1の出力が放電によってしきい値以下になると
コンパレータ3の出力が反転してPWM回路2が再び出
力を開始する。
【0016】高耐圧トランジスタQ2は、図2の(ハ)
に示すように第2のカウンタ7の出力と同期してオン,
オフされる。高耐圧トランジスタQ2はオン時はPWM
回路2の出力は停止される。このように、図2の(ハ)
に示す所要波形の出力を得ることができる。
【0017】周波数f1,f2、出力デューティ、PW
M回路2の出力のパルス幅等は、予めCPU・1内のメ
モリに記憶されているデータにもとづいて決定される。 よって、出力の周波数,デューティ等をソフトウエアの
変更により容易に変更することができる。
【0018】(実施例2)図3は実施例2のブロック図
であり、図4は同実施例の説明図である。図示のように
、本実施例は実施例1の基準電圧をCPU・1で制御す
るようにしたものである。CPU・1の出力をD/Aコ
ンバータ21でアナログに変換してコンパレータ3に入
力する。
【0019】このように基準電圧をCPU制御すること
で、図4に示すようにコンパレータ3のしきい値を容易
に切換えることが可能になる。図4にしきい値を複数設
けてPWM回路2の出力パルス幅を制御した例を示す。 図4の(イ)で出力端子P1の出力がしきい値Bに達す
ると、PWM回路2のパルス幅を所定量だけ短くする。 このため負荷容量の充電カーブは、なだらかになる。し
きい値Aに達するとPWM回路2の出力は停止される。
【0020】(ロ)はしきい値を3つ設けてPWM回路
2の出力パルス幅を0迄含めて3レベルに切換えたもの
である。
【0021】このようにして出力波形のオーバーシュー
ト,リップルを少なくすることができる。
【0022】(実施例3)図5は実施例3のブロック図
である。本実施例は、負荷電流検出回路を設けて、負荷
異常時の保護を行うものである。
【0023】負荷電流の検出を、高耐圧トランジスタQ
2のエミッタとグランド間に挿入した抵抗R31によっ
て行い、検出出力をコンパレータ31で基準電圧32と
比較してCPU・1に出力する。CPU・1はコンパレ
ータ31の出力が反転するとPWM回路2の出力を制限
また停止して電源装置または負荷の保護を行う。
【0024】(実施例4)図6は実施例4のブロック図
である。電圧検出出力と高耐圧トランジスタQ2の電流
検出出力をアナログスイッチ41で交互に切り換えて、
コンパレータ3に入力し、同時に各々のしきい値をアナ
ログスイッチ41の切換えと同期して切り換えることに
よりコンパレータ3を共用することが可能となる。
【0025】コンパレータ3の入力切換えのタイミング
を図7の(ニ),(ホ)に示す。電流検出出力のコンパ
レータ3への入力は、高耐圧トランジシスタQ2オン中
の1部のタイミングで行われる。
【0026】このようにして、高耐圧トランジスタQ2
の電流を正確に制御できる。なお、高耐圧トランジスタ
Q2の電流検出出力を、コンパレータ3とは別個のコン
パレータで基準電圧と比較するという形で同様に実施す
ることができる。
【0027】(実施例5)図8は、実施例5の説明図で
ある。本実施例のハードウエアは図3と同一であるが、
出力の立上がり時に、コンパレータ21の入力のしきい
値を図8の(イ)に示すように、段階的に切り換えて上
げていく。これにより出力電圧は、図8の(ロ)に示す
ように段階的に上昇していく。出力電圧を停止させると
きも、同様にコンパレータしきい値を段階的に下げてい
き、出力電圧を段階的にゼロにする。このようにして、
ソフトスタートを実現できる。
【0028】なお、以上の各実施例では、マイクロコン
ピュータ及びメモリ等の周辺回路を集積化しているが、
本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、PW
M回路,コンパレータ,カウンタ,D/Aコンバータ等
を、マイクロコンピュータ及びメモリ等の周辺回路と共
に同一のチップに集積化する形で実施することもできる
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制御回路の主要部が集積化されているので、回路規模が
小さくでき、予めメモリに記憶したデータに基づいて制
御を行うので、出力の周波数,デューティ,振幅の変更
が容易に行える。
【0030】請求項3の発明では、コンパレータの基準
電圧を複数レベルに切り換え、この複数レベルに対する
コンパレータ出力に応じてPWM回路を最高出力から出
力停止まで段階的に切り換えているので、出力波形のオ
ーバーシュート,リップルが少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  実施例1のブロック図
【図2】  実施例1の電圧波形図
【図3】  実施例2のブロック図
【図4】  実指例2の説明図。
【図5】  実施例3のブロック図
【図6】  実施例4のブロック図
【図7】  実施例4の説明図。
【図8】  実施例5の説明図
【符号の説明】
1  マイクロコンピュータ 2  PWM回路 3  コンパレータ 4  電圧検出回路 5  基準電圧発生回路 6  第1のカウンタ 7  第2のカウンタ D1  整流器 P1  出力端子 Q2  高耐圧トランジスタ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  基準クロック周波数を所要周波数に逓
    減する第1のカウンタと、該第1のカウンタの出力にも
    とづき逓減された所要周波数,所要デューティ比の信号
    を生成する第2のカウンタと、第1のカウンタの出力周
    波数を基本周波数とするPWM回路と、該PWM回路に
    よって1次側が駆動されるコンバータトランスと、該コ
    ンバータトランスの2次側に接続した整流器と、該整流
    器の出力側に接続され容量性負荷に電力を供給する出力
    端と、該出力端とグランド間に接続されたスイッチング
    素子と、同じく出力端とグランド間に接続された電圧検
    出回路と、該電圧検出回路の出力を基準電圧と比較する
    コンパレータと、該コンパレータの出力と前記第2のカ
    ウンタの出力により前記PWM回路を制御し、第2のカ
    ウンタの出力により前記スイッチング素子を制御する制
    御手段とを備えた電源装置であって、前記制御手段は、
    マイクロコンピュータ及びメモリ等の周辺回路を有する
    集積回路で構成されていることを特徴とする電源装置。
  2. 【請求項2】  制御手段は、第1のカウンタの所要周
    波数、第2のカウンタの所要周波数,所要デューティ比
    を予めメモリに記憶されているデータにもとづいて決定
    するものであることを特徴とする請求項1記載の電源装
    置。
  3. 【請求項3】  制御手段は、コンパレータの基準電圧
    を複数レベルに切り換え、該複数レベルに対するコンパ
    レータ出力に応じてPWM回路を最高出力から出力停止
    まで段階的に切り換えるものであることを特徴とする請
    求項1または請求項2記載の電源装置。
  4. 【請求項4】  コンバータトランスの2次側に負荷電
    流検出回路を設け、制御手段は前記負荷電流検出回路の
    出力に応じてPWM回路の出力の制限または停止を行う
    ことを特徴とする請求項1または請求項2または請求項
    3記載の電源装置。
  5. 【請求項5】  スイッチング素子に直列に電流検出回
    路を設け、また前記電流検出回路の出力と電圧検出回路
    の出力を切り換えてコンパレータに供給するアナログス
    イッチを設けて、制御手段は、前記スイッチング素子オ
    ンの少なくとも一部のタイミング中、前記アナログスイ
    ッチを電流検出回路側に切り換えると共に基準電圧を電
    流検出用に切り換えて、その際のコンパレータの出力に
    応じて前記スイッチング素子を制御し、その他のタイミ
    ング中は、前記アナログスイッチを電圧検出回路側へ切
    り換えると共に基準電圧を電圧検出用に切り換えて、そ
    の際のコンパレータの出力に応じてPWM回路を制御す
    ることを特徴とする請求項1または請求項2または請求
    項3記載の電源装置。
  6. 【請求項6】  制御手段は、出力の立上がり,立下が
    り時に、コンパレータの電圧検出用基準電圧を予めメモ
    リに記憶されているデータにもとづいて段階的に切り換
    えて最終値に到達させるものであることを特徴とする請
    求項1または請求項2記載の電源装置。
JP7762691A 1991-04-10 1991-04-10 電源装置 Withdrawn JPH04312351A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07229461A (ja) * 1994-02-18 1995-08-29 Hanshin Electric Co Ltd 内燃機関の重ね放電型点火装置
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Effective date: 19980711