JPH0828968B2 - 定電流電源回路 - Google Patents
定電流電源回路Info
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- JPH0828968B2 JPH0828968B2 JP2007950A JP795090A JPH0828968B2 JP H0828968 B2 JPH0828968 B2 JP H0828968B2 JP 2007950 A JP2007950 A JP 2007950A JP 795090 A JP795090 A JP 795090A JP H0828968 B2 JPH0828968 B2 JP H0828968B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、外部から与える制御電圧に応じて出力電
流を可変する定電流電源回路に関する。
流を可変する定電流電源回路に関する。
（ｂ）従来の技術 たとえば電子写真式複写機やレーザービームプリンタ
等においては、感光体を帯電させる帯電器や用紙にトナ
ー像を転写させる転写チャージャー等に対して直流高電
圧を供給する高電圧電源回路が組み込まれている。
等においては、感光体を帯電させる帯電器や用紙にトナ
ー像を転写させる転写チャージャー等に対して直流高電
圧を供給する高電圧電源回路が組み込まれている。
この種の高電圧電源回路は、必要に応じて感光体また
は用紙の帯電量を制御する必要があり、外部から制御電
圧を印加することによって負荷電流を制御できるように
構成されている。
は用紙の帯電量を制御する必要があり、外部から制御電
圧を印加することによって負荷電流を制御できるように
構成されている。
第４図に従来の定電流電源回路における負荷電流検出
回路の構成例を示す。第４図において１は差動増幅回路
であり、その非反転入力に負荷電流の電流帰還ラインIo
utが接続され、この非反転入力と接地電位間に基準電圧
発生回路Vk（基準電圧Vkを発生する回路）および抵抗Rf
の直列回路が接続されている。抵抗R3およびR4は前記基
準電圧Vkを分圧する抵抗分圧回路であり、その分圧電圧
Vsが抵抗R5を介して差動増幅回路１の反転入力に供給さ
れている。基準電圧発生回路Vkの発生電圧は外部から供
給される制御電圧に応じて変えられる。負荷電流Ioは接
地から基準電圧発生回路Vkおよび抵抗Rfを通して電流帰
還ラインIoutへ流れる。したがって差動増幅回路１の非
反転入力には基準電圧Vkに抵抗Rfによる降下電圧を減じ
た電圧が入力され、反転入力の電圧Vsとの差に応じた定
電流化用誤差信号が発生される。この誤差信号に応じて
トランスに対する入力電力が負帰還制御されることによ
って負荷電流が一定化される。
回路の構成例を示す。第４図において１は差動増幅回路
であり、その非反転入力に負荷電流の電流帰還ラインIo
utが接続され、この非反転入力と接地電位間に基準電圧
発生回路Vk（基準電圧Vkを発生する回路）および抵抗Rf
の直列回路が接続されている。抵抗R3およびR4は前記基
準電圧Vkを分圧する抵抗分圧回路であり、その分圧電圧
Vsが抵抗R5を介して差動増幅回路１の反転入力に供給さ
れている。基準電圧発生回路Vkの発生電圧は外部から供
給される制御電圧に応じて変えられる。負荷電流Ioは接
地から基準電圧発生回路Vkおよび抵抗Rfを通して電流帰
還ラインIoutへ流れる。したがって差動増幅回路１の非
反転入力には基準電圧Vkに抵抗Rfによる降下電圧を減じ
た電圧が入力され、反転入力の電圧Vsとの差に応じた定
電流化用誤差信号が発生される。この誤差信号に応じて
トランスに対する入力電力が負帰還制御されることによ
って負荷電流が一定化される。
（ｃ）発明が解決しようとする課題 ところが、このような従来の定電流電源回路において
は、以下に述べる解決すべき技術的課題があった。
は、以下に述べる解決すべき技術的課題があった。
即ち、第４図に示した回路において差動増幅回路１の
入力間は定常状態においてイマジナリーショートと見做
され、次式が成り立つ。
入力間は定常状態においてイマジナリーショートと見做
され、次式が成り立つ。
Vs＝Vk−Io・Rf ……（１） Vs＝α・Vk ……（２） ∴Io＝（１−α）Vk/Rf ……（３） つまり負荷電流Ioは基準電圧Vkに比例し、抵抗Rfの抵
抗値に反比例する。通常抵抗Rfは所定値に固定されるた
め、基準電圧Vkを外部からの制御電圧によって変化させ
た場合、第５図に示すように、基準電圧Vkに対する負荷
電流Ioの関係は、常に原点を通る特性のみしか得られな
い。基準電圧Vkと電圧値は外部から与えられる制御電圧
に比例するため、結局制御電圧に対し比例関係で負荷電
流を制御することしかできなかった。このため、たとえ
ば比較的狭い範囲について負荷電流を高分解能で変化さ
せるといったことはできなかった。
抗値に反比例する。通常抵抗Rfは所定値に固定されるた
め、基準電圧Vkを外部からの制御電圧によって変化させ
た場合、第５図に示すように、基準電圧Vkに対する負荷
電流Ioの関係は、常に原点を通る特性のみしか得られな
い。基準電圧Vkと電圧値は外部から与えられる制御電圧
に比例するため、結局制御電圧に対し比例関係で負荷電
流を制御することしかできなかった。このため、たとえ
ば比較的狭い範囲について負荷電流を高分解能で変化さ
せるといったことはできなかった。
この発明の目的は、このような従来の問題点を解消し
て、外部から供給する制御電圧に対する負荷電流の制御
特性に自由度を持たせ定電流電源回路を提供することに
ある。
て、外部から供給する制御電圧に対する負荷電流の制御
特性に自由度を持たせ定電流電源回路を提供することに
ある。
（ｄ）課題を解決するための手段 この発明は、トランスと、このトランスの一次巻線に
流れる電流を断続するスイッチング回路と、負荷電流を
検出するとともに、負荷電流に応じて前記スイッチング
回路のトランスに対する入力電力を負帰還制御して負荷
電流を一定化させる定電流制御回路を備えた定電流電源
回路において、 負荷電流の電流帰還ラインを差動増幅回路の第１入力
に接続するとともに、 基準回路発生回路Vkと第１の抵抗R1との直列回路およ
び前記基準電圧発生回路の発生電圧の同一極性の電圧を
発生する可変電圧発生回路Vcと第２の抵抗R2との直列回
路をそれぞれ差動増幅回路の第１入力と接地電位間に接
続し、 差動増幅回路の第２の入力と接地電位間に前記基準電
圧発生回路の発生電圧を分圧して基準電圧を発生する基
準電圧発生回路Vsを接続することによって、 前記差動増幅回路の出力に負荷電流の定電流化用誤差
信号を得る負荷電流検出回路を構成したことを特徴とし
ている。
流れる電流を断続するスイッチング回路と、負荷電流を
検出するとともに、負荷電流に応じて前記スイッチング
回路のトランスに対する入力電力を負帰還制御して負荷
電流を一定化させる定電流制御回路を備えた定電流電源
回路において、 負荷電流の電流帰還ラインを差動増幅回路の第１入力
に接続するとともに、 基準回路発生回路Vkと第１の抵抗R1との直列回路およ
び前記基準電圧発生回路の発生電圧の同一極性の電圧を
発生する可変電圧発生回路Vcと第２の抵抗R2との直列回
路をそれぞれ差動増幅回路の第１入力と接地電位間に接
続し、 差動増幅回路の第２の入力と接地電位間に前記基準電
圧発生回路の発生電圧を分圧して基準電圧を発生する基
準電圧発生回路Vsを接続することによって、 前記差動増幅回路の出力に負荷電流の定電流化用誤差
信号を得る負荷電流検出回路を構成したことを特徴とし
ている。
（ｅ）作用 この発明の定電流電源回路において、スイッチング制
御回路がトランスの一次巻線に流れる電流を断続し、定
電流制御回路が後述する負荷電流検出回路の検出結果に
応じてスイッチング回路のトランスに対する入力電力を
負帰還制御することによって負荷電流を一定化させる。
御回路がトランスの一次巻線に流れる電流を断続し、定
電流制御回路が後述する負荷電流検出回路の検出結果に
応じてスイッチング回路のトランスに対する入力電力を
負帰還制御することによって負荷電流を一定化させる。
前記負荷電流検出回路の構成を第１図に示す。第１図
において１は差動増幅回路であり、電流帰還ラインIout
を差動増幅回路１の第１入力（非反転入力）に接続する
とともに、基準電圧発生回路Vk（基準電圧Vkを発生する
回路）と第１の抵抗R1との直列回路、および可変電圧発
生回路Vc（電圧Vcを発生する回路）と第２の抵抗R2との
直列回路をそれぞれ差動増幅回路の第１入力と接地電位
間に接続し、差動増幅回路１の第２の入力（反転入力）
と接地電位間に基準電圧発生回路Vs（基準電圧Vsを発生
する隘路）を接続している。なお、上記可変電圧発生回
路Vcは、外部から与えられる電圧により発生電圧が変化
する回路または外部電源回路をそのものであり、可変電
圧発生回路Vcの発生電圧Vcを以下外部制御電圧という。
において１は差動増幅回路であり、電流帰還ラインIout
を差動増幅回路１の第１入力（非反転入力）に接続する
とともに、基準電圧発生回路Vk（基準電圧Vkを発生する
回路）と第１の抵抗R1との直列回路、および可変電圧発
生回路Vc（電圧Vcを発生する回路）と第２の抵抗R2との
直列回路をそれぞれ差動増幅回路の第１入力と接地電位
間に接続し、差動増幅回路１の第２の入力（反転入力）
と接地電位間に基準電圧発生回路Vs（基準電圧Vsを発生
する隘路）を接続している。なお、上記可変電圧発生回
路Vcは、外部から与えられる電圧により発生電圧が変化
する回路または外部電源回路をそのものであり、可変電
圧発生回路Vcの発生電圧Vcを以下外部制御電圧という。
第１図に示した回路の動作は次の通りである。同図に
示すように、抵抗R1に流れる電流をI1、抵抗R2に流れる
電流をI2とし、負荷電流をIoとすれば、次の関係が成り
立つ。
示すように、抵抗R1に流れる電流をI1、抵抗R2に流れる
電流をI2とし、負荷電流をIoとすれば、次の関係が成り
立つ。
Io＝I1＋I2 ……（４） Va＝Vk−I1・R1 ……（５） Va＝Vc−I2・R2 ……（６） Va＝Vs ……（７） （５）〜（７）式より I1＝（Vk−Vs）/R1 ……（８） I2＝（Vc−Vs）/R2 ……（９） （８），（９）式を（４）式に代入して Io＝（Vk−Vs）/R1＋（Vc−Vs）/R2 ……（10） ＝Vc/R2 ＋｛R2（Vk−Vs）−R1・Vs｝/R1・R2 ……（11） ここでVkおよびVsは固定であるため、（11）式の第１
項によって外部制御電圧Vcの変化に対する負荷電流Ioの
変化傾きが定まり、また、（11）式の第２項によってVc
＝０のときの負荷電流が定まる。したがって、抵抗R1お
よびR2を設定することにより、外部制御電圧Vcの変化に
対する負荷電流Ioの変化傾きおよび負荷電流Io軸上の切
片を任意に設定することができる。
項によって外部制御電圧Vcの変化に対する負荷電流Ioの
変化傾きが定まり、また、（11）式の第２項によってVc
＝０のときの負荷電流が定まる。したがって、抵抗R1お
よびR2を設定することにより、外部制御電圧Vcの変化に
対する負荷電流Ioの変化傾きおよび負荷電流Io軸上の切
片を任意に設定することができる。
逆に、所定の特性を得るための抵抗R1およびR2の値は
次のようにして求める。まず、第２図に示すように、外
部制御電圧Vcの変化に対する負荷電流Ioの変化を表す任
意の直線を定める。ここでVc＝Vsとすれば（11）式から
次式が求められる。
次のようにして求める。まず、第２図に示すように、外
部制御電圧Vcの変化に対する負荷電流Ioの変化を表す任
意の直線を定める。ここでVc＝Vsとすれば（11）式から
次式が求められる。
Io＝（Vk−Vs）/R1 ……（12） したがって、Vc＝Vsのときの負荷電流Ioを求め、これ
から抵抗R1を求める。またVc＝０のとき、負荷電流Ioは
（11）式の第２項のみとなり、既に求めた抵抗値R1およ
び負荷電流Ioを代入して抵抗値R2を求める。
から抵抗R1を求める。またVc＝０のとき、負荷電流Ioは
（11）式の第２項のみとなり、既に求めた抵抗値R1およ
び負荷電流Ioを代入して抵抗値R2を求める。
以上のようにして、外部制御電圧の変化に対する負荷
電流の変化特性を、任意の２点を通る直線として定める
ことができる。
電流の変化特性を、任意の２点を通る直線として定める
ことができる。
（ｆ）実施例 この発明の実施例である定電流電源回路の回路図を第
３図に示す。第３図において２はトランスであり、その
一次巻線N1に直列にスイッチングトランジスタQ1を接続
し、ベース巻線の一端をQ1のベースに接続している。入
力電源と接地間にはトラジスタQ2,抵抗R6こよびコンデ
ンサC3からなる回路を設け、ベース巻線Nbの他端とコン
デンサC3との間に抵抗R7を接続している。以上に示した
回路は自励発振回路を構成する。
３図に示す。第３図において２はトランスであり、その
一次巻線N1に直列にスイッチングトランジスタQ1を接続
し、ベース巻線の一端をQ1のベースに接続している。入
力電源と接地間にはトラジスタQ2,抵抗R6こよびコンデ
ンサC3からなる回路を設け、ベース巻線Nbの他端とコン
デンサC3との間に抵抗R7を接続している。以上に示した
回路は自励発振回路を構成する。
トランス２の二次巻線N2にはダイオードD1,D2および
コンデンサC1,C2からなる倍電圧整流平滑回路を設け、
電流制限抵抗R8を介して負荷３を接続している。
コンデンサC1,C2からなる倍電圧整流平滑回路を設け、
電流制限抵抗R8を介して負荷３を接続している。
また、第３図において４は負荷電流検出回路であり、
接地電位から前記整流平滑回路の0Vラインへ負荷電流Io
が流れる。負荷電流検出回路内において１は差動増幅回
路であり、負荷電流の電流帰還ラインを非反転入力（＋
入力）に接続し、基準電圧発生回路Vkと抵抗R1との直列
回路、および可変電圧発生回路Vcと抵抗R2との直列回路
をそれぞれ差動増幅回路１の非反転入力と接地間に接続
している。また、基準電圧発生回路Vkに抵抗R3およびR4
からなる分圧回路を接続し、その分圧電圧を成功R5を介
して差動増幅回路１の反転入力（−入力）に供給してい
る。
接地電位から前記整流平滑回路の0Vラインへ負荷電流Io
が流れる。負荷電流検出回路内において１は差動増幅回
路であり、負荷電流の電流帰還ラインを非反転入力（＋
入力）に接続し、基準電圧発生回路Vkと抵抗R1との直列
回路、および可変電圧発生回路Vcと抵抗R2との直列回路
をそれぞれ差動増幅回路１の非反転入力と接地間に接続
している。また、基準電圧発生回路Vkに抵抗R3およびR4
からなる分圧回路を接続し、その分圧電圧を成功R5を介
して差動増幅回路１の反転入力（−入力）に供給してい
る。
第３図に示した回路の動作は次の通りである。トラン
ス２の巻線N1,Nb、スイッチングトランジスタQ1、抵抗R
6,R7、コンデンサC3およびトランジスタQ2からなる自励
発振回路が発振動作を行い、トランス２の一次巻線N1に
流れる電流を断続する。これによりトランスの二次巻線
N2に起電圧が生じ、その整流平滑電圧が負荷３に供給さ
れる。負荷３に流れる電流Ioは接地電位から負荷電流検
出回路４を通して整流平滑回路の0Vラインへ流れる。負
荷電流検出回路４の構成は、反転入力に対する基準電圧
Vsを共通の基準電圧Vkから抵抗分圧して発生するように
した点を除いて第１図に示した回路と同一である。今、
仮に負荷電流Ioが所定値より増大したとすれば、抵抗R1
およびR2による電圧降下が増大し、差動増幅回路１の非
反転入力電位が低下する。これにより、トランジスタQ2
のベース電位が低下する。したがって、トランジスタQ1
へのベース電流が減少し、その結果、トランスに対する
入力電力が低下し、負荷供給電圧が低下することによ
り、負荷電流Ioが減少する。逆に、負荷電流Ioが所定値
より低下した場合、抵抗R1およびR2による電圧降下が減
少するため、差動増幅回路１の非反転入力電位が上昇
し、トランジスタQ2のベース電位が上昇する。したがっ
て、トランジスタQ1へのベース電流が増大し、トランス
に対する入力電力が増大する。これにより、負荷供給電
圧が上昇し、負荷電流Ioが増大する。このようにして定
電流制御が行われる。定電流制御が行われている状態で
は、差動増幅回路１の入力はイマジナリーショートと見
做すことができ、第１図に基づいて説明した関係が成り
立つため、予め定めた抵抗R1およびR2の値に応じて、外
部制御電圧Vcに対する負荷供給電流Ioが制御される。
ス２の巻線N1,Nb、スイッチングトランジスタQ1、抵抗R
6,R7、コンデンサC3およびトランジスタQ2からなる自励
発振回路が発振動作を行い、トランス２の一次巻線N1に
流れる電流を断続する。これによりトランスの二次巻線
N2に起電圧が生じ、その整流平滑電圧が負荷３に供給さ
れる。負荷３に流れる電流Ioは接地電位から負荷電流検
出回路４を通して整流平滑回路の0Vラインへ流れる。負
荷電流検出回路４の構成は、反転入力に対する基準電圧
Vsを共通の基準電圧Vkから抵抗分圧して発生するように
した点を除いて第１図に示した回路と同一である。今、
仮に負荷電流Ioが所定値より増大したとすれば、抵抗R1
およびR2による電圧降下が増大し、差動増幅回路１の非
反転入力電位が低下する。これにより、トランジスタQ2
のベース電位が低下する。したがって、トランジスタQ1
へのベース電流が減少し、その結果、トランスに対する
入力電力が低下し、負荷供給電圧が低下することによ
り、負荷電流Ioが減少する。逆に、負荷電流Ioが所定値
より低下した場合、抵抗R1およびR2による電圧降下が減
少するため、差動増幅回路１の非反転入力電位が上昇
し、トランジスタQ2のベース電位が上昇する。したがっ
て、トランジスタQ1へのベース電流が増大し、トランス
に対する入力電力が増大する。これにより、負荷供給電
圧が上昇し、負荷電流Ioが増大する。このようにして定
電流制御が行われる。定電流制御が行われている状態で
は、差動増幅回路１の入力はイマジナリーショートと見
做すことができ、第１図に基づいて説明した関係が成り
立つため、予め定めた抵抗R1およびR2の値に応じて、外
部制御電圧Vcに対する負荷供給電流Ioが制御される。
（ｇ）発明の効果 この発明によれば、可変電圧発生回路の発生電圧の変
化に対する負荷電流の変化特性を、任意の２点を通る一
次関数で設定できるようにしたため、外部から与える制
御電圧の変化に応じた負荷電流の変化特性を高い自由度
で定めることが可能となる。また、外部から供給する制
御電圧のみによって目的の負荷電流が得られるため、負
荷電流調整用ボリューム等が不要となり、小型化が可能
となるばかりでなく、精度および信頼性が向上する。
化に対する負荷電流の変化特性を、任意の２点を通る一
次関数で設定できるようにしたため、外部から与える制
御電圧の変化に応じた負荷電流の変化特性を高い自由度
で定めることが可能となる。また、外部から供給する制
御電圧のみによって目的の負荷電流が得られるため、負
荷電流調整用ボリューム等が不要となり、小型化が可能
となるばかりでなく、精度および信頼性が向上する。
また、この発明によれば、基準電圧Vs,Vkと外部制御
電圧Vcはすべて同極の単一極性であるため、これらの電
圧を発生する基準電圧発生回路および可変電圧発生回路
の構成が複雑化しない。
電圧Vcはすべて同極の単一極性であるため、これらの電
圧を発生する基準電圧発生回路および可変電圧発生回路
の構成が複雑化しない。
第１図はこの発明の構成を示す図、第２図は外部制御電
圧に対する負荷電流の特性を示す図である。第３図はこ
の発明の実施例である定電流電源回路の回路図である。
第４図は従来の定電流電源回路の負荷電流検出回路の回
路図、第５図はその特性を表す図である。 １……差動増幅回路、２……トランス、 R1……第１の抵抗、R2……第２の抵抗、 Vs,Vk……基準電圧発生回路およびその発生電圧、 Vc……可変電圧発生回路およびその発生電圧。
圧に対する負荷電流の特性を示す図である。第３図はこ
の発明の実施例である定電流電源回路の回路図である。
第４図は従来の定電流電源回路の負荷電流検出回路の回
路図、第５図はその特性を表す図である。 １……差動増幅回路、２……トランス、 R1……第１の抵抗、R2……第２の抵抗、 Vs,Vk……基準電圧発生回路およびその発生電圧、 Vc……可変電圧発生回路およびその発生電圧。
Claims (1)
- 【請求項１】トランスと、このトランスの一次巻線に流
れる電流を断続するスイッチング回路と、負荷電流を検
出するとともに、負荷電流に応じて前記スイッチング回
路のトランスに対する入力電力を負帰還制御して負荷電
流を一定化させる定電流制御回路を備えた定電流電源回
路において、 負荷電流の電流帰還ラインを差動増幅回路の第１入力に
接続するとともに、 基準電圧発生回路Vkと第１の抵抗R1との直列回路および
前記基準電圧発生回路の発生電圧と同一極性の電圧を発
生する可変電圧発生回路Vcと第２の抵抗R2との直列回路
をそれぞれ差動増幅回路の第１入力と接地電位間に接続
し、 差動増幅回路の第２の入力と接地電位間に前記基準電圧
発生回路の発生電圧を分圧して基準電圧を発生する基準
電圧発生回路Vsを接続することによって、 前記差動増幅回路の出力に負荷電流の定電流化用誤差信
号を得る負荷電流検出回路を構成したことを特徴とする
定電流電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007950A JPH0828968B2 (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 定電流電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007950A JPH0828968B2 (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 定電流電源回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03212156A JPH03212156A (ja) | 1991-09-17 |
| JPH0828968B2 true JPH0828968B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=11679774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007950A Expired - Lifetime JPH0828968B2 (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 定電流電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828968B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6355791U (ja) * | 1986-09-25 | 1988-04-14 |
-
1990
- 1990-01-16 JP JP2007950A patent/JPH0828968B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03212156A (ja) | 1991-09-17 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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