JPH0515147A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH0515147A
JPH0515147A JP15791891A JP15791891A JPH0515147A JP H0515147 A JPH0515147 A JP H0515147A JP 15791891 A JP15791891 A JP 15791891A JP 15791891 A JP15791891 A JP 15791891A JP H0515147 A JPH0515147 A JP H0515147A
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JP15791891A
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Tetsushi Saito
哲史 斎藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化ができ、簡単な回路構成で任意の波形
出力を得ることができ、信頼性の向上した電源装置を得
ること。 【構成】 高周波のコンバータトランスTの1次側をス
イッチングトランジスタQ1で駆動し、コンバータトラ
ンスTの2次側出力を整流器Dで整流し、カップリング
コンデンサC1を介して容量性負荷C2を充電する。前
記スイッチングトランジスタQ1の非駆動時に、スイッ
チングトランジスタQ2をオンして出力端を介して容量
性負荷C2の電荷を放電する。抵抗R2,R3で負荷電
圧を検出し、マイクロコンピュータ1において、この検
出信号を所要基準波形信号と比較し、その差分に応じて
前記スイッチングトランジスタQ1,Q2を制御し、前
記基準波形に相似の負荷電圧を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式の複写
機,プリンタの現像バイアスに使用される高圧電源装置
等の電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、たとえば複写機のジャンピング現
像方式の現像バイアスに用いられる高圧電源装置は、交
流を昇圧する昇圧トランスとDC−DCコンバータとか
ら構成され、昇圧トランスから出力された低周波交流に
直流電圧を重畳させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
様な従来の高圧電源装置にあっては、低周波の出力を得
るためには大型のトランスが必要となり、装置が大型化
するとともに高価なものになるという問題があり、ま
た、正弦波出力が求められる場合には正弦波発生回路等
の回路構成が複雑になり、同じく高価なものになるとと
もに、駆動回路の出力損失が大きくなり、昇温が大きい
という問題があった。
【0004】本発明は、この様な問題に着目してなされ
たもので、装置の小型化をはかることができ、また、簡
単な回路構成で正弦波出力及びこれ以外の任意の波形出
力を得ることが出来、信頼性の向上した電源装置を得る
ことを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、電源装置を次の(1)〜(5)のとお
りに構成する。
【0006】(1)高周波のトランスと、該トランスの
1次側を駆動する駆動手段と、前記トランスの2次側と
容量性負荷に接続される出力端との間に接続された整流
器と、前記駆動手段の非駆動時に前記出力端を介して前
記容量性負荷の電荷を放電する放電手段と、前記容量性
負荷の電圧を検出する負荷電圧検出手段と、該負荷電圧
検出手段の検出信号を所要の基準波形信号と比較して、
その差分に応じて前記駆動手段および前記放電手段を制
御する制御手段とを備えた電源装置。
【0007】(2)制御手段は、差分に応じて、その差
分を検知した周期に続く周期において駆動手段および放
電手段を制御するものである前記(1)記載の電源装
置。
【0008】(3)当該電源装置から電源供給される本
体装置の環境状態を検知する環境状態検知手段と、前記
本体装置の使用モードを検知する使用モード検知手段
と、前記環境状態検知手段の出力および前記使用モード
検知手段の出力に応じて前記本体装置が必要とする電源
電圧のピークピーク値を決めるピークピーク値決定手段
とを更に備え、かつ制御手段は基準波形信号のピークピ
ーク値を前記ピークピーク値決定手段で決めたピークピ
ーク値に変えて制御を行うものである前記(1)記載の
電源装置。
【0009】(4)当該電源装置から電源供給される本
体装置の環境状態を検知する環境状態検知手段と、前記
本体装置の使用モードを検知する使用モード検知手段
と、前記環境状態検知手段の出力および前記使用モード
検知手段の出力に応じて前記本体装置が必要とする電源
電圧のデューティ比を決めるデューティ比決定手段とを
更に備え、かつ制御手段は基準波形信号のデューティ比
を前記デューティ比決定手段で決めたデューティ比に変
えて制御を行うものである前記(1)記載の電源装置。
【0010】(5)当該電源装置から電源供給される本
体装置の環境状態を検知する環境状態検知手段と、前記
本体装置の使用モードを検知する使用モード検知手段
と、前記環境状態検知手段の出力および前記使用モード
検知手段の出力に応じて前記本体装置が必要とする電源
電圧の周波数を決める周波数決定手段とを更に備え、か
つ制御手段は基準波形信号の周波数を前記周波数決定手
段で決めた周波数に変えて制御を行うものである前記
(1)記載の電源装置。
【0011】
【作用】前記(1)〜(5)の構成により、検出信号と
所要の基準波形信号の差分に応じて駆動手段および放電
手段が制御され、前記基準波形に相似の出力電圧波形が
得られる。
【0012】前記(2)の構成では、差分に応じて、そ
の差分を検出した周期に続く周期において駆動手段およ
び放電手段が制御される。前記(3),(4),(5)
の構成では、本体装置の環境状態,使用モードに応じた
ピークピーク値,デューティ比,周波数の出力電圧が供
給される。
【0013】
【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“高圧電源装置”の
構成図である。図において、Tは高周波のコンバータト
ランスで、Eは直流電源、Dは整流用ダイオード、C1
はカップリングコンデンサ、C2は容量性負荷、R1は
放電量制限のための抵抗、R2,R3は出力電圧検出抵
抗、Q1はトランスTの駆動用スイッチングトランジス
タ、Q2は出力放電用のスイッチングトランジスタ、1
は本装置全体を制御するマイクロコンピュータ(以下マ
イコンという)、2はスイッチングトランジスタQ1に
対する充電用PWM発生回路、3はスイッチングトラン
ジスタQ2に対する放電用PWM発生回路である。
【0014】次に動作について説明する。充電用PWM
発生回路2からのベース信号により、スイッチングトラ
ンジスタQ1がオンオフし直流電源EからトランスTに
直流が流れ、その巻数に応じた電圧が2次側に誘起され
る。トランスTの2次側に誘起された電圧は、タイオー
ドDにより整流され、カップリングコンデンサC1を介
して容量性負荷C2に充電され、負荷C2の両端の電圧
を上げることができる。
【0015】また、スイッチングトランジスタQ1の非
駆動期間中に、放電用PWM発生回路3からのベース信
号により、スイッチングトランジスタQ2がオンオフ
し、オンされた状態では容量性負荷C2に充電された電
荷を放電させ、容量性負荷C2両端の電圧を下げること
ができる。
【0016】図1中、マイコンは図2に示す基準波形デ
ータVnを持っている。抵抗R3より検出された電圧
V′nと、基準波形データVnとの差分ΔVより、以下
の様な式により演算し、充電量と放電量を、それぞれの
PWM発生回路2,3に出力する。
【0017】 要求充電量=A*ΔV+B 要求放電量=A′*ΔV+B′ これにより充電用PWM回路2は、その要求充電量に応
じて、スイッチングトランジスタQ1をスイッチング
し、トランスTを駆動することにより、負荷C2に充電
し、出力の電位を上げる働きをする。また、放電用PW
M発生回路3はその要求放電量に応じて、スイッチング
トランジスタQ2をスイッチングし、負荷C2に充電さ
れている電荷を放電させ、出力の電位を下げる働きをす
る。
【0018】この様にマイコン1に持たせる基準波形デ
ータVnに応じて、出力波形Vn′をコントロールする
ことができる。前記Vn,Vn′,ΔVの関係をアナロ
グ的に示すと図2のようになる。
【0019】(実施例2)図3は実施例2の構成図であ
る。図において、1は高周波のコンバータトランスで、
1次巻線1aの一端には直流電源Vccと平滑用のコン
デンサC3が接続され、他端には駆動用のスイッチング
トランジスタQ1が接続されている。また、コンバータ
トランス1の2次巻線1bには整流用ダイオードDが接
続されている。5はこの2次巻線1bからの整流出力に
より容量性負荷7を充電する充電回路で、コンデンサC
4により構成されている。4はその充電電荷を放電する
放電回路で、トランジスタQ2により構成されている。
10はコンバータトランス1の交流出力に直流を重畳さ
せる直流電源で、抵抗R4が直列に接続されている。6
は出力端子、8は負荷7に流れる電流を検出する電流検
出回路である。9は負荷7の電圧を検出する負荷電圧検
出回路で、前記コンバータトランス1の整流出力を抵抗
R2とR3で分圧した電圧が入力される。11−1,1
1−2はこれらの検出回路8,9からの負荷電流及び負
荷電圧の検出出力をそれぞれディジタル信号に変換する
A−D変換器、12はこのA−D変換器11−1,11
−2の出力を所定の関数の基準波形信号と比較した差分
に基づいて、前記スイッチングトランジスタQ1の駆動
量及び放電回路4の放電量を制御する制御手段を構成し
ているマイコンで、前述の各スイッチングトランジスタ
Q1,Q2の駆動はこのマイコン12により制御され
る。なお、前記容量性負荷7は電子写真方式の複写機,
プリンタでは現像ローラに相当するものであり、その抵
抗分は他の回路のインピーダンスと比較してまったく無
視できる程度に大きいものとなっている。
【0020】次に動作について説明する。スイッチング
トランジスタQ1がマイコン12により駆動(オン,オ
フ)されると、コンバータトランス1の2次巻線1bに
高周波交流が発生する。この2次巻線1bの高周波出力
は、ダイオードDにより整流され、充電回路5及び放電
回路4での充放電に供される。そして、この充放電によ
り低周波の出力が得られ、この低周波出力に直流電源1
0からの直流が重畳され、出力端子6に高圧出力が発生
する。その際、マイコン12は、内部タイマ及び内部プ
ログラミングによって得られた所定関数の基準波形信号
とA−D変換器9の出力とを比較しており、その比較結
果に応じて前記充放電のタイミングを制御している。具
体的には、負荷電圧の検出出力のディジタル信号と前記
所定関数の基準波形信号と比較して前記負荷電圧の振幅
を制御している。
【0021】図4は前記マイコン12の制御動作を詳細
に示すフローチャートである。このプログラムでは、内
部クロックにより所定周期、またそれを所定サンプリン
グ回数に分けるために割込み機能を使用する。すなわち
割込みが発生するごとにサンプリング,演算,そして演
算結果の出力を行う。
【0022】m周期目,n回目のサンプリングにおいて
割込みが発生すると、検出電圧V(m,n)を読みこむ
(S1参照)。また、メモリ内部に持つ目標波形の個々
の時刻における目標値電圧Vnより検出電圧V(m,
n)を減算した差分ΔV(m,n)の符号を判定して、
充電,放電を判断する(S2)。次に、充電モードの場
合は放電出力をストップさせ(S3)、放電モードの場
合は充電をストップさせる(S7)。各々の充放電量P
(m,n)は、前周期時の出力値P(m−1,n)と、
前周期サンプリング時の目標値との差分(誤差)ΔV
(m−1,n)に適切な定数Aを乗じたものとの和で求
める(S4,S8)。この演算結果により、各々の出力
パルス幅(オン時間)の設定を更新する(S5,S
9)。また、今回のサンプリングにおける目標値Vnと
の差分ΔV(m,n)を求め、メモリに格納する(S
6,S10)。格納されたデータは、m+1周期目のサ
ンプリング時の充放電量P(m+1,n)の算出に用い
られる。以上の算出状態をアナログ的に示すと図5のよ
うになる。
【0023】(実施例3)図6は実施例3の構成図であ
る。図において、21は容量性負荷C2を有する本体装
置の使用される諸環境状態を検知するセンサ、20は本
体装置の使用モードを検知する使用モード検知回路、2
2は環境状態を検知するセンサ21,使用モード検知回
路20からの信号より、本体装置の電源に必要とされる
Vpp(ピークピーク値)を算出する演算処理部であ
る。なお、実施例1と同一符号は同一機能部分である。
【0024】ところで、本体装置の使用される環境条件
や使用モードによって、必要とされる電源電圧のピーク
ピーク値が変化する場合がある。本実施例では、そうし
た諸環境条件や使用モードから決まるVppデータをマ
イコン1に取込み、逐次マイコン1の持つ基準波形デー
タを書換えて前記変化に対処している。
【0025】(実施例4)図7は実施例4の構成図であ
る。図において、23はデューティ比演算処理部、20
は本体装置の使用モードを検知する使用モード検知回
路、21は本体装置の環境状態を検知するセンサであ
る。
【0026】本体装置の使用される環境条件や、モード
設定などによって、電源に要求される電圧波形のデュー
ティ比が変化することがある。
【0027】この様な場合本実施例では、モード状態や
環境状態によって要求されるデューティ比を演算し、マ
イコン1の基準波形データを書換えることにより対応で
きる。
【0028】(実施例5)図8は実施例5の構成図であ
る。図において、24は周波数演算処理部、20は本体
装置の使用モードを検知する使用モード検知回路、21
は本体装置の環境状態を検知するセンサである。
【0029】本体装置の使用される環境条件や、モード
設定などによって、電源に要求される電圧波形の周波数
が変化することがある。
【0030】この様な場合本実施例では、モード状態や
環境状態によって要求される周波数を演算し、マイコン
1の基準波形データを書換えることにより対応できる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低周波出力を得るのに小型の高周波トランスを使用する
ことができるため装置の小型化を図ることができ、安価
なものになり、またディジタル信号処理が可能なため、
簡単な回路構成で容易に任意波形出力が得られる。この
ため、本電源装置を使用する本体装置の状態に応じた任
意の波形出力を発生させることが可能となる。また、請
求項2の発明によれば、1周期遅れで制御を掛けるため
処理速度の遅いマイコンでも位相遅れになることなく制
御が可能となり、安価であると同時に、信頼性も向上す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1の構成図
【図2】 実施例1の説明図
【図3】 実施例2の構成図
【図4】 実施例2の動作を示すフローチャート
【図5】 実施例2の説明図
【図6】 実施例3の構成図
【図7】 実施例4の構成図
【図8】 実施例5の構成図
【符号の説明】
1 マイコン C2 容量性負荷 D 整流用ダイオード Q1,Q2 スイッチングトランジスタ T 高周波のコンバータトランス

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波のトランスと、該トランスの1次
    側を駆動する駆動手段と、前記トランスの2次側と容量
    性負荷に接続される出力端との間に接続された整流器
    と、前記駆動手段の非駆動時に前記出力端を介して前記
    容量性負荷の電荷を放電する放電手段と、前記容量性負
    荷の電圧を検出する負荷電圧検出手段と、該負荷電圧検
    出手段の検出信号を所要の基準波形信号と比較して、そ
    の差分に応じて前記駆動手段および前記放電手段を制御
    する制御手段とを備えたことを特徴とする電源装置。
  2. 【請求項2】 制御手段は、差分に応じて、その差分を
    検知した周期に続く周期において駆動手段および放電手
    段を制御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】 当該電源装置から電源供給される本体装
    置の環境状態を検知する環境状態検知手段と、前記本体
    装置の使用モードを検知する使用モード検知手段と、前
    記環境状態検知手段の出力および前記使用モード検知手
    段の出力に応じて前記本体装置が必要とする電源電圧の
    ピークピーク値を決めるピークピーク値決定手段とを更
    に備え、かつ制御手段は基準波形信号のピークピーク値
    を前記ピークピーク値決定手段で決めたピークピーク値
    に変えて制御を行うものであることを特徴とする請求項
    1記載の電源装置。
  4. 【請求項4】 当該電源装置から電源供給される本体装
    置の環境状態を検知する環境状態検知手段と、前記本体
    装置の使用モードを検知する使用モード検知手段と、前
    記環境状態検知手段の出力および前記使用モード検知手
    段の出力に応じて前記本体装置が必要とする電源電圧の
    デューティ比を決めるデューティ比決定手段とを更に備
    え、かつ制御手段は基準波形信号のデューティ比を前記
    デューティ比決定手段で決めたデューティ比に変えて制
    御を行うものであることを特徴とする請求項1記載の電
    源装置。
  5. 【請求項5】 当該電源装置から電源供給される本体装
    置の環境状態を検知する環境状態検知手段と、前記本体
    装置の使用モードを検知する使用モード検知手段と、前
    記環境状態検知手段の出力および前記使用モード検知手
    段の出力に応じて前記本体装置が必要とする電源電圧の
    周波数を決める周波数決定手段とを更に備え、かつ制御
    手段は基準波形信号の周波数を前記周波数決定手段で決
    めた周波数に変えて制御を行うものであることを特徴と
    する請求項1記載の電源装置。
JP15791891A 1991-06-28 1991-06-28 電源装置 Withdrawn JPH0515147A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100342625B1 (ko) * 1998-12-16 2002-08-22 한국과학기술연구원 전기유변성유체를이용한감쇠력제어계용이중궤환형고속고전압전력공급장치
JP2005086889A (ja) * 2003-09-08 2005-03-31 Ricoh Co Ltd 電源装置および画像形成装置
DE10110609B4 (de) * 2001-03-06 2013-01-03 Fludicon Gmbh Hochspannungsnetzteil

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Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980903