JPH0636668B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電源装置に関し、さらに詳しくはプラス，マイ
ナスの両極性の高圧直流電源を供給する電源装置に関す
るものである。

［従来の技術］ マイクロフィルム，電子式複写機，レーザービームプリ
ンター等の機器においてネガティブな現像とポジティブ
な現像を行なう場合には帯電のための高圧直流電源電圧
としてプラス電源電圧とマイナスの電源電圧が必要であ
る。

このような場合に用いられる従来の電源装置では、プラ
スの電源回路とマイナスの電源回路をそれぞれ別々に設
け、この２つの回路をリレー等により切り換えて用いる
構成が採用されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の電源装置では上述のように２つの回路を別々に設
けるため、部品点数が多く、また装置全体が大型化して
しまうという問題がある。また従来装置では高圧の出力
を切り換えるため、その際に大きなノイズを発生すると
いう問題がある。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のである。

［問題点を解決するための手段］ 上記の問題点を解決するために本発明の電源装置では、
中間タップを持つ１次巻線及び２つの２次巻線を有する
トランスと、前記１次巻線に供電される直流の向きを１
次巻線の巻き方向に対して両方向に切り換える切り換え
スイッチと、前記直流をオン，オフするスイッチング回
路と、前記オン，オフにより前記２次巻線のそれぞれに
発生する電流を互いに逆極性で整流，平滑し、出力が直
列に接続された２つの整流，平滑回路とから構成され、
前記２つの整流，平滑回路の出力の和を出力とし、前記
直流のオン時間とオフ時間を互いに異ならしめた構成を
採用した。

［作 用］ 図に示す構成においてトランスＴ３の１次巻線ｌ１の中
間タップＴＰには所定の直流電圧Ｖccが印加されてお
り、切り換えスイッチＳＷ１が接点Ａ側に切り換えられ
ている場合には１次巻線ｌ１の端子ＥからＣに向かって
電流が流れる。この電流はトランジスタＱ１によりオ
ン，オフされ、その場合オン時間はオフ時間に対して充
分短くされる。

そして前記のオンにより２次巻線ｌ２，ｌ３のそれぞれ
に所定のフォワード電圧Ｅ１が発生するが、２次巻線ｌ
２，ｌ３のそれぞれの整流，平滑回路においてダイオー
ドＤ１，Ｄ２の極性の相違により例えば一方の回路のコ
ンデンサＣ５のみに電圧Ｅ１がチャージされる。

次に上記のオフにより２次巻線のそれぞれにオン時のフ
ォワード電圧と逆極性でいわゆるフライバック電圧−Ｅ
２が発生し、この電圧−Ｅ２はダイオードＤ１，Ｄ２の
極性の相違により今度は他方のコンデンサＣ４のみにチ
ャージされる。そして電圧−Ｅ２と先にチャージされた
電圧Ｅ１とは両コンデンサＣ４，Ｃ５により平滑され、
その和が出力される。ここで上述したようにトランジス
タＱ１のオン時間がオフ時間より充分短く、Ｅ１の発生
時間がＥ２の発生時間より充分短いため、出力ＨＶ_out
は所定のマイナス電圧となる。

ここで、ＨＶ_outの値は （トランジスタＱ１のオン時間をＴ１、オフ時間をＴ２
とする）と表せる。

一方切り換えスイッチＳＷ１は接点Ｂ側に切り換えられ
た場合には１次巻線ｌ１において電流は端子ＥからＦに
向かって流れ、１次巻線ｌ１の巻き方向に対して上述の
場合と逆向きに流れるので、そのオン，オフ時に２次巻
線に発生するフォワード電圧，フライバック電圧の極性
は上述と逆の−Ｅ１，Ｅ２となり、それぞれコンデンサ
Ｃ４，Ｃ５にチャージされ、その和が出力される。上述
した発生時間による大小関係から出力ＨＶ_outは、 の所定のプラス電圧となる。

このようにしてプラスの電源回路とマイナスの電源回路
を一体にした構成において、トランスの１次巻線に印加
される（絶対値が）低圧の入力電流の向きを１次巻線の
巻き方向に対して両方向に切り換えスイッチＳＷ１を介
して切り換えることによりプラスとマイナスの出力を得
られる。

［実施例］ 以下、添付した図を参照して本発明の詳細を説明する。

図は本実施例による電源装置の構成を示す回路図であ
る。

符号Ｔ３で示すものはトランスであり、中間タップを有
した１次巻線ｌ１と２つの２次巻線ｌ２，ｌ３を有して
いる。

１次巻線ｌ１の中間タップＴＰには不図示の給電回路か
ら所定のプラスの直流電圧Ｖccが印加される。また１次
巻線の両端の端子Ｃ，Ｆは装置の出力の極性を切り換え
るための手動等で操作される切り換えスイッチＳＷ１の
接点Ａ，Ｂのそれぞれに接続され、切り換えスイッチＳ
Ｗ１を介してスイッチング用のトランジスタＱ１のコレ
クタに接続されている。トランジスタＱ１はエミッタを
接地され、ベースに単安定マルチバイブレータ２の出力
を接続されている。単安定マルチバイブレータ２の入力
にはオシレータ１の出力が接続されている。

一方トランスＴ３の第１の２次巻線ｌ２の両端の端子
Ｇ，ＨはダイオードＤ１とコンデンサＣ４の直列接続か
らなる整流，平滑回路に接続されており、ダイオードＤ
１とコンデンサＣ４間の接続点は電源装置の出力端子６
に接続されている。

また第２の２次巻線ｌ３の両端の端子Ｉ，Ｊは上記ダイ
オードＤ１と逆極性のダイオードＤ２と接地されたコン
デンサＣ５の直列接続からなる整流，平滑回路に接続さ
れており、ダイオードＤ２，コンデンサＣ５間の接続点
は第１の２次巻線ｌ２，コンデンサＣ４間の接続点に接
続されている。

すなわち２次巻線ｌ２，ｌ３のそれぞれに発生する電流
をそれぞれ逆極性で整流し，平滑する２つの整流，平滑
回路の出力が直列に接続され、出力端子６に接続されて
いる。

次に以上のように構成された本実施例の動作につき説明
する。

動作時にはまずオシレータ１が所定周波数でオン，オフ
比がほぼ１：１のパルスすなわちデューティー比がほぼ
０．５のクロックパルスを単安定マルチバイブレータ２
に入力する。

単安定マルチバイブレータは上記パルスによりトリガさ
れ、デューティー比が充分小さなパルスをトランジスタ
Ｑ１のベースに出力し、これによりトランジスタＱ１が
オン，オフしてスイッチングを行なう。すなわちトラン
ジスタＱ１のオン時間はオフ時間に対して充分短くな
る。

一方トランスＴ３の１次巻線ｌ１の中間タップＴＰに直
流電圧Ｖccが印加され、切り換えスイッチＳＷ１の可動
接片が接点Ａ，Ｂのいずれかに切り換えられているかに
より、中間タップから１次巻線ｌ１の両端の端子Ｃ，Ｆ
のいずれかに向かって電流が流れる。そしてこの電流が
トランジスタＱ１のスイッチングによりオン，オフされ
てトランスＴ３が駆動される。

ここで、切り換えスイッチＳＷ１が接点Ａ側に切り換え
られている場合には動作は以下のようになる。

トランジスタＱ１がオンすると１次巻線ｌ１において中
間タップの端子Ｅから一方の端子Ｃ側へ向かって電流が
流れ、巻線比に応じて２次巻線ｌ３に所定のいわゆるフ
ォワード電圧Ｅ１が発生する。これは、２次巻線ｌ２，
ｌ３の両端の端子Ｇ〜Ｊにおいて例えば端子Ｇ及びＩ側
がプラスとなり、端子Ｈ，Ｊ側がマイナスとなり、さら
にダイオードの極性のためダイオードＤ１はオフし、Ｄ
２はオンするのでコンデンサＣ４には電圧が印加され
ず、一方コンデンサＣ５にはフォワード電圧Ｅ１が両端
にチャージされるためである。

次にトランジスタＱ１がオフすると１次巻線ｌ１の電流
が遮断されるので２次巻線ｌ２にオン時のフォワード電
圧と逆極性でいわゆるフライバック電圧−Ｅ２が発生す
る。

これは、各端子Ｇ〜Ｊの極性は上述のオン時と逆になる
のでダイオードＤ１はオンし、Ｄ２はオフし、今度はコ
ンデンサＣ４のみにフライバック電圧−Ｅ２がチャージ
されるためである。

そして先にコンデンサＣ５にチャージされたフォワード
電圧Ｅ１と、コンデンサＣ４にチヤージされたフライバ
ック電圧−Ｅ２は両コンデンサにより平滑され、その和
が出力端子６の出力電圧となる。

ここで上述したようにトランジスタＱ１のオン時間（Ｔ
１）がオフ時間（Ｔ２）より充分短く、フォワード電圧
Ｅ１の発生時間がフライバック電圧Ｅ２の発生時間より
充分短いため、出力 は所定のマイナス電圧となる。

一方切り換えスイッチＳＷ１が接点Ｂ側に切り換えられ
ている場合には１次巻線ｌ１において電流は端子Ｅから
端子Ｆへ向かって流れ１次巻線ｌ１の巻き方向に対して
上述の場合と逆方向に流れるのでトランジスタＱ１のオ
ン，オフにより２次巻線ｌ２，ｌ３に発生するフォワー
ド電圧，フライバック電圧の極性は上述の場合と逆にな
り、−Ｅ１及び＋Ｅ２になる。そして上述と逆の動作で
フォワード電圧−Ｅ１がコンデンサＣ４にチャージされ
フライバック電圧Ｅ２がコンデンサＣ５にチャージされ
る。両コンデンサＣ４，Ｃ５による平滑により出力端子
６の出力電圧は となり、上述した発生時間による大小関係から所定のプ
ラスの出力電圧となる。

以上のようにして本実施例によればプラスの電源回路と
マイナスの電源回路を一体にした構成において、トラン
スの１次巻線に印加される低圧の入力電流の向きを１次
巻線の巻き方向に対して両方向に切り換えスイッチＳＷ
１を介して切り換えることによりプラスとマイナスの出
力を得られる。

なお上述の構成において直流電圧Ｖccを供給する不図示
の供電回路を切り換えスイッチＳＷ１に接続し、トラン
ジスタＱ１のコレクタを１次巻線ｌ１の中間タップに接
続しても良い。

［効 果］ 以上の説明から明らかなように本発明の電源装置の構成
によればプラスの電源回路とマイナスの電源回路を一体
に構成することにより部品点数の低減，装置の小型化及
び製造コストの低減が図れる。また出力の極性の切り換
えは、（絶対値が）低圧の入力側の切り換えにより行な
われるのでノイズの発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例による電源装置の構成を示す回路図
である。 １……オシレータ ２……単安定マルチバイブレータ Ｑ１……トランジスタ、Ｔ３……トランス ＳＷ１……切換えスイッチ Ｄ１，Ｄ２……ダイオード Ｃ４，Ｃ５……コンデンサ ６……出力端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）中間タップを持つ１次巻線及び２つの
   ２次巻線を有するトランスと、 ｂ）前記１次巻線に給電される直流の向きを１次巻線の
   巻き方向に対して両方向に切り換える切り換えスイッチ
   と、 ｃ）前記直流をオン，オフするスイッチング回路と、 ｄ）前記オン，オフにより前記２次巻線のそれぞれに発
   生する電流を互いに逆極性で整流，平滑し、出力が直列
   に接続された２つの整流，平滑回路とから構成され、 ｅ）前記２つの整流，平滑回路の出力の和を出力とし、 ｆ）前記直流のオン時間とオフ時間を互いに異ならしめ
   たことを特徴とする電源装置。