JPS62160028A

JPS62160028A - 電源装置

Info

Publication number: JPS62160028A
Application number: JP61001423A
Authority: JP
Inventors: 一義高橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-01-09
Filing date: 1986-01-09
Publication date: 1987-07-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、特にスイッチング電源など変圧器と
して昇（降）圧トランスを有し、その制御側と負荷側が
絶縁された電源装置に関するものである。

［従来の技術］従来のスイッチング電源、特に複写機の帯電器用などの
高圧の電源装置では上記のように制御側（低圧の１次側
）と負荷側（高圧の２次側）を絶縁する構成が用いられ
ている。これは主として高圧負荷の短絡などの負荷変動
の影響、或いはノイズなどの影響がこわれやすく複雑、
高価な制御側に及ぶことがないよう保護するため、ある
いは２次負荷側が高圧のフローティング構成を必要とす
る場合があるためである。

［発明が解決しようとする問題点］また、制御側に流れる電流を低抵抗で検出し、この検出
量を出力制御に用いる構成も知られている。この構成で
はトランスの１次側のみで制御が行なわれるので上記の
ような絶縁手段は必要ないが、検出用の低抵抗における
電力損があること、また回路が複雑になる問題があった
。

また、高圧負荷そのものを短絡などから保護する目的で
定電流、ないし定電圧出力を行なうため、或いは負荷の
駆動条件を所望に制御するため、従来よりスイッチング
電源では負荷電流、電圧などを検出してその検出量に応
じてスイッチングの効率を制御する構成が知られている
。

トランスの制御側、負荷側の絶縁を必要とする装ごては
、上記の目的で検出した負荷電流、電圧を負荷側から制
御側に戻す際フォトカブラやカレン）　ｌ−ランスなど
の絶縁手段が用いられていた。

この方式はフォトカブラやカレントトランスなど高価な
部品が必要とされ、装置がコストアップしたり、また大
型化したりする問題があった。

［問題点を解決するための手段］以上の問題を解決するため、本発明においては変圧器の
制御巻線に供給する直流電位を変化させることにより変
圧器の負荷巻線の出力を所望に制御する′心理装置にお
いて、前記制御巻線に対する入力端子を検出する手段と
、変圧器に設けられた負荷出力に対応した電圧を検出す
る手段と、前記入力電圧が所定値以上であるとともに前
記負荷出力に対応した電圧が所定値以下であることを条
件として前記入力電圧を減少させる制御手段を設けた構
成を採用した。

［作　用］以上の構成によれば、負荷短絡などの出力異常を変圧器
の入力、出力電圧の変化の２つを条件として検出する。

従って負荷側の巻線に出力検出手段を接続したり、この
検出手段の出力を絶縁状態で制御側に伝達したりする必
要がなく、また電力損の大きい電流検出用の抵抗を制御
側に設ける必要がなくなる。

［実施例］以下、図面に示す実施例に基づき本発明の詳細な説明す
る。

図は本発明による電源回路の一実施例を示しており、図
において符号１は一般に市販されているスイッチング電
源制御用のＩＣである。制御用ＩＣＩはＤＩＰ型のもの
で丸印で示す１６本のピン（端子）を有している。各丸
印内の番号はピン番号である。

制御用ＩＣＩは出力制御用のトランジスタｌａ、基準ス
イッチング周波数を発振するオシレータｌｂ、ビン１２
から抵抗２７を介して入力される′ＦＬ源電圧Ｖｃｃ（
２４Ｖ）をもとに出力制御のための基準電圧（ここでは
５Ｖ）を発生する定電圧回路などからなる基準電圧発生
器１ｃ、この基準電圧と出力の指標となる電圧を比較し
、その出力により前記トランジスタｌａを制御する２系
統のオペアンプなどから成るエラーアンプｌｄ。

１ｅを有している。

昇圧用のトランス１３の１次巻線５１は中間タップを有
し、この中間タップに対する直流電源電圧Ｖｃｃの印加
がスイッチングトランジスタ２により制御される。スイ
ッチングトランジスタ２のベースは制御用ＩＣのトラン
ジスタ１ａにょ１１抗３，４を介して駆動される。スイ
ッチングトランジスタ２は、チョークコイル６、ダイオ
ード５、電解コンデンサ７とともにスイッチングレキュ
レータを構成し、トランス１３への平均的な供給電圧を
スイッチング比の変更により制御する。

図示したトランス１３の励振方式は自動式であり、この
ために前記中間タップは更にベース（トランジスタ８の
）電流供給用の抵抗９，１０゜１２、コンデンサ１１を
介してベース巻線５２と接続されている。ベース巻＆１
５２の他端はエミッタ接地のスイッチングトランジスタ
８０ベースに接続されており、このトランジスタ８のコ
レクタはコンデンサ４９で互いに接続された１次巻線５
１の一端に接続されている。以上のようにしてトランス
１３の自動発振回路が構成される。

トランス１３の出力巻線５４の端子１４．１５には高圧
の交流負荷ないし、整流回路などを介して高圧直流負荷
が接続される。

更にトランス１３には出力検出用の巻線５３が設けられ
ている。この巻線５３には出力電圧に応じた交流電圧が
発生され、この電圧はダイオード１６、コンデンサ１７
で整流、平滑されて直流電圧に変換され、抵抗１８．１
９及び２、可変抵抗２０から成るアッテネータを介して
制御用ＩＣＩのエラーアンプｌｄの制御入力端に印加さ
れる。エラーアンプ１ｄの一人力と出力端はＩＣＩのビ
ン２．３を介して帰還用の抵抗２４゜コンデンサ２６で
結合されている。

スイッチングトランジスタ２の駆動周波数はオシレータ
１ｂの発振周波数により決定される。

オシレータ１ｂの発振周波数は制御用ＩＣのピン６．５
に接続された抵抗２２．コンデンサ２３の時定数により
規定される。オシレータ１ｂの発振は工Ｃ１のピン４に
接続されたワンショット回路１ｂ′により制御される。

このワンショット回路ｌｂ′は抵抗４５〜４７．トラン
ジスタ４４から成るリモート回路により制御される。こ
こではトランジスタ４４のリモート端子４８をグランド
にショートさせた際に発振が停止され、リモート端子４
８の解放状態で発振が開始され、トランス１３の励振が
始まる。トランジスタ４４のコレクタはＩＣＩの基準電
圧発生器工Ｃの発生する５ｖの電圧に抵抗４３を介して
プルアップされている。

本実施例では、更に一次巻線５１の中間タップ及び出力
検出用巻線５３の整流、平滑出力電圧を入力する出力制
御回路５０が設けられている。

即ち、−次巻線５１の中間タップの電圧Ｖｌは抵抗３８
．４０で分圧され電圧ｖ３が形成される。この電圧ｖ３
は抵抗３９を介して制御回路５０のトランジスタ３６の
ベースに与えられる。

トランジスタ３６のエミッタは接地されており、またコ
レクタは前記の５■の基準電圧に抵抗３２を介してプル
アップされている。

また、巻線５３の整流、平滑出力電圧Ｖ２は抵抗４１を
介してトランジスタ３７のベースに与えられる。トラン
ジスタ３７のエミッタは抵抗４２を介して接地され、コ
レクタには前記の５ｖの基準電圧５ｖが接続される。

トランジスタ３６のコレクタ電位、トランジスタ３７の
エミッタ電位はダイオード３４．３５で結合され、電圧
ｖ４が形成される。結合点は抵抗３３を介して接地され
ている。

電圧ｖ４はＩＣＩのピン１５．即ちエラーアンプ１ｅの
一側の入力端子に与えられる。エラーアンプ１ｅの＋側
の入力端子には５ｖの基準電圧を抵抗２８．２９で分圧
した電圧ｖ５が基準電圧として与えられている。

以上の構成においてトランス１３の出力端子１４．１５
に短絡していない正常な負荷が接続されている場合には
、トランス１３の巻線５３で検出された電圧が制御用Ｉ
ＣＩのエラーアンプｌｄに入力され、この出力に対応し
た電圧が５Ｖの基準電圧の抵抗３０．３１による分圧と
比較されることによりトランス１３のスイッチングが制
御され、出力が定電圧制御される。

このとき抵抗３８．４０の設定により、電圧ｖ３はＶ３　’＝＃七、ＸＶ、　＞０　、６Ｖ・（１）程度と
なる。ここでＲ２Ｏ，Ｒ４０は抵抗３８゜４０の抵抗値
である。

上記のベース電位（ｖ３）により制御回路５０のトラン
ジスタ３６はオフとなり、ダイオード３４はオフ（非導
通）である。また出力検出電圧Ｖ２は、このときＶ２＞
５Ｖ（基準電圧）であり、ダイオード３５はオンとなる
。

この結果、電圧Ｖ４＞Ｖ５となり、エラーアンプｌｅは
動作しない。

一方、トランス１３の出力巻線５４に接続された負荷が
短絡または極めて小さくなると、出力検出電圧ｖ２が下
り、これによってトランジスタ３７がオフとなる。そし
てダイオード３５を介し、電圧Ｖ４＜Ｖ＝ｓとなるとエ
ラーアンプ１ｅがトランジスタ２を介してトランス１３
の入力端子ｖ１を減少させるように動作する。

電圧Ｖｌの減少により前記の（１）式によりｖ３＝ｏ、
ｓｖまで電圧■コが低下するとトランジスタ３６がオフ
に向かい、ダイオード３４はオンとなる。これにより電
圧ｖ４＝ｖ５となったところでエラーアンプ１ｅの出力
減少制御が停止し、安定する。

この時、Ｖ＋　＝Ｒ＋ＲＸｏ、６Ｖであり、また出力検出電圧Ｖ２く■４であるからダイオ
ード３５はオフである。

以上のようにして出力制御は負荷短絡保護モードに入る
。ここから負荷が正常値まで戻ると、出力検出電圧Ｖ２
が急激に増加し、電圧ｖ４はＶ、＞Ｖ５まで戻り、これ
によって保護用エラーアンプ１ｅの動作が停止し　トラ
ンス１３の入力電圧ｖ１の値も所定値に復帰し、短絡保
護モードから通常出力モードへ移行する。

以上のような構成により、昇圧用トランスの１次側入力
値と出力検出用巻線の出力値との２つを条件として出力
制御、特に短絡保護制御が可能となる。上記構成によれ
ば、負荷側と制御側を絶縁する高価なフォトカプラ、ト
ランス等の手段を必要とせず、また１次側のスイッチン
グ回路に電力損を生じる検出抵抗を必要としないので、
装置は非常に簡単安価に構成できる。

以上では、自助式のスイッチング回路を例示したが、他
励式の回路や、シリ−ズレキュレータ等の電源回路にも
同様の技術を実施できる。又、上記では高圧出力を前提
として説明したが、低圧出力の回路でも同様の構成が実
施できるのはいうまでもない。更に、出力制御回路は９
図示したようなＩＣを用いたものだけでなく、ディスク
リート素子から構成することもできる。

［効　果］以上の説明から明らかなように、本発明によれば、変圧
器の制御巻線に供給する直流電位を変化させることによ
り変圧器の負荷巻線の出力を所望に制御する′７ｒｆ、
源装置において、前記制御巻線に対する入力電圧を検出
する手段と、変圧器に設けられた負荷出力に対応した電
圧を検出する手段と、前記入力端子が所定値以上である
とともに前記負荷出力に対応した電圧が所定値以下であ
ることを条件として前記入力電圧を減少させる制御手段
を設けた構成を採用しているので、高価な制御側。

負荷側の巻線を絶縁する手段や電力効率を低下させる電
流検出抵抗を必要とせず、簡単安価な構成により確実な
出力制御が可能な優れた電源装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による電源装置の一実施例を示した回路図で
ある。１・・・制御用ＩＣ２，８・・・スイッチングトランジスタ１３・・・トラ
ンス３６．３７．４４・・・トランジスタ５１〜５４・・・巻線

Claims

【特許請求の範囲】

変圧器の制御巻線に供給する直流電位を変化させること
により変圧器の負荷巻線の出力を所望に制御する電源装
置において、前記制御巻線に対する入力電圧を検出する
手段と、変圧器に設けられた負荷出力に対応した電圧を
検出する手段と、前記入力電圧が所定値以上であるとと
もに前記負荷出力に対応した電圧が所定値以下であるこ
とを条件として前記入力電圧を減少させる制御手段を設
けたことを特徴とする電源装置。