JPH0636669B2 - 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と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の電源電圧とマ
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
しまうと言う問題がある。又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言
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、
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、前記
１次巻線の少なくとも１部のインダクタンスとコンデン
サの直列接続から構成される電圧共振回路と、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
逆極性で整流し、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Ｔ１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。又この場合に１次巻線ｌ１の中間タップ
ＴＰと端子Ｃ，Ｆのいずれか一方との間のインダクタン
スと共振用のコンデンサＣ１から構成される共振回路の
電圧共振により上記のトランジスタＱ１のスイッチング
ロスが低減される。

一方前記のオンにより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Ｄ２，Ｄ３の極性の相違により例えば一方の回路のコ
ンデンサのＣ４のみに電圧Ｅ１がチャージされる。

次に上記のオフによれ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Ｄ２，Ｄ３の
極性の相違により今度は他方のコンデンサＣ３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Ｃ３，Ｃ４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のオン時間がオン時間より充分短く、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が接点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
Ｃ３，Ｃ４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Ｔ１で示すものはトランスであり、中間タップＴＰ
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
ら抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ２を介して平滑された所定
のプラスの直流電圧Ｖccが印加される。又１次巻線ｌ１
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ＳＷ１
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はスイッチングによりトランスＴ１を
駆動するもので、エミッタを接地され、ベースには入力
端子１を介して不図示のパルス出力回路から所定周波数
でデューティー比が充分小さなパルスを入力され、オ
ン，オフする。即ち、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される。またトランジスタＱ１
のコレクタ，接地間には共振用のコンデンサＣ１とダン
パー用のダイオードＤ１が並列に接続されている。トラ
ンジスタＱ１のオフ時には上記コンデンサＣ１と１次巻
線ｌ１の中間タップと両端間のいずれか一方とのインダ
クタンス（分布容量）とにより共振回路が構成される。

一方トランスＴ１の第１の２次巻線ｌ２の両端の端子の
Ｇ，ＨはダイオードＤ２とコンデンサＣ３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
２とコンデンサＣ３間の接続点は電源装置の出力端子２
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Ｄ２と逆極性のダイオードＤ３と接地されたコン
デンサＣ４の直列接続から成る整流，平滑回路に接続さ
れており、ダイオードＤ３，コンデンサＣ４間の接続点
は第１の２次巻線ｌ２，コンデンサＣ３間の接続点に接
続されている。

即ち、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２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。

動作時にはまず上述したようにトランジスタＱ１のベー
スにデューティー比の充分小さいパルスが入力されるこ
とにより、トランジスタＱ１がオン，オフし、この場合
オン時間がオフ時間に対して充分短くなる。

一方トランスＴ１の１次巻線ｌ１の中間タップＴＰの端
子Ｅには抵抗Ｒ１，コンデンサＣ２を介して平滑された
直流電圧Ｖccが印加され、切り換えてスイッチ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Ｔ１が駆動される。なおここでのトランジ
スタＱ１のオフ時には先述したようにコンデンサＣ１と
１次巻線ｌ１の中間タップと両端の端子Ｃ，Ｆ間のいず
れか一方のインダクタンスＬとによって共振回路が構成
され電圧共振が発生し、インダクタンスＬにマイナスの
電圧が発生し上記のオフがより確実になり、スイッチン
グロスが少なくなる。またこの場合にダイオードＤ１を
介して電流が流れるため、より効果が高くなる。

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Ｄ２はオフし、Ｄ３
はオンするので、コンデンサＣ３には電圧が印加され
ず、一方コンデンサＣ４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Ｄ２はオンし、Ｄ３はオフし、今度はコ
ンデンサＣ３のみにフライバック電圧−Ｅ２がチャージ
されためである。

そして先にコンデンサＣ４にチャージされたフォワード
電圧Ｅ１と、コンデンサＣ３にチャ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
（Ｔ１）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 は所定のマイナスの電圧となる。

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Ｑ
１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Ｃ３にチャー
ジされフライバック電圧Ｅ２がコンデンサＣ４にチャー
ジされる。両コンデンサＣ３，Ｃ４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
の給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……入力端子、２……出力端子 Ｑ１……トランジスタ、Ｔ１……トランス Ｄ１〜Ｄ３……ダイオード Ｃ１〜Ｃ４……コンデンサ ＳＷ１……切換えスイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）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１次巻線の少なくとも１部のインダクタンスと
   コンデンサの直列接続から構成される電圧共振回路と、 ｄ）前記直流をオン，オフするスイッチング回路と、 ｅ）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し、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、 ｆ）前記２つの整流，平滑回路の出力の和を出力とし、 ｇ）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。
2. 【請求項２】前記スイッチング回路を構成するスイッチ
   ングトランジスタと並列にダンパー用のダイオードを接
   続したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   電源装置。