JPH10201230A - Dc high voltage power supply drive circuit - Google Patents

Dc high voltage power supply drive circuit

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JPH10201230A
JPH10201230A JP36007996A JP36007996A JPH10201230A JP H10201230 A JPH10201230 A JP H10201230A JP 36007996 A JP36007996 A JP 36007996A JP 36007996 A JP36007996 A JP 36007996A JP H10201230 A JPH10201230 A JP H10201230A
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JP
Japan
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voltage
base
circuit
current
transistor
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Application number
JP36007996A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomiichi Kobayashi
富一 小林
Masao Sakai
雅雄 酒井
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NAGANO AICHI DENKI KK
Original Assignee
NAGANO AICHI DENKI KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent generation of parasitic vibration and noise by forming a self-excited oscillation circuit which positively feeds back an electromotive force generated in a base coil of a voltage boosting transformer to the base of power transistor via capacitor, resistor and junction type transistor. SOLUTION: When a negative electromotive force generated in a base coil TB, of a voltage boosting transformer T is reduced, a current IB flowing into the base of a junction type transistor 18 from a resistor r7 responding to the PWM signal increases against a negative current flowing to the base from the collector of the junction type transistor 18 via a resistor r8 and this condition is maintained until the positive base current IB starts to flow into the base of the power transistor 19. When the positive base current IB starts to flow to the base of the power transistor 19, the power transistor 19 enters the same ON condition as that in the initial stage and thereby the power transistor repeats the ON and OFF conditions for the self-excited oscillating operation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、直流高電圧電源の電圧
制御技術に関し、特に昇圧トランスとパワートランジス
タ及び高電圧整流平滑回路を主体として構成された自励
発振による直流高電圧電源の出力電圧を、PWM信号の
デューティ比に応じてリニアに追従可能とした直流高電
圧電源の駆動回路の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage control technique for a DC high-voltage power supply, and more particularly to a self-oscillation output voltage of a DC high-voltage power supply mainly composed of a step-up transformer, a power transistor and a high-voltage rectifying / smoothing circuit. The present invention relates to an improvement in a drive circuit of a DC high-voltage power supply that can linearly follow a duty ratio of a PWM signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子写真技術を応用した製品とし
て複写機(コピー),レーザープリンタ(LBP),フ
ァックス(FAX)等が普及してきた。前記電子写真技
術を応用した製品のうち複写機の像形成部を図2に示
す。図2において、1は感光体ドラムであり、2はコロ
ナ帯電器3により帯電した前記感光体ドラム1の表面に
潜像を形成する露光器であり、また、4は前記潜像を可
視像化する現像器であり、5は前記可視像を記録紙に転
写する転写器である。さらに、6は前記記録紙に転写さ
れた可視像を定着させる定着器であり、7は記録紙と感
光体ドラム1の分離および感光体ドラム1の残留電荷の
除電を行う除電器である。
2. Description of the Related Art In recent years, copiers (copy), laser printers (LBP), faxes (FAX), and the like have become widespread as products to which electrophotographic technology is applied. FIG. 2 shows an image forming section of a copying machine among the products to which the electrophotographic technique is applied. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a photosensitive drum, 2 denotes an exposure device that forms a latent image on the surface of the photosensitive drum 1 charged by a corona charger 3, and 4 denotes a visible image of the latent image. A transfer unit 5 transfers the visible image to recording paper. Further, reference numeral 6 denotes a fixing device for fixing the visible image transferred to the recording paper, and reference numeral 7 denotes a static eliminator for separating the recording paper from the photosensitive drum 1 and removing the residual charge of the photosensitive drum 1.

【0003】前記複写機において静電化像を形成するた
めには必ず直流高電圧電源が必要とされ、特に、図2に
示した複写機の像形成部において、コロナ帯電器,現像
器,転写器等に使用されている。
In order to form an electrostatic image in the copying machine, a DC high voltage power supply is always required. In particular, in the image forming section of the copying machine shown in FIG. 2, a corona charger, a developing device and a transfer device are used. Etc. are used.

【0004】そして、従来、例えば、複写機等画像形成
装置に使用する直流高電圧電源の駆動回路としては、図
6に示すようなものが使用されていた。図6において、
8は、昇圧トランスTの入力巻線Tに直列に接続され
て、この昇圧トランスTに電力を供給する直流電源を示
し、rは後述するパルス幅変調回路9の出力端に接続
され、前記昇圧トランスTの入力巻線Tへの印加電圧
をオン/オフするパワートランジスタ10のベース電流
を設定するために挿入した抵抗である。また、rは、
抵抗rとパワートランジスタ10のベースとの接続点
に接続されて、前記パワートランジスタ10のコレクタ
・ベース間の漏れ電流およびベース・エミッタ間の蓄積
電荷をバイパス放電するために設けた抵抗であり、前記
パワートランジスタ10の誤動作およびオフ動作の高速
化を図るためのものである。
Conventionally, for example, a drive circuit for a DC high-voltage power supply used in an image forming apparatus such as a copying machine has been used as shown in FIG. In FIG.
8 is connected in series with the input winding T I of the step-up transformer T, indicates a DC power source for supplying power to the step-up transformer T, r 1 is connected to the output terminal of the pulse width modulation circuit 9 to be described later, is inserted resistor to set the base current of the power transistor 10 to turn on / off the voltage applied to the input winding T I of the step-up transformer T. Also, r 2 is
Is connected to a connection point between the base resistor r 1 and the power transistor 10, the resistance provided to bypass discharge the leakage current and the accumulated charge between the base and emitter of the collector-base of the power transistor 10, This is for speeding up the malfunction and off operation of the power transistor 10.

【0005】つづいて、11は整流器D,Dおよび
コンデンサC,Cによって構成され、昇圧トランス
Tの出力巻線Tより出力される電圧を平滑する所謂倍
電圧方式の高電圧整流平滑回路を示し、Rは前記高電圧
整流平滑回路11からの出力電圧によって制御される制
御対象物、例えば、複写機の像形成部における露光器等
の負荷である。
[0005] Then, 11 rectifier D 1, is constituted by D 2 and capacitor C 1, C 2, a high voltage rectification of a so-called voltage doubling method for smoothing a voltage outputted from the output winding T O of the step-up transformer T R denotes a control object controlled by the output voltage from the high-voltage rectifying / smoothing circuit 11, for example, a load of an exposure unit or the like in an image forming unit of a copying machine.

【0006】次に、前記パルス幅変調回路9の構成を図
3により説明する。パルス幅変調回路9は、図3に示す
ように、一定の周期で発振される三角波発振回路12
と、その三角波発振回路12の出力電圧と比較される比
較電圧を生成する比較電圧生成回路13と、前記三角波
発振回路12および比較電圧生成回路13から出力され
る2つの出力電圧を比較して、その比較結果に対応した
矩形状の電圧波を出力する電圧比較回路14とを備えて
いる。
Next, the configuration of the pulse width modulation circuit 9 will be described with reference to FIG. The pulse width modulation circuit 9 includes, as shown in FIG.
And a comparison voltage generation circuit 13 that generates a comparison voltage to be compared with the output voltage of the triangular wave oscillation circuit 12, and two output voltages output from the triangular wave oscillation circuit 12 and the comparison voltage generation circuit 13, A voltage comparison circuit 14 for outputting a rectangular voltage wave corresponding to the comparison result.

【0007】前記三角波発振回路12は、例えば、オー
プンコレクタ出力のコンパレータCP1を備えており、
このコンパレータCP1の非反転入力端子には、3つの
抵抗R1,R2,Rxの一端がそれぞれ接続されてい
る。抵抗R1の他端は三角波発振回路12の定電圧電源
Vccに、抵抗R2の他端はGNDに、抵抗Rxの他端
はコンパレータCP1の出力端子に、それぞれ接続され
ている。
The triangular wave oscillation circuit 12 includes, for example, an open collector output comparator CP1.
One end of each of three resistors R1, R2, and Rx is connected to a non-inverting input terminal of the comparator CP1. The other end of the resistor R1 is connected to the constant voltage power supply Vcc of the triangular wave oscillation circuit 12, the other end of the resistor R2 is connected to GND, and the other end of the resistor Rx is connected to the output terminal of the comparator CP1.

【0008】コンパレータCP1の出力端子には、前記
抵抗Rxおよび2つのプルアップ形の抵抗R3,Rtの
一端がそれぞれ接続されており、また、抵抗R3の他端
は三角波発振回路12の定電圧電源Vccに、更に、抵
抗Rtの他端はコンパレータCP1の反転入力端子に、
それぞれ接続されている。コンパレータCP1の反転入
力端子には、前記抵抗Rtの他に、タイミングコンデン
サCtの一端も接続されており、このタイミングコンデ
ンサCtの他端はGNDと接続されている。
The output terminal of the comparator CP 1 is connected to one end of the resistor Rx and two pull-up resistors R 3 and Rt, respectively. The other end of the resistor R 3 is connected to the constant voltage power supply of the triangular wave oscillation circuit 12. Vcc, and the other end of the resistor Rt is connected to the inverting input terminal of the comparator CP1.
Each is connected. One end of a timing capacitor Ct is connected to the inverting input terminal of the comparator CP1 in addition to the resistor Rt, and the other end of the timing capacitor Ct is connected to GND.

【0009】そして、次式(1),(2)に示すよう
に、前記三角波発振回路12のコンパレータCP1の非
反転入力端子には、コンパレータCP1からの出力が
“H”の時にはV’SH[V]の電圧が印加され、コン
パレータCP1からの出力が“L”の時にはV’
SL[V]の電圧が印加される。
As shown in the following equations (1) and (2), the non-inverting input terminal of the comparator CP1 of the triangular wave oscillation circuit 12 has V ' SH [when the output from the comparator CP1 is "H". V] is applied and when the output from the comparator CP1 is "L", V '
A voltage of SL [V] is applied.

【0010】[0010]

【数1】 (Equation 1)

【0011】次に、この三角波発振回路12の発振動作
について説明する。コンパレータCP1からの出力が
“H”の時には、タイミングコンデンサCtはプルアッ
プ形の抵抗R3と抵抗Rtを介して充電され、徐々に、
その端子間電圧が上昇する。この時、コンパレータCP
1の非反転入力端子にはV’SH[V]の電圧が印加さ
れているので、充電によりタイミングコンデンサCtの
端子間電圧がV’SH[V]を越えるまでは、コンパレ
ータCP1は“H”出力を維持する。そして、タイミン
グコンデンサCtの端子間電圧がV’SH[V]を越え
ると、コンパレータCP1の出力は“H”から“L”に
反転する。
Next, the oscillation operation of the triangular wave oscillation circuit 12 will be described. When the output from the comparator CP1 is "H", the timing capacitor Ct is charged via the pull-up type resistor R3 and the resistor Rt, and gradually.
The voltage between the terminals increases. At this time, the comparator CP
Since the voltage of V ′ SH [V] is applied to the non-inverting input terminal of No. 1, the comparator CP1 remains “H” until the voltage between the terminals of the timing capacitor Ct exceeds V ′ SH [V] due to charging. Maintain output. When the voltage between the terminals of the timing capacitor Ct exceeds V ′ SH [V], the output of the comparator CP1 is inverted from “H” to “L”.

【0012】コンパレータCP1の出力が“L”になる
と、抵抗RtとコンパレータCP1を介して、タイミン
グコンデンサCtの放電が開始される。この放電に伴
い、コンパレータCP1の非反転入力端子にはV’SL
[V]の電圧が印加される。このため、タイミングコン
デンサCtの端子間電圧が放電によってV’SL[V]
より低くなるまでは、コンパレータCP1の“L”出力
は維持される。タイミングコンデンサCtの端子間電圧
がV’SL[V]より低くなると、コンパレータCP1
の出力は“L”から“H”に反転し、再びタイミングコ
ンデンサCtの充電が開始される。
When the output of the comparator CP1 becomes "L", the discharge of the timing capacitor Ct is started via the resistor Rt and the comparator CP1. With this discharge, the non-inverting input terminal of the comparator CP1 V 'SL
A voltage of [V] is applied. For this reason, the voltage between the terminals of the timing capacitor Ct is discharged to V ′ SL [V].
Until the voltage becomes lower, the “L” output of the comparator CP1 is maintained. When the voltage between the terminals of the timing capacitor Ct becomes lower than V ′ SL [V], the comparator CP1
Is inverted from "L" to "H", and charging of the timing capacitor Ct is started again.

【0013】前記のように、タイミングコンデンサCt
は、一定の周期で充放電を繰り返し、その端子間電圧は
三角波状の電圧波となる。この電圧波の最大値はV’
SH[V]であり、最小値はV’SL[V]である。そ
して、この三角波状の電圧波が三角波発振回路12の出
力電圧として、後述する電圧比較回路14に入力され
る。
As described above, the timing capacitor Ct
Repeats charging and discharging at a constant cycle, and the voltage between its terminals becomes a triangular voltage wave. The maximum value of this voltage wave is V '
SH [V], and the minimum value is V'SL [V]. Then, this triangular wave voltage wave is input as an output voltage of the triangular wave oscillation circuit 12 to a voltage comparison circuit 14 described later.

【0014】図3に示す比較電圧生成回路13は、定電
圧電源VccとGND間に接続された可変抵抗VRと、
その可変抵抗VRから出力される出力電圧を安定させる
コンデンサCIとを備えている。可変抵抗VRの摺動子
Sを移動操作(本図では上下)すると、この比較電圧生
成回路13から出力される比較電圧の値が可変される。
即ち、可変抵抗VRの摺動子Sを上側に移動すると比較
電圧値は上昇し、可変抵抗VRの摺動子Sを下側に移動
すると比較電圧値は下降するのである。
The comparison voltage generation circuit 13 shown in FIG. 3 includes a variable resistor VR connected between a constant voltage power supply Vcc and GND,
And a capacitor CI for stabilizing the output voltage output from the variable resistor VR. When the slider S of the variable resistor VR is moved (up and down in this figure), the value of the comparison voltage output from the comparison voltage generation circuit 13 is changed.
That is, when the slider S of the variable resistor VR moves upward, the comparison voltage value increases, and when the slider S of the variable resistor VR moves downward, the comparison voltage value decreases.

【0015】また、前記電圧比較回路14は、オープン
コレクタ出力のコンパレータCP2と、そのプルアップ
抵抗R4とを備えている。コンパレータCP2の反転入
力端子には三角波発振回路12の出力電圧が印加され、
非反転入力端子には比較電圧生成回路13の比較電圧が
印加される。よって、比較電圧生成回路13の比較電圧
が三角波発振回路12の出力電圧より高い場合には、電
圧比較回路14のPWM端子からは“H”の出力が行わ
れ、逆に、低い場合には“L”の出力が行われる。
The voltage comparison circuit 14 includes an open collector output comparator CP2 and a pull-up resistor R4. The output voltage of the triangular wave oscillation circuit 12 is applied to the inverting input terminal of the comparator CP2,
The comparison voltage of the comparison voltage generation circuit 13 is applied to the non-inverting input terminal. Therefore, when the comparison voltage of the comparison voltage generation circuit 13 is higher than the output voltage of the triangular wave oscillation circuit 12, “H” is output from the PWM terminal of the voltage comparison circuit 14; L ”is output.

【0016】このようにパルス幅変調回路9から出力さ
れる電圧波は“H”または“L”の矩形波となり、その
周波数は三角波発振回路12の出力電圧の周波数と一致
する。また、パルス幅変調回路9から出力される電圧波
のデューティ比は、比較電圧生成回路13によって生成
される比較電圧を上下することにより変更される。即
ち、比較電圧を上げると、パルス幅変調回路9から出力
される矩形波のデューティ比は大きくなり、逆に、比較
電圧を下げると、その矩形波のデューティ比は小さくな
る。
As described above, the voltage wave output from the pulse width modulation circuit 9 is a rectangular wave of “H” or “L”, and its frequency matches the frequency of the output voltage of the triangular wave oscillation circuit 12. Further, the duty ratio of the voltage wave output from the pulse width modulation circuit 9 is changed by increasing and decreasing the comparison voltage generated by the comparison voltage generation circuit 13. That is, when the comparison voltage is increased, the duty ratio of the rectangular wave output from the pulse width modulation circuit 9 increases, and conversely, when the comparison voltage is reduced, the duty ratio of the rectangular wave decreases.

【0017】このように、所定のデューティ比に調節さ
れた“H”および“L”の電圧値を有するPWM信号
は、パルス幅変調回路9の出力端から図6に示す抵抗r
を介してパワートランジスタ10のベースに入力され
る。そして、前記パワートランジスタ10は、抵抗r
を介してベースに入力した電圧値が“H”の時はオン
し、“L”の時はオフする。
As described above, the PWM signal having the "H" and "L" voltage values adjusted to the predetermined duty ratio is supplied from the output terminal of the pulse width modulation circuit 9 to the resistor r shown in FIG.
1 is input to the base of the power transistor 10. The power transistor 10 includes a resistor r 1
Is turned on when the voltage value input to the base through "H" is "H", and turned off when it is "L".

【0018】その結果、昇圧トランスTの入力巻線T
には、パワートランジスタ10のオン時、このパワート
ランジスタ10のベースに流れる電流値によって制御さ
れるコレクタ電流が流れるため、前記昇圧トランスTの
出力巻線Tには、所定の巻数比に従って昇圧され、か
つ、前記パワートランジスタ10のオン時間に比例し
た、言い換えれば、PWM信号のデューティ比に比例し
た電圧値が誘起される。この後、前記出力巻線Tの出
力電圧は、高電圧整流平滑回路11により平滑され、複
写機等の像形成部を構成する露光器等、制御対象物であ
る負荷Rを制御する。
[0018] As a result, the input winding T I of the step-up transformer T
The, when on of the power transistor 10, thus flowing the collector current controlled by the current flowing through the base of the power transistor 10, wherein the output winding T O of the step-up transformer T, is boosted in accordance with a predetermined turns ratio In addition, a voltage value is induced which is proportional to the ON time of the power transistor 10, in other words, proportional to the duty ratio of the PWM signal. Thereafter, the output voltage of the output winding T O is smoothed by the high voltage rectifying and smoothing circuit 11, an exposure device or the like constituting the image forming unit of the copying machine or the like, controls the load R is a controlled object.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の直流高電圧電源の駆動回路においては、外部からの
駆動信号(PWM信号)によりパワートランジスタ10
を直接駆動する、いわゆる他励発振回路方式が採用され
ているため、昇圧トランスTおよび前記高電圧整流平滑
回路11と負荷Rの条件により定まる共振周波数とPW
M信号の周波数が一致せず、そのため寄生振動してしま
い、騒音が生じることがあった。
However, in the conventional DC high voltage power supply drive circuit, the power transistor 10 is driven by an external drive signal (PWM signal).
Is directly driven, that is, a separately excited oscillation circuit system is employed. Therefore, the resonance frequency and PW determined by the conditions of the step-up transformer T, the high-voltage rectifying and smoothing circuit 11 and the load R are determined.
In some cases, the frequencies of the M signals do not match, which results in parasitic vibration and noise.

【0020】また、湿度や温度変化に伴い負荷変動が生
じた場合などには、出力巻線Tの出力電圧波形にスパ
イク電圧やリンギング電圧が多量に発生して、その波形
には乱れが生じていた。特に、スパイク電圧は、その大
きさがそのまま出力巻線Tの出力電圧に加算されるた
め、出力巻線Tの出力電圧は、前記PWM信号のデュ
ーティ比に対し、リニア(正比例)の関係にならず、出
力できるデューティ比の可変範囲が限定されるばかり
か、選択されたデューティ比によっては、前記スパイク
電圧やリンギング電圧が昇圧トランスTへの供給電圧と
干渉して入力巻線Tに流れる電流が過電流になること
もあり、制御対象物である、例えば、複写機の露光器等
の負荷制御は不安定なものとなっていた。このため、前
記スパイク電圧等を除去するために昇圧トランスTの入
力巻線Tと並列にスナバ回路を挿設して対応していた
ので、装置自体が大型化すると共に、部品点数が増加す
るため不経済であった。
Further, in a case where there arises the load fluctuation due to humidity or temperature changes, the output in the output voltage waveform of the winding T O and spike voltage and ringing voltage large amount occurs, and its waveform is disturbed I was In particular, the spike voltage, since its size is directly added to the output voltage of the output winding T O, the output voltage of the output winding T O is to the duty ratio of the PWM signal, the relationship of linear (directly proportional) not to, not only the variable range of the output can duty ratio is limited, depending on the selected duty ratio, the spike voltage and ringing voltage to the supply voltage and interfering input winding T I to the step-up transformer T Since the flowing current may be an overcurrent, load control of an object to be controlled, for example, an exposure device of a copying machine, has been unstable. Therefore, because the have a snubber circuit in parallel with the input winding T I of the step-up transformer T in order to remove the spike voltage and the like corresponding to inserted, the device itself increases in size, the number of parts is increased It was uneconomical.

【0021】本発明は、前記の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は昇圧トランスと高電圧整流平滑回
路よりなる昇圧回路の共振周波数と、PWM信号の周波
数との干渉による不安定動作を排除し、PWM信号に対
し直流高電圧の出力電圧をリニアに変化させることによ
り、スナバ回路の使用を省略した小形で安価な直流高電
圧電源の駆動回路を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to perform unstable operation due to interference between the resonance frequency of a booster circuit including a booster transformer and a high-voltage rectifying / smoothing circuit and the frequency of a PWM signal. It is an object of the present invention to provide a small and inexpensive DC high-voltage power supply driving circuit that eliminates the use of a snubber circuit by linearly changing the output voltage of a DC high voltage with respect to a PWM signal.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】請求項1に示す本発明の
直流高電圧電源の駆動回路は、直流電源により駆動さ
れ、入力巻線と出力巻線及びベース巻線を有し、その出
力巻線から交流高電圧を出力する昇圧トランスと、前記
出力巻線に接続された整流器及びコンデンサより成る高
電圧整流平滑回路と、前記昇圧トランスの入力巻線への
印加電圧をオン/オフするパワートランジスタと、前記
昇圧トランスのベース巻線とパワートランジスタのベー
ス間に介挿した電流制御手段により前記パワートランジ
スタのベース電流を制限して、前記昇圧トランスおよび
高電圧整流平滑回路よりなる昇圧回路の共振周波数とパ
ワートランジスタのオン/オフタイミングを一致させる
同期駆動回路と、前記電流制御手段を制御する制御回路
とを備えて構成したことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a driving circuit for a DC high-voltage power supply which is driven by a DC power supply, has an input winding, an output winding, and a base winding, and has an output winding. A step-up transformer for outputting an AC high voltage from a line, a high-voltage rectifying / smoothing circuit comprising a rectifier and a capacitor connected to the output winding, and a power transistor for turning on / off a voltage applied to an input winding of the step-up transformer A current control means interposed between a base winding of the step-up transformer and a base of the power transistor to limit a base current of the power transistor, thereby providing a resonance frequency of a step-up circuit including the step-up transformer and a high-voltage rectifying / smoothing circuit. And a synchronous drive circuit for matching the on / off timing of the power transistor, and a control circuit for controlling the current control means. And wherein the door.

【0023】請求項2に示す直流高電圧電源の駆動回路
においてパワートランジスタのベース電流を制限する電
流制御手段は、接合形トランジスタと、前記接合形トラ
ンジスタのコレクタと昇圧トランスのベース巻線との間
に介挿した抵抗とコンデンサよりなることを特徴とす
る。
In the driving circuit for a DC high voltage power supply according to the present invention, the current control means for limiting the base current of the power transistor includes a junction type transistor, a collector between the junction type transistor and a base winding of the step-up transformer. And a resistor and a capacitor interposed therebetween.

【0024】請求項3に示す直流高電圧電源の駆動回路
におけるPWM信号のデューティ比に対応する電流制御
手段の電流制限値は、抵抗とコンデンサによる1次ロー
パスフィルタによるシリアルDA変換回路によって生成
したPWM信号のデューティ比に応じたアナログ信号電
圧によって、接合形トランジスタのコレクタ電流の飽和
値を制御することにより設定するようにしたことを特徴
とする。
The current limit value of the current control means corresponding to the duty ratio of the PWM signal in the driving circuit of the DC high voltage power supply according to the third aspect is a PWM generated by a serial DA conversion circuit using a primary low-pass filter including a resistor and a capacitor. It is characterized in that the saturation current of the collector current of the junction transistor is controlled by an analog signal voltage corresponding to the duty ratio of the signal to set the saturation current.

【0025】請求項4に示す直流高電圧電源の駆動回路
における同期駆動回路は、前記昇圧トランスのベース巻
線に発生する起電力を、コンデンサ,抵抗および接合形
トランジスタを介して前記パワートランジスタのベース
に正帰還するように構成した自励発振回路からなり、P
WM信号の周波数と無関係に設定可能としたことを特徴
とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a synchronous drive circuit in the DC high voltage power supply drive circuit, wherein the electromotive force generated in the base winding of the step-up transformer is supplied to the base of the power transistor via a capacitor, a resistor and a junction transistor. A self-excited oscillation circuit configured to provide positive feedback to
It can be set independently of the frequency of the WM signal.

【0026】[0026]

【作用】請求項1記載の直流高電圧電源の駆動回路によ
れば、直流電源により駆動され、入力巻線と出力巻線及
びベース巻線を有し、その出力巻線から交流高電圧を出
力する昇圧トランスと、前記出力巻線に接続された整流
器及びコンデンサより成る高電圧整流平滑回路と、前記
昇圧トランスの入力巻線への印加電圧をオン/オフする
パワートランジスタと、前記昇圧トランスのベース巻線
とパワートランジスタのベース間に介挿した電流制御手
段により前記パワートランジスタのベース電流を制限し
て、前記昇圧トランスおよび高電圧整流平滑回路よりな
る昇圧回路の共振周波数とパワートランジスタのオン/
オフタイミングを一致させる同期駆動回路と、前記電流
制御手段を制御する制御回路とを備えて構成したので、
外部より与えられるPWM信号のデューティ比に応じ
て、前記電流制御手段の電流制限値をリニアに可変する
ことが可能となり、この結果、前記直流高電圧の出力電
圧をリニアに変化させることができ、前記PWM信号の
デューティ比の可変範囲を拡大できると共に、入力巻線
に流れる電流値が過電流になることを良好に阻止するこ
とができる。
According to the driving circuit for a DC high voltage power supply according to the first aspect, the circuit is driven by the DC power supply, has an input winding, an output winding, and a base winding, and outputs an AC high voltage from the output winding. Step-up transformer, a high-voltage rectifying / smoothing circuit including a rectifier and a capacitor connected to the output winding, a power transistor for turning on / off a voltage applied to an input winding of the step-up transformer, and a base of the step-up transformer The base current of the power transistor is limited by current control means interposed between the winding and the base of the power transistor.
Since it is configured to include a synchronous drive circuit that matches off timing and a control circuit that controls the current control unit,
According to the duty ratio of the externally applied PWM signal, the current limit value of the current control means can be linearly varied, and as a result, the output voltage of the DC high voltage can be linearly changed, The variable range of the duty ratio of the PWM signal can be expanded, and the current flowing through the input winding can be prevented from becoming an overcurrent.

【0027】請求項2記載の直流高電圧電源の駆動回路
によれば、パワートランジスタのベース電流を制限する
電流制御手段として、接合形トランジスタと、前記接合
形トランジスタのコレクタと昇圧トランスのベース巻線
との間に介挿した抵抗とコンデンサにより構成したの
で、前記パワートランジスタのベース電流を容易に制限
することが可能となる。
According to a second aspect of the present invention, as a current control means for limiting a base current of a power transistor, a junction type transistor, a collector of the junction type transistor and a base winding of a step-up transformer are provided. , The base current of the power transistor can be easily limited.

【0028】請求項3記載の直流高電圧電源の駆動回路
によれば、PWM信号のデューティ比に対応する電流制
御手段の電流制限値を、抵抗とコンデンサによる1次ロ
ーパスフィルタによるシリアルDA変換回路によって生
成したPWM信号のデューティ比に応じたアナログ信号
電圧によって、接合形トランジスタのコレクタ電流の飽
和値を制御することにより設定するようにした直流高電
圧電源の出力電圧値の大きさを、PWM信号のデューテ
ィ比を可変させることにより容易に設定することができ
る。
According to the DC high voltage power supply drive circuit of the third aspect, the current limit value of the current control means corresponding to the duty ratio of the PWM signal is determined by the serial DA conversion circuit using a primary low-pass filter including a resistor and a capacitor. The magnitude of the output voltage value of the DC high-voltage power supply, which is set by controlling the saturation value of the collector current of the junction transistor by using an analog signal voltage corresponding to the duty ratio of the generated PWM signal, It can be easily set by changing the duty ratio.

【0029】請求項4記載の直流高電圧電源の駆動回路
によれば、同期駆動回路を、前記昇圧トランスのベース
巻線に発生する起電力を、コンデンサ,抵抗および接合
形トランジスタを介して前記パワートランジスタのベー
スに正帰還する自励発振回路とすることにより、昇圧回
路の共振周波数とパワートランジスタのオン/オフタイ
ミングが一致して、所謂ゼロボルトスイッチング(ZV
S)動作が可能となり、その結果、寄生振動および騒音
の発生を防止することができ、また、前記共振周波数と
PWM信号周波数の干渉による不安定動作の解消が可能
となり、さらに、出力電圧波形にはスパイク電圧が発生
しないので、該スパイク電圧を除去するためのスナバ回
路が不要となる等、性能の向上,小型化が達成でき非常
に経済的である。
According to the drive circuit of the DC high voltage power supply of the fourth aspect, the synchronous drive circuit converts the electromotive force generated in the base winding of the step-up transformer through a capacitor, a resistor and a junction type transistor into the power supply. By using a self-excited oscillation circuit that positively feeds back to the base of the transistor, the resonance frequency of the booster circuit and the on / off timing of the power transistor match, so-called zero volt switching (ZV
S) Operation becomes possible, as a result, the occurrence of parasitic vibration and noise can be prevented, and unstable operation due to interference between the resonance frequency and the PWM signal frequency can be eliminated. Since no spike voltage is generated, a snubber circuit for removing the spike voltage is not required, and the performance can be improved and the size can be reduced, which is very economical.

【0030】[0030]

【実施例】以下、本発明の直流高電圧電源の駆動回路を
複写機に使用した場合の実施例について説明する。な
お、従来の直流高電圧電源の駆動回路と同一構造をなす
部分については、同一記号を付して説明する。図1にお
いて8は、昇圧トランスTの入力巻線Tに直列に挿入
され、昇圧トランスTに電力を供給する直流電源を示
し、15は直流電源8に並列に挿設した抵抗r
,r,r及びトランジスタ16と、前記抵抗r
とトランジスタ16の接続点xに一方端を接続してな
る抵抗rと、前記抵抗rの他方端に一方端を接続
し、他方端を直流電源の負極側に接続したコンデンサC
とによって構成された制御回路であり、9は前記制御
回路15の抵抗rとrの接続点に出力端を接続した
パルス幅変調回路である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a DC high voltage power supply drive circuit of the present invention is used in a copying machine will be described below. Portions having the same structure as a conventional DC high-voltage power supply drive circuit will be described with the same reference numerals. 8 In FIG. 1, the step-up transformer T is inserted into the input winding T I in series, shows the DC power source for supplying electric power to the step-up transformer T, 15 the resistance r 3 which is inserted in parallel to the DC power source 8,
r 4 , r 5 , r 6 and the transistor 16, and the resistor r
6 and resistor r 7 formed by connecting the other hand the end to the connection point x of the transistor 16, a capacitor C, wherein connected to the other end of the resistor r 7 whereas the end, was connected to the other end to the negative electrode side of the DC power supply
A control circuit constituted by 3, 9 is a pulse width modulation circuit connected to the output terminal to the connection point of the resistor r 3 and r 4 of the control circuit 15.

【0031】17は前記昇圧トランスTのベース巻線T
と、一方端を前記ベース巻線Tに接続するコンデン
サCと、そのコンデンサCの他方端に一方端を接続
してなる抵抗rと、前記抵抗rの他方端にコレクタ
を接続する接合形トランジスタ18より構成される同期
駆動回路であり、19は前記接合形トランジスタ18の
エミッタにベースを接続し、コレクタに昇圧トランスT
の入力巻線Tの他端を接続してなるパワートランジス
タである。
Reference numeral 17 denotes a base winding T of the step-up transformer T.
And B, whereas the capacitor C 4 to connect the ends to the base winding T B, a resistor r 8 formed by connecting the one end to the other end of the capacitor C 4, the collector to the other end of the resistor r 8 Reference numeral 19 denotes a synchronous drive circuit including a junction transistor 18 connected to the base.
A power transistor formed by connecting the other end of the input winding T I of.

【0032】20は入力巻線T,ベース巻線T,出
力巻線Tよりなる昇圧トランスTの出力端に接続さ
れ、前記昇圧トランスTの出力電圧・電流を平滑するコ
ンデンサC,Cと整流器D,D及び抵抗r
具備して構成した倍電圧方式の高電圧整流平滑回路であ
る。また、Rは図6に示した従来例同様、前記高電圧整
流平滑回路20の出力電圧により駆動制御される制御対
象物、即ち、複写機の像形成部を構成する露光器等の負
荷である。
[0032] 20 input winding T I, base winding T B, is connected to the output terminal of the step-up transformer T consisting output winding T O, capacitor C 5 for smoothing the output voltage and current of the step-up transformer T, This is a high voltage rectifying / smoothing circuit of a voltage doubler type including C 6 , rectifiers D 3 and D 4, and a resistor r 9 . Further, R is a control object to be driven and controlled by the output voltage of the high-voltage rectifying / smoothing circuit 20, that is, a load of an exposure device or the like constituting an image forming unit of a copying machine, as in the conventional example shown in FIG. .

【0033】つづいて、図1に示す直流高電圧電源の駆
動回路の動作について説明する。まず、図3に示したパ
ルス幅変調回路9から所定のデューティ比に調節された
“H”および“L”の電圧値を有するPWM信号が、図
1に示す制御回路15のトランジスタ16のベースに入
力されると、トランジスタ16は前記PWM信号が
“H”の時オンし、“L”の時オフする。トランジスタ
16がオンすると、そのコレクタにはコレクタ電流
”が流れ、この時、前記抵抗rと抵抗rの接続
点xの電位は0[V]に非常に近い値となるため、抵抗
とコンデンサCの直列回路の両端電圧も非常に小
さくなり、その結果、前記コンデンサCに蓄えられる
電荷は少なくなる。
Next, the operation of the driving circuit for the DC high voltage power supply shown in FIG. 1 will be described. First, a PWM signal having "H" and "L" voltage values adjusted to a predetermined duty ratio from the pulse width modulation circuit 9 shown in FIG. 3 is applied to the base of the transistor 16 of the control circuit 15 shown in FIG. When input, the transistor 16 turns on when the PWM signal is "H" and turns off when the PWM signal is "L". When the transistor 16 is turned on, the collector current I C ″ flows through the collector. At this time, the potential at the connection point x between the resistors r 6 and r 7 has a value very close to 0 [V]. voltage across the series circuit of r 7 and capacitor C 3 becomes extremely small, so that the charge stored in the capacitor C 3 is small.

【0034】また、トランジスタ16のベースに入力さ
れるPWM信号が“L”の時には、前記トランジスタ1
6はオフされるため、前記トランジスタ16のコレクタ
には電流が流れず、前記抵抗rと抵抗rの接続点x
の電位は0[V]に比して高い値、具体的には直流電源
8の電圧値と同一の電圧値となり、その結果、前記抵抗
とコンデンサCの直列回路の両端電圧も上昇する
ため、抵抗rを流れる電流が増大し、その結果、コン
デンサCに蓄わえられる電荷の量も大きくなる。つま
り、パルス幅変調回路9からトランジスタ16のベース
に入力されるPWM信号の電圧波形が図4の(a)に示
す波形から、同図(c)に示す波形のようにオフ時間
(t−t)が長くなるにしたがって、制御回路15
のコンデンサCに蓄えられた電荷の量も、図4の
(b)に示す少量のものから同図(d)に示すように増
加していく。
When the PWM signal input to the base of the transistor 16 is "L", the transistor 1
6 is turned off, no current flows through the collector of the transistor 16 and the connection point x between the resistors r 6 and r 7
Potentials higher value than the 0 [V], in particular become the same voltage value and the voltage value of the DC power source 8, as a result, increases also voltage across the series circuit of the resistor r 7 and capacitor C 3 to, a current flowing through the resistor r 7 is increased, as a result, the greater the amount of蓄Wae is charged in the capacitor C 3. That is, the voltage waveform of the PWM signal input from the pulse width modulation circuit 9 to the base of the transistor 16 changes from the waveform shown in FIG. 4A to the off time (t 2 −) as shown in FIG. As t 1 ) becomes longer, the control circuit 15
The amount of charge stored in the capacitor C 3 also increases as shown in FIG from a small amount of that shown in (b) of FIG. 4 (d).

【0035】そして、コンデンサCに蓄えられた電荷
量はそのまま接合形トランジスタ18のベース電流
’となり、この接合形トランジスタ18のコレクタ
電流I’の最大値(飽和値)を制御する。つまり、制
御回路15はPWM信号のデューティー比に応じて、リ
ニアに接合形トランジスタ18のコレクタ電流の飽和値
の制御動作を行うものである。
[0035] Then, to control the base current I B ', and the collector current I C of the junction type transistor 18' of the amount of charge stored in the capacitor C 3 is intact junction transistor 18 the maximum value of (saturation value). That is, the control circuit 15 linearly controls the saturation value of the collector current of the junction transistor 18 according to the duty ratio of the PWM signal.

【0036】次に、パワートランジスタ19の初期動作
について説明する。初期時においては、昇圧トランスT
に電流は流れていないので、昇圧トランスTのベース巻
線Tには起電力が発生しておらず、従って、パワート
ランジスタ19は接合形トランジスタ18のベース電流
’によってオンを開始する。具体的には、前記PW
M信号に応じて流れ込む接合形トランジスタ18のベー
ス電流I’は、エミッタを介してパワートランジスタ
19のベース電流I=I’となり、これによりパワ
ートランジスタ19が僅かにオン状態となる。
Next, the initial operation of the power transistor 19 will be described. Initially, the step-up transformer T
Since no current flows in, the electromotive force does not occur in the base winding T B of the step-up transformer T, therefore, the power transistor 19 starts to turn on by the base current I B 'of the junction transistor 18. Specifically, the PW
The base current I B of the junction transistor 18 that flows in response to the M signal ', the base current I B = I B of the power transistor 19 via an emitter' becomes, thereby the power transistor 19 becomes slightly turned on.

【0037】この僅かなオン状態により、昇圧トランス
Tの入力巻線Tには直流電源8より電流Iが流れ、
それにより昇圧トランスTのベース巻線Tに起電力が
発生する。そして、前記のようにベース電流I’を受
けてオン状態となっている接合形トランジスタ18を介
して、ベース巻線Tに発生する起電力と抵抗rおよ
び接合形トランジスタ18のコレクタ電流飽和値により
定まる電流が、パワートランジスタ19のベースに入力
される。
[0037] By this small on-state, current I C flows from the DC power supply 8 to the input winding T I of the step-up transformer T,
Whereby an electromotive force is generated in the base winding T B of the step-up transformer T. Then, through a junction transistor 18 which is between the ON state receives a base current I B 'as the collector current of the electromotive force generated in the base winding T B resistance r 8 and junction transistor 18 The current determined by the saturation value is input to the base of the power transistor 19.

【0038】そして、前記パワートランジスタ19はベ
ース電流I(=I’)が供給されると一層のオン状
態となり、この状態が加速されてパワートランジスタ1
9は急速にオン状態に達する。この結果、パワートラン
ジスタ19のコレクタには電流Iが昇圧トランスTの
入力巻線Tのインダクタンスおよび負荷Rにより定ま
る傾きで、図5の(a)に記載した(イ)で示すように
増加していく。この時、パワートランジスタ19のコレ
クタ・エミッタ間電圧VCEは、図5の(b)で示す
(ロ)のように0[V]付近まで下降し、また、入力巻
線Tの両端電圧は図5の(c)で示す(ハ)のように
一定値となっている。ここで、前記パワートランジスタ
19のベース電流Iは、前記PWM信号のデューティ
比に対してリニアに制御される接合形トランジスタ18
のコレクタ電流Iの飽和値により定まるので、やがて
パワートランジスタ19は飽和動作領域に入り、コレク
タ電流Iは増加しなくなる。つまりI=I×hf
e(hfe:パワートランジスタの電流増幅率)になる
とコレクタ電流Iは変化しなくなる。
[0038] Then, the power transistor 19 is the base current I B (= I E ') is turned further on state when supplied with a power transistor 1 the state is accelerated
9 quickly reaches the on state. As a result, the collector of the power transistor 19 with a slope current I C is determined by the inductance and the load R of the input winding T I of the step-up transformer T, increases as shown by the described in (a) of FIG. 5 (b) I will do it. At this time, the collector-emitter voltage V CE of the power transistor 19 descends to the vicinity of the 0 [V] as shown in (b) of FIG. 5 (b), also the voltage across the input winding T I is It has a constant value as shown in (c) shown in (c) of FIG. Here, the base current I B of the power transistor 19, junction transistor is controlled linearly with respect to the duty ratio of the PWM signal 18
Since the determined by the saturation value of the collector current I C, eventually the power transistor 19 enters the saturation operating region, the collector current I C will not increase. That is, I C = I B × hf
e: When becomes (hfe power current amplification factor of the transistor) Collector current I C will not change.

【0039】すると、入力巻線Tに流れる電流I
より励磁されるベース巻線Tの電圧値は、図5の
(d)で示す(ニ)のように急下降するため、それに伴
って、接合形トランジスタ18のコレクタ電流I’も
減少し、これによってパワートランジスタ19のベース
電流Iも減少していく。パワートランジスタ19のベ
ース電流Iが減少すると、当然パワートランジスタ1
9のコレクタ電流Iの飽和値も減少するため、前記パ
ワートランジスタ19のコレクタ電流Iは図5の
(a)で示す(ホ)のように0に近づいていき、その結
果、入力巻線Tの両端電圧も図5の(c)で示す
(ヘ)のように下降する。
[0039] Then, the voltage value of the base winding T B to be excited by a current I C flowing through the input winding T I is to abruptly falls as shown by FIG. 5 (d) (d), accordingly Te, the collector current I C 'also decreases the junction transistor 18, thereby gradually be reduced base current I B of the power transistor 19. When the base current I B of the power transistor 19 is decreased, of course the power transistor 1
Since also decreases the saturation value of the collector current I C of 9, the collector current I C of the power transistor 19 will approach zero as shown in (a) of FIG. 5 (e), as a result, the input winding voltage across T I is also shown in FIG. 5 (c) is lowered as the (f).

【0040】この結果、さらにベース巻線Tの両端電
圧が急速に下降していき、パワートランジスタ19のコ
レクタ電流Iが減少して、以後前記動作を繰り返すこ
とにより、ついには、前記ベース巻線Tの両端電圧は
負の値をとるようになる。その時、制御回路15から接
合形トランジスタ18のベースに供給されていたベース
電流I’は、前記ベース巻線Tに発生した負の電圧
により接合形トランジスタ18のベースからコレクタを
介して吸い込まれるため、前記接合形トランジスタ18
のエミッタには電流が流れることがなくなり、パワート
ランジスタ19のベース電流Iはゼロとなって、パワ
ートランジスタ19は急速にオフ状態となる。つまり、
前記パワートランジスタ19のオフタイミングは昇圧ト
ランスTの入力巻線Tに流れる電流Iの値がパワー
トランジスタ19のコレクタ電流飽和値に達した時点で
開始され、急速にオフ状態に至る。
[0040] As a result, further the voltage across the base winding T B Iki rapidly lowered, the collector current I C of the power transistor 19 is reduced, by subsequently repeating the operation, finally, the base take voltage across the line T B will take a negative value. Then, the base current I B which has been supplied to the base of the junction transistor 18 from the control circuit 15 'is drawn through the collector from the base of the junction transistor 18 by the negative voltage generated at the base winding T B Therefore, the junction type transistor 18
Emitter is no longer the current flows, the base current I B of the power transistor 19 becomes zero, the power transistor 19 rapidly turned off. That is,
The off-timing of the power transistor 19 is initiated when the value of the current I C which flows through the input winding T I of the step-up transformer T has reached the collector current saturation value of the power transistor 19, quickly reaching the OFF state.

【0041】このオフ状態は、オフ直前に昇圧トランス
Tの自己インダクタンスLに蓄積された電磁エネルギー
(LI/2)(I:入力巻線Tに流れる電流I
実効電流)の放電に伴い、昇圧トランスTのベース巻線
に発生している負の起電力が減少した結果、抵抗r
を介して前記接合形トランジスタ18のコレクタから
ベースに流れ込む負の電流に対して、前記PWM信号に
応動して抵抗rから接合形トランジスタ18のベース
に流れ込む電流I’が大きくなって、パワートランジ
スタ19のベースに正極性のベース電流Iが流れ始め
るまで持続される。
[0041] The off-state, stored in the self-inductance L of the step-up transformer T off just before the electromagnetic energy (LI 2/2) (I : current I C flowing through the input winding T I effective current) to the discharge of with a result of the negative electromotive force is generated in the base winding T B of the step-up transformer T is reduced, the resistance r
For a negative current 8 through the flow into the base from the collector of the junction type transistor 18, the PWM signal to be increased current I B 'to flow into the base of the junction transistor 18 from resistor r 7 in response, positive polarity base current I B is maintained until begins to flow to the base of the power transistor 19.

【0042】パワートランジスタ19のベースに正極性
のベース電流Iが流れ始めると、上述の初期時におけ
るパワートランジスタ19のオン状態と同一の状態とな
り、以下パワートランジスタはオン/オフ動作を繰り返
し、自励発振動作を行う。
[0042] When the base of the power transistor 19 begins to flow positive polarity base current I B, becomes the same state and the on state of the power transistor 19 during the above-mentioned initial power transistor repeats ON / OFF operation or less, the self Excitation oscillation operation is performed.

【0043】前記一連の動作は次式に示すトランスのア
ンペアターンの法則により、パワートランジスタ19の
ベース電流IをPWM信号のデューティ比に対しリニ
アに制御される接合形トランジスタ18のコレクタ電流
’の飽和値によってコントロールすることにより、
出力巻線Tに流れる電流Iの最大値をコントロール
するというものである。
[0043] The law of the series of operations transformer ampere turns in the following equation, the collector current I C of the junction transistor 18 which is controlled base current I B of the power transistor 19 linearly with respect to the duty ratio of the PWM signal 'By controlling the saturation value of
This is to control the maximum value of the current I O flowing through the output winding T O.

【0044】[0044]

【数2】 (Equation 2)

【0045】ここで、N:出力巻線Tの巻数 I:出力巻線Tに流れる電流 N:入力巻線Tの巻数 をそれぞれ示す。Here, N O : the number of turns of the output winding T O I O : the current flowing through the output winding T O N I : the number of turns of the input winding T I , respectively.

【0046】したがって、図1に示した本発明の直流高
電圧電源の駆動回路は、外部からのPWM信号のデュー
ティ比によって直流高電圧電源の出力電圧値を制御し、
また、パワートランジスタのオン/オフタイミングは、
ベース巻線に発生する起電力を、前記パワートランジス
タのベースに正帰還して決定する自励発振回路として構
成することにより、出力電圧値は前記PWM信号のデュ
ーティ比に対してリニアに追従するとともに、昇圧回路
の共振周波数とPWM信号周波数の干渉による不安定動
作を解消できる。
Therefore, the drive circuit for the DC high voltage power supply of the present invention shown in FIG. 1 controls the output voltage value of the DC high voltage power supply according to the duty ratio of the external PWM signal.
Also, the ON / OFF timing of the power transistor is
By configuring the self-oscillation circuit to determine the electromotive force generated in the base winding by positive feedback to the base of the power transistor, the output voltage value linearly follows the duty ratio of the PWM signal and In addition, unstable operation due to interference between the resonance frequency of the booster circuit and the PWM signal frequency can be eliminated.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明は、以上説明した通りであるの
で、次に示すような効果を奏する。請求項1記載の直流
高電圧電源の駆動回路によれば、昇圧トランスと整流器
及びコンデンサよりなる高電圧整流平滑回路よりなる昇
圧回路の共振周波数と、前記入力巻線に印加される電圧
をオン/オフするパワートランジスタのオン/オフタイ
ミングとを一致させると共に、前記パワートランジスタ
のベース電流を制御する電流制御手段を、外部からのP
WM信号により駆動される制御回路により制御すること
により、前記PWM信号のデューティ比に応じて、前記
電流制御素子の電流制限値をリニアに可変して、前記直
流高電圧の出力電圧をリニアに変化させることができ、
それにより前記PWM信号のデューティ比の可変範囲を
拡大できると共に、入力巻線に流れる電流値が過電流に
なることもない。
As described above, the present invention has the following effects. According to the driving circuit for a DC high-voltage power supply according to claim 1, the resonance frequency of the boosting circuit including a high-voltage rectifying and smoothing circuit including a boosting transformer, a rectifier, and a capacitor, and the voltage applied to the input winding are turned on / off. The current control means for matching the on / off timing of the power transistor to be turned off and controlling the base current of the power transistor is provided with an external P
By controlling by a control circuit driven by the WM signal, the current limit value of the current control element is linearly varied according to the duty ratio of the PWM signal, and the output voltage of the DC high voltage is linearly changed. Can be
Thereby, the variable range of the duty ratio of the PWM signal can be expanded, and the current value flowing through the input winding does not become an overcurrent.

【0048】請求項2記載の直流高電圧電源の駆動回路
によれば、前記電流制御手段を、接合形トランジスタ
と、前記接合形トランジスタのコレクタと昇圧トランス
のベース巻線との間に介挿した抵抗とコンデンサにより
構成したので、前記パワートランジスタのベース電流を
容易に制限することが可能となる。
According to the drive circuit of the DC high voltage power supply of the present invention, the current control means is interposed between the junction type transistor and the collector of the junction type transistor and the base winding of the step-up transformer. Since the power transistor is constituted by the resistor and the capacitor, the base current of the power transistor can be easily limited.

【0049】請求項3記載の直流高電圧電源の駆動回路
によれば、PWM信号のデューティ比に対応する電流制
御手段の電流制限値を、抵抗とコンデンサによる1次ロ
ーパスフィルタによるシリアルDA変換回路によって生
成したPWM信号のデューティ比に応じたアナログ信号
電圧によって、接合形トランジスタのコレクタ電流の飽
和値を制御することにより設定するようにした直流高電
圧電源の出力電圧値の大きさを、PWM信号のデューテ
ィ比を可変させることにより容易に設定することができ
る。
According to the drive circuit of the DC high voltage power supply of the third aspect, the current limit value of the current control means corresponding to the duty ratio of the PWM signal is determined by the serial DA conversion circuit using the primary low-pass filter including the resistor and the capacitor. The magnitude of the output voltage value of the DC high-voltage power supply, which is set by controlling the saturation value of the collector current of the junction transistor by using an analog signal voltage corresponding to the duty ratio of the generated PWM signal, It can be easily set by changing the duty ratio.

【0050】請求項4記載の直流高電圧電源の駆動回路
によれば、同期駆動回路を、前記昇圧トランスのベース
巻線に発生する起電力を、コンデンサ,抵抗および接合
形トランジスタを介して前記パワートランジスタのベー
スに正帰還する自励発振回路とすることにより、昇圧回
路の共振周波数とパワートランジスタのオン/オフタイ
ミングが一致して、所謂ゼロボルトスイッチング(ZV
S)動作が可能となり、その結果、寄生振動および騒音
の発生を防止することができ、また、前記共振周波数と
PWM信号周波数の干渉による不安定動作の解消が可能
となり、さらに、出力電圧波形にはスパイク電圧が発生
しないので、該スパイク電圧を除去するためのスナバ回
路が不要となる等、性能の向上,小型化が達成でき非常
に経済的である。
According to the drive circuit of the DC high voltage power supply of the fourth aspect, the synchronous drive circuit converts the electromotive force generated in the base winding of the step-up transformer through the capacitor, the resistor and the junction type transistor into the power supply. By using a self-excited oscillation circuit that positively feeds back to the base of the transistor, the resonance frequency of the booster circuit and the on / off timing of the power transistor match, so-called zero volt switching (ZV
S) Operation becomes possible, as a result, the occurrence of parasitic vibration and noise can be prevented, and unstable operation due to interference between the resonance frequency and the PWM signal frequency can be eliminated. Since no spike voltage is generated, a snubber circuit for removing the spike voltage is not required, and the performance can be improved and the size can be reduced, which is very economical.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の直流高電圧電源の駆動回路の実施例を
示す回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a drive circuit for a DC high-voltage power supply according to the present invention.

【図2】複写機等の像形成部を概略的に示す構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing an image forming unit such as a copying machine;

【図3】パルス幅変調回路を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a pulse width modulation circuit.

【図4】PWM信号のオン/オフタイミングとコンデン
サに蓄えられる電荷量との関係を示す波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing the relationship between the on / off timing of a PWM signal and the amount of charge stored in a capacitor.

【図5】パワートランジスタのコレクタ電流とコレクタ
・エミッタ間電圧と入力巻線Tの両端電圧およびベー
ス巻線Tの両端電圧の波形対照図である。
5 is a waveform control diagram across both ends of the base winding T B of the collector current and the collector-emitter voltage and the input winding T I of the power transistor.

【図6】従来の直流高電圧電源の駆動回路の実施例を示
す回路構成図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a conventional driving circuit for a DC high-voltage power supply.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8 直流電源 9 パルス幅変調回路 10,19 パワートランジスタ 15 制御回路 17 同期駆動回路 18 接合形トランジスタ 11,20 高電圧整流平滑回路 T 昇圧トランス R 負荷 Reference Signs List 8 DC power supply 9 Pulse width modulation circuit 10, 19 Power transistor 15 Control circuit 17 Synchronous drive circuit 18 Junction transistor 11, 20 High voltage rectification smoothing circuit T Step-up transformer R Load

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源により駆動され、その出力から
直流高電圧を出力する昇圧方式のスイッチング直流高電
圧電源の駆動回路において、入力巻線と出力巻線及びベ
ース巻線を有し、その出力巻線から交流高電圧を出力す
る昇圧トランスと、前記出力巻線に接続された整流器及
びコンデンサより成る高電圧整流平滑回路と、前記昇圧
トランスの入力巻線への印加電圧をオン/オフするパワ
ートランジスタと、前記昇圧トランスのベース巻線とパ
ワートランジスタのベース間に挿設した電流制御手段を
具備して前記パワートランジスタのベース電流を制限
し、前記昇圧トランスおよび高電圧整流平滑回路よりな
る昇圧回路の共振周波数と前記パワートランジスタのオ
ン/オフタイミングを一致させるように構成した同期駆
動回路と、前記電流制御手段を制御する制御回路とを備
え、前記制御回路は外部より与えられるPWM信号のデ
ューティ比に応じて、前記電流制御手段の電流制限値を
リニアに可変して、直流高電圧の出力電圧をリニアに変
化させるように構成したことを特徴とする直流高電圧電
源の駆動回路。
1. A step-up switching DC high voltage power supply driving circuit which is driven by a DC power supply and outputs a DC high voltage from its output, comprising an input winding, an output winding and a base winding, A step-up transformer that outputs an AC high voltage from a winding; a high-voltage rectifying and smoothing circuit that includes a rectifier and a capacitor connected to the output winding; and a power that turns on / off a voltage applied to an input winding of the step-up transformer. A booster circuit comprising a transistor, a current control means inserted between a base winding of the booster transformer and a base of the power transistor to limit a base current of the power transistor, and comprising the booster transformer and a high-voltage rectifying / smoothing circuit; A synchronous drive circuit configured to match the resonance frequency of the power transistor with the on / off timing of the power transistor; A control circuit for controlling the control means, wherein the control circuit linearly varies a current limit value of the current control means in accordance with a duty ratio of a PWM signal supplied from the outside, so that an output voltage of the DC high voltage is changed. A drive circuit for a DC high-voltage power supply, wherein the drive circuit is configured to change linearly.
【請求項2】 前記パワートランジスタのベース電流を
制限する電流制御手段は、接合形トランジスタと、前記
接合形トランジスタのコレクタと昇圧トランスのベース
巻線との間に挿設した抵抗及びコンデンサとにより構成
したことを特徴とする請求項1記載の直流高電圧電源の
駆動回路。
2. The current control means for limiting a base current of the power transistor includes a junction transistor, and a resistor and a capacitor inserted between a collector of the junction transistor and a base winding of a step-up transformer. 2. The driving circuit for a DC high-voltage power supply according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記PWM信号のデューティ比に対応す
る電流制御手段の電流制限値は、抵抗とコンデンサによ
る1次ローパスフィルタによるシリアルDA変換回路に
よって生成したPWM信号のデューティ比に応じたアナ
ログ信号電圧によって、接合形トランジスタのコレクタ
電流の飽和値を制御することにより設定するようにした
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の直流高
電圧電源の駆動回路。
3. A current limit value of a current control means corresponding to a duty ratio of the PWM signal is an analog signal voltage corresponding to a duty ratio of a PWM signal generated by a serial D / A conversion circuit using a primary low-pass filter including a resistor and a capacitor. 3. The driving circuit for a DC high-voltage power supply according to claim 1, wherein the setting is made by controlling a saturation value of a collector current of the junction transistor.
【請求項4】 前記同期駆動回路は、前記昇圧トランス
のベース巻線に発生する起電力を、コンデンサ,抵抗お
よび接合形トランジスタを介して前記パワートランジス
タのベースに正帰還するように構成した自励発振回路か
らなり、PWM信号の周波数と無関係に設定可能とした
ことを特徴とする請求項1ないし3記載の直流高電圧電
源の駆動回路。
4. The self-excited synchronous drive circuit is configured to positively feedback an electromotive force generated in a base winding of the step-up transformer to a base of the power transistor via a capacitor, a resistor, and a junction transistor. 4. The driving circuit for a DC high-voltage power supply according to claim 1, wherein the driving circuit comprises an oscillation circuit and can be set independently of the frequency of the PWM signal.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005060079A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Power source device and apparatus using the same
CN102891606A (en) * 2012-09-07 2013-01-23 上海新时达电气股份有限公司 Switching power supply
US9024614B2 (en) 2011-12-28 2015-05-05 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Power supply device performing voltage conversion
JP2019154206A (en) * 2018-03-06 2019-09-12 田淵電機株式会社 LLC resonant circuit and power conversion device including the same

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