JPH1141928A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH1141928A
JPH1141928A JP20218297A JP20218297A JPH1141928A JP H1141928 A JPH1141928 A JP H1141928A JP 20218297 A JP20218297 A JP 20218297A JP 20218297 A JP20218297 A JP 20218297A JP H1141928 A JPH1141928 A JP H1141928A
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JP
Japan
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voltage
output
power supply
rectifying
supply device
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JP20218297A
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English (en)
Inventor
篤郎 ▲徳▼永
Atsuo Tokunaga
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペース・コストがDC電源とほぼ変わらな
い構成で、極性の反転可能な定電圧出力に対応できる電
源を提供する。 【解決手段】 スイッチング素子11の駆動信号を選択
するスイッチ22をPWMジェネレータ21に接続する
と、PWMジェネレータの信号がスイッチング素子11
に伝達され、昇圧トランスの2次側に交番電圧が励起す
る。この交番電圧により整流平滑回路13及び15に極
性の異なる直流電圧が生じる。整流平滑回路13の出力
部の電圧は出力検出回路のインピーダンスで決定される
電圧(V3)となり、整流平滑回路15の出力部の電圧
は定電圧素子16により決定される電圧(V5)とな
る。スイッチ22をスイッチングレギュレータ20側に
接続して、スイッチングレギュレータ20を起動させる
と、出力検出回路の信号がスイッチングレギュレータ2
0の基準電圧になるようにスイッチングレギュレータは
PWMデューティを拡げる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置、より詳
細には、インピーダンスが一定な負荷又は容量性負荷
に、極性の異なる定電圧出力を供給するのに用いて好適
な極性反転可能な電源装置、さらには、パルス電圧出力
を供給するのに用いる電源装置に関し、例えば、プリン
タ・コピア・FAXの電子写真プロセスにおけるトナー
現像装置に供給するための電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来のパルス波形出力電源装置
の一例を説明するための回路構成図で、同図は、DC
(直流)電源AとAC(交流)電源Bとを併用して所望
の直流電圧をパルス電圧を供給する電源回路で、DC電
源Aはスイッチングレギュレータ1によりスイッチング
素子2をオン,オフして直流電源をスイッチングし、昇
圧トランス3の2次側に整流平滑回路4を通して所望の
DC電圧Aを供給するDC電源であり、出力検出回路5
により出力電圧に対応した信号を得て、スイッチングレ
ギュレータ1に極性反転回路6を介してフィードバック
することにより、スイッチングレギュレータ1内で出力
検出信号が所定の値になるように、スイッチング素子2
を駆動するパルス信号のデューティの幅を制御している
(通常、このスイッチングパルスの周波数は20〜30
kHzである)。
【0003】AC電源Bは、プッシュプルスイッチング
レギュレータ7によりスイッチング素子8をオン,オフ
して直流電源をプッシュプルスイッチングし、昇圧トラ
ンス9の2次側に所望のAC電圧Bを供給するAC電源
である。入力電流を電流調整回路10により制御するこ
とにより出力電圧の振幅をコントロールする(通常、こ
の出力周波数は500〜2kHzである)。
【0004】図6は、従来の両極性出力電源装置の回路
構成を示す図で、同図は、DC電源Aと、該DC電源A
と極性の異なるDC電源Bをスイッチ素子SWにより切
り替えることにより、所望の極性のDC電圧A又はBを
供給する電源である(DC電源A・Bの動作について
は、図5のDC電源Aと同じであり、図中、図5の回路
と同様の作用をする部分には、図5の場合と同一の参照
を付し、電源B側の回路には同一数字に′を付けてあ
る)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年の電子写真プロセ
スのトナー現像装置に必要とされる電源の機能として、
極性の反転可能な定電圧出力,パルス波形電圧出力が挙
げられる。しかし、従来の構成でこれを実施するために
は、共に電源を2つ使用する必要があり、スペース・コ
ストがDC電源と比べると大きくなってしまう。
【0006】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、スペース・コストがDC電源とほぼ変わら
ない構成で、極性の反転可能な定電圧出力,パルス波形
電圧出力の両方に対応できる電源を提供することを目的
とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、直流
電流をスイッチングすることにより昇圧するスイッチン
グ素子及び昇圧トランスと、該昇圧トランスの2次側出
力を整流平滑する第1の整流平滑回路と、該第1の整流
平滑回路の出力電圧を検出する出力電圧検出回路からな
る電源装置において、前記第1の整流平滑回路と極性の
異なる第2の整流平滑回路と、該第2の整流平滑回路の
出力を一定に保持するための定電圧素子とを有し、前記
第1及び第2の双方の整流平滑回路の出力に直列に接続
された分圧抵抗の間に出力端を有することを特徴とし、
もって、部品点数を大幅に増やさないで(特に、トラン
スの追加なし)、両極性出力を実現できる電源装置を提
供するものである。
【0008】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記スイッチング素子を駆動するデューティの幅
を、任意に切り替える手段を有することを特徴とし、も
って、部品点数を大幅に増やさないで(特に、トランス
の追加なし)、パルス電圧出力を実現できる電源装置を
提供するものである。
【0009】請求項3の発明は、請求項1又は2の発明
において、前記スイッチング素子を駆動するレギュレー
タの基準電圧を外部コントローラからの信号により生成
することを特徴とし、もって、部品点数を大幅に増やさ
ないで(特に、トランスの追加なし)、片出力の出力を
可変可能な両極性出力及びパルス電圧出力を実現できる
電源装置を提供するものである。
【0010】請求項4の発明は、請求項3の発明におい
て、前記レギュレータの基準電圧を外部コントローラか
らの信号により生成する手段として、PWM信号を使用
し、PWM信号を平滑する平滑回路を備えたことを特徴
とし、もって、請求項3の発明を更に低コストにした電
源装置を提供するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
(請求項1の発明)図1は、本発明の一実施例を説明す
るための回路構成図で、直流電流を(通常20〜30kH
z)でスイッチングすることにより昇圧するスイッチン
グ素子11及び昇圧トランス12と、該昇圧トランス1
2の2次側出力をに整流平滑する整流平滑回路13と、
その出力電圧を検出する出力検出回路14からなる電源
装置において、前記整流平滑回路13と極性の異なる整
流平滑回路15と、該整流平滑回路15の出力を一定に
保持するための定電圧素子16とを有し、さらに、双方
の整流平滑回路の出力に直列に接続された分圧抵抗17
及び18の間に出力端(Vout)を配してある。
【0012】まず、整流平滑回路15の極性の出力を供
給するときの動作説明をする。スイッチング素子11の
駆動信号を選択するスイッチ22をPWMジェネレータ
21に接続すると、PWMジェネレータの信号(通常2
0〜30kHz:図2(B))がスイッチング素子11に
伝達され、昇圧トランス12の2次側に交番電圧が励起
される。この交番電圧により整流平滑回路13及び15
に極性の異なる直流電圧が生じる。整流平滑回路13の
出力部の電圧は出力検出回路のインピーダンスで決定さ
れる電圧(V3:図2(E))となり、整流平滑回路1
5の出力部の電圧は定電圧素子16により決定される電
圧(V5:図2(D))となる。出力電圧(Vout:図
2(F))は次式(1)で求められる電圧となる。 Vout=(V5×R/7+V3×R/8)/(R/7+R/8)・・・式(1) (ただし、R7:分圧抵抗17の抵抗値,R8:分圧抵
抗18の抵抗値、スイッチング素子を駆動するPWM信
号のデューティは定電圧素子16が十分働く程度のデュ
ーティで、出力検出回路のインピーダンスを低めに配
し、分圧抵抗17及び18と定電圧素子16を必要とす
る電圧になるように配し、この時はスイッチングレギュ
レータ20は動作を停止させている)。
【0013】次に、整流平滑回路13の極性の出力を供
給するときの動作説明をする。スイッチ22をスイッチ
ングレギュレータ20側に接続して、スイッチングレギ
ュレータ20を起動させると、出力検出回路の信号がス
イッチングレギュレータ20の基準電圧になるようにス
イッチングレギュレータ20はPWMデューティを拡げ
る。これによる出力電圧(Vout:図2(F))は式
(1)で求められる電圧になる(整流平滑回路13の出
力部の電圧(V3:図2(E))は、スイッチングレギ
ュレータ20の基準値により決定され、整流平滑回路1
5の出力部の電圧(V5:図2(D))は定電圧素子1
6により決まっているので、Vout(図2(F))の値
はスイッチングレギュレータ20の基準電圧により任意
に調整できる)。
【0014】以上の説明から明らかなように、本発明に
よると、部品点数を大幅に増やさないで(特に、トラン
スの追加なし)、両極性出力を実現することができる電
源装置を提供することができる。
【0015】(請求項2の発明)請求項2の発明の回路
構成は、請求項1の発明で説明した図1の回路構成と同
じであり、出力電圧(Vout)の関係についても、請求
項1の発明と同じである。以下、図2のタイミングチャ
ートを参照しながら説明する。スイッチング素子11に
接続するPWM信号をスイッチングレギュレータ20側
とPWMジェネレータ21側に切り換えるスイッチ22
により一定周期で切り換えることによりパルス出力を提
供できる。例えば、スイッチ22を1mS毎に切り換え
れば、1kHzの50%デューティのパルス出力を提供で
きる(また、スイッチ22がPWMジェネレータ21に
接続されたときにも、出力検出回路14に配設されたコ
ンデンサにより保持された出力検出信号によりPWMデ
ューティの制御は安定している)。さらに、スイッチン
グレギュレータ20のスイッチ22をPWM信号で制御
すれば、デューティを自由に変更もできる。
【0016】上述のように、請求項2の発明によれば、
部品点数を大幅に増やさないで(特に、トランスの追加
なし)、パルス電圧出力を実現することができる電源装
置を提供することができる。
【0017】(請求項3の発明)請求項3の発明の回路
構成は、図1に示した請求項1及び2とほぼ同じである
が、スイッチングレギュレータ20については、図3に
示すように、システムコントローラのD/Aコンバータ
23の信号を基準電圧にすることにより、出力検出回路
が接続された出力極性の出力電圧をシステムコントロー
ラ23で必要に応じて変更することができる。従って、
部品点数を大幅に増やさないで(特に、トランスの追加
なし)、片出力の出力を可変可能な両極性出力及びパル
ス電圧出力を実現することができる電源装置を提供する
ことができる。
【0018】(請求項4の発明)請求項4の発明は、前
記請求項3の発明の回路構成とは基準電圧の生成方法が
異なるものである。一般的に、D/Aコンバータは高価
なため、その代用として、図4に示すように、システム
コントローラ内のPWMジェネレータ24を用い、この
PWM信号を平滑して基準電圧とする。このようにする
と、請求項3の発明を更に低コストにした電源装置を提
供することができる。
【0019】
【発明の効果】請求項1の発明は、直流電流をスイッチ
ングすることにより昇圧するスイッチング素子及び昇圧
トランスと、該昇圧トランスの2次側出力を整流平滑す
る第1の整流平滑回路と、該第1の整流平滑回路の出力
電圧を検出する出力電圧検出回路からなる電源装置にお
いて、前記第1の整流平滑回路と極性の異なる第2の整
流平滑回路と、該第2の整流平滑回路の出力を一定に保
持するための定電圧素子とを有し、前記第1及び第2の
双方の整流平滑回路の出力に直列に接続された分圧抵抗
の間に出力端を有するので、部品点数を大幅に増やさな
いで(特に、トランスの追加なし)、両極性出力を実現
することができる電源装置を提供することができる。
【0020】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記スイッチング素子を駆動するデューティの幅
を、任意に切り替える手段を有しているので、部品点数
を大幅に増やさないで(特に、トランスの追加なし)、
パルス電圧出力を実現することができる電源装置を提供
することができる。
【0021】請求項3の発明は、請求項1又は2の発明
において、前記スイッチング素子を駆動するレギュレー
タの基準電圧を外部コントローラからの信号により生成
するので、部品点数を大幅に増やさないで(特に、トラ
ンスの追加なし)、片出力の出力を可変可能な両極性出
力及びパルス電圧出力を実現することができる電源装置
を提供することができる。
【0022】請求項4の発明は、請求項3の発明におい
て、前記レギュレータの基準電圧を外部コントローラか
らの信号により生成する手段として、PWM信号を使用
し、PWM信号を平滑する平滑回路を有するので、請求
項3の発明を更に低コストにした電源装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を説明するための回路構成
図である。
【図2】 本発明の動作説明をするためのタイムチャー
トである。
【図3】 請求項3の発明のスイッチングレギュレータ
を説明するための要部回路構成図である。
【図4】 請求項4の発明のスイッチングレギュレータ
を説明するための要部回路構成図である。
【図5】 従来のパルス波形出力電源装置の一例を説明
するための回路構成図である。
【図6】 従来の両極性出力電源装置の回路構成を示す
図である。
【符号の説明】
11…スイッチング素子、12…昇圧トランス、13,
15…整流平滑回路、14…出力検出回路、16…定電
圧素子、17,18…分圧抵抗、19…極性反転回路、
20…スイッチングレギュレータ、21…PWMジェネ
レータ、22…スイッチ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電流をスイッチングすることにより
    昇圧するスイッチング素子及び昇圧トランスと、該昇圧
    トランスの2次側出力を整流平滑する第1の整流平滑回
    路と、該第1の整流平滑回路の出力電圧を検出する出力
    電圧検出回路からなる電源装置において、前記第1の整
    流平滑回路と極性の異なる第2の整流平滑回路と、該第
    2の整流平滑回路の出力を一定に保持するための定電圧
    素子とを有し、前記第1及び第2の双方の整流平滑回路
    の出力に直列に接続された分圧抵抗の間に出力端を有す
    ることを特徴とする電源装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の電源装置において、前記スイ
    ッチング素子を駆動するデューティの幅を、任意に切り
    替える手段を有することを特徴とする電源装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2の電源装置において、前
    記スイッチング素子を駆動するレギュレータの基準電圧
    を外部コントローラからの信号により生成することを特
    徴とする電源装置。
  4. 【請求項4】 請求項3の電源装置において、前記レギ
    ュレータの基準電圧を外部コントローラからの信号によ
    り生成する手段として、PWM信号を使用し、該PWM
    信号を平滑する平滑回路を有することを特徴とする電源
    装置。
JP20218297A 1997-07-11 1997-07-11 電源装置 Pending JPH1141928A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011232450A (ja) * 2010-04-26 2011-11-17 Canon Inc 画像形成装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011232450A (ja) * 2010-04-26 2011-11-17 Canon Inc 画像形成装置

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