JPS62285678A - 高電圧発生回路 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 本発明はブロッキング発振回路を用いた高電圧発生装置
に関し、電源電圧２周囲部度および負荷変動などによる
出力電圧の変動を安定化させる目的のものである。

一般に、ブロッキング発振回路を用いた自励式の高電圧
発生装置はよく知られているように、小電流容量の目的
に対してはきわめて小型軽量に製作し得る利点を有し、
静電複写機、ブラウン管制用機器、小型電気集塵機など
に広く用いられている。

これらの目的には自励式の例では、第１図に示すような
回路で構成されたものが一般に用いられている。しかし
ながら、かかる構成においては電源電圧の変動により出
力電圧が大きく変動する。

またスイッチング素子であるトランジスタが温度依存素
子であるため周囲温度の変化に対しても出力電圧が変動
する不都合が生じる。さらに詳細に説明するならば第１
図において、主トランジスタ１のコレクタは昇圧トラン
ス２の出力コイル３および電源整流用ダイオード４を介
して交流電源の一端に接続され、交流電源の他端は前記
主トランジスタ１のエミッタに接続されている。該主ト
ランジスタ１のペースは前記トランス２の帰還コイル６
を介してバイアス電位を与える抵抗６．了の直列接続体
の中間に接続され、かつ帰還コイル６は正帰還されるべ
き極性で接続される。なお、８は平滑用コンデンサ、９
はダンパーダイオード、１０はトランス２の高圧コイル
、１１は高圧整流用ダイオード、１２は高圧平滑用コン
デンサ、１３ｑ）ランラスタ保護用ダイオードをそれぞ
れ示す。多くの場合、高圧平滑用コンデンサ１２は接続
負荷の浮遊容量で代用されるか目的に応じて省略される
場合が多い。またＡ１．Ａ２は交流電源端子、Ｂｌｔ　
Ｂ２は出力端子を示す。

合端子Ａ１．Ａ２に交流電圧を加えると、ダイオード４
．平滑用コンデンサ８により整流かつ平滑され、バイア
ス抵抗６，７により分圧されたバイアス電圧が主トラン
ジスタ１のペースに与えられ、主トランジスタ１を起動
させ、コレクタ電流を流し始める。コレクタ電流は回路
の時定数、主に出力コイル３の時定数により上昇するが
、このとき帰還コイル５に正帰還電圧が誘起され、主ト
ランジスタ１を導通状態に保持する。コレクタ電流が正
帰還電圧にて抑制される値に達すると、逆再生作用によ
り主トランジスタ１は急速にカットオフされる。このと
き出力コイル３に大きな逆起電力が生じ高圧パルスが発
生する。これを高圧コイル１０で昇圧しダイオード１１
．コンデンサ１２で整流かつ平滑して直流高電圧を得る
ものである。

この回路にて発生する高圧パルス電圧Ｖはで表わされる
。Ｌは出力コイル、高圧コイルの合成インダクタンスで
トランスによる定数である。

また遮断時間を表わすＣＵｔ　も回路の時定数で決まり
一定であり、Ｌ、ｄｔ　とも温度にて大きな変化は示さ
ない。しかし、出力コイル電流ｉはトランジスタの特性
、電源電圧によって決まるためトランジスタの温度特性
と電源電圧変動によって犬きぐ変化する。また、出力側
Ｂ１．Ｂ２に負荷を接続した場合には高周波高電圧トラ
ンス２のため内部インピーダンスが犬きく、レギュレー
ションが非常に悪かった。

本発明はこのような欠点を改良し、安定な高電圧出力を
得ようとするものである。

以下、本発明を第２図に示す一実施例を用いて第１図と
同一箇所には同一番号を付して説明する。

図において、２１は帰還コイル５の一端に接続された高
圧パルス整流用ダイオード、２２は同整流用コンデンサ
、２３はコンデンサ２２の両端電圧を放電すると共に抵
抗の一点の電位を検出するための可変抵抗器、２４は制
御用トランジスタ、２６は定電圧ダイオード、２６は主
トランジスタ１のエミッタに直列に接続されている出力
コイル３に流れる電流を検出するための抵抗である。

このような構成にすると、主トランジスタ１が導通状態
にあり、コレクタ電流が増加し、抵抗２６の両端電圧が
上昇して行くとペース電圧も上昇する、即ちＡ２端子に
対する主トランジスタ１のペース電圧が定電圧ダイオー
ド２５の動作電圧と一定の関係になったとき主トランジ
スタ１が飽和しコレクタ電流の増加がなくなり、カット
オフする。

ここで定電圧ダイオードの動作電圧は一定であるためコ
レクタ電流が一定値になった時にカットオフする、即ち
前述の Ｖ＝Ｌ、□ ｔ のｄｉを一定にすることが出来るため出力を一定にする
ことが出来る。尚定電圧ダイオード２６のバラツキを可
変抵抗器２３の調整で吸収することが出来る。更に制量
用トランジスタ２４は定電圧ダイオード２６の動作電圧
以上の電圧の特に平滑コンデンサ２２の電圧によって帰
還コイル５の電圧を下げると共にコンデンサ２２の両端
電圧を放電する。

一方主トランジスタ１がカットオフした時には高圧コイ
ル１０に高電圧を発生すると共に、帰還コイル５に前記
高電圧に比例した電圧を誘起する。

この電圧を整流し、整流して得られた電圧を定電圧ダイ
オード２６に付加すると共に、その電流を制御用トラン
ジスタ２４のペース電流としているため、カットオフさ
れたときに発生する電圧が高いとトランジスタ２４で主
トランジスタ１のペース電流を多くバイパスさせる、即
ち主トランジスタ１の電流増幅率ｈｆｏが減少したかの
ような働きをすると共に、必要以上のベース電流を流さ
ないため、主トランジスタ１の蓄積電荷量が少なく、主
トランジスタ１の応答速度が速くなり出力電圧を一定に
する効果が更に向上すると共に、主トランジスタ１の損
失が少なくなり、トランジスタの小容量化が可能となる
。

又、カットオフされた時の電圧が低い時は、トランジス
タ２４で主トランジスタ１０ベース電流をバイパスする
量も少なく主トランジスタ１の見かけのｈｆｅを余り下
げることがない。このように主トランジスタ１の特性の
バラツキを補正することができる。

更に可変抵抗２３と平滑コンデンサ２２を適当な値に選
定することによって、放電時間を任意の時間にすること
ができる。このため数サイクルの前の電圧を記憶するこ
とができるため、毎サイクル放電する時に発生する出力
電圧のリップルの増加、ノイズやうなり音の増加が少な
く、平滑コンデンサ２２のリップルが少なく、安価に信
頼性を向上することができる。

又トランジスタは温度によって特性が大きく変わるが、
特にこの回路で最も影響の大きい電流増幅率ｈｉｅが大
きく変わりやすく温度特性が悪かったが本発明によれば
前述のように比較的温度特性の優れた電流検出用抵抗２
６及び定電圧ダイオード２６を用いて比較検出している
ため一定電流値でカットオフすると共に、見かけのｈｆ
ｅを一定にする働きがあり温度特性の優れた回路を提供
することができる。ここに本発明の大きな特長がある。

更に負荷が重くなった場合には、カットオフ時のピーク
電圧が下がるのが一般的であるが、本発明によれば、カ
ットオフ時のピーク電圧が下がれば、主トランジスタ１
の見かけのｈｆｅを上げるように制御し、常にカットオ
フ時のピーク電圧を基に制御するため負荷変動に対して
も優れた特性を示す。

これらの現象を出力コイル３に流れる電流Ｉ３゜高圧コ
イル１０に加わる電圧ｖ１ｏ（全巻線の波形は相似形）
の波形、及び負荷特性について、従来例と本発明とを第
３図、第４図を用いて説明する。

従来例は、主トランジスタ１のバラツキや温度変化によ
って電流増幅率ｈｆｅが変動し、或いは入力電圧が変動
し、出力コイル電流工３がａからｂの間で変化する。こ
のため出力コイル電圧ｖ１ｏもｅからｆの間で変化する
。更に負荷が変動すると出力コイル電流工。がほぼ同一
のｄであっても高圧コイル電圧ｖ１゜は電圧降下によっ
てｅからｆの間で変動する。

本発明はあらかじめ制御をかけておくと、主トランジス
タ１のバラツキ、温度変化に対して、は高圧コイル１０
の電圧ｖ１゜もｑで一定となる。

これらの関係を出力電流よりと出力電圧ＶＢについて入
力電圧ｖＡをパラメータとしてまとめると第４図のよう
になる。即ち従来例は破線のように、入力電圧ｖＡや出
力電流ＩＢによる変動が大きい。、しかし本発明は実線
で示すように出力電流よりＬ以下ではほぼ一定の出力電
圧を得ることができる。

このように高圧コイル１ｏに発生する電圧に比例したパ
ルス電圧を発生する帰還コイル６のパルス電圧を用いて
出力電圧を一定に制御するところに特長がちる。

本発明はこのように簡単な回路構成であり、非常に自由
度のある設計が可能な上に温度変化、電源電圧変動およ
び負荷変動に対して安定な出力電圧が得られる効果的な
ものでちる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例における高電圧発生装置の電気的回路図
、第２図は本発明に係る高電圧発生装置の一実施例を示
す電気的回路図、第３図は第２図の電気回路における各
部の信号波形図、第４図は第２図の電気回路における負
荷特性図である。 １・・・・・・主トランジスタ、２・・・・・・昇圧ト
ランス、３・・・・・・出力コイル、６・・・・・・帰
還コイル、２１・・印・整流ダイオード、２２・・・・
・・コンデンサ、２３・・・・・・可変抵抗器、２４・
・・・・・制御用トランジスタ、２６・・・・・・定電
圧ダイオード、２６・・・・・・電流検出用抵抗。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 （〈−ｍ−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）昇圧トランスの出力コイルと主トランジスタと帰
   還コイルと抵抗からなる閉回路および昇圧トランスの高
   圧コイルによって構成されたブロッキング発振回路と、
   前記帰還コイルに発生する前記主トランジスタをカット
   オフする極性の電圧によりダイオードを介して充電され
   るコンデンサと、このコンデンサに並列接続された放電
   抵抗と、この放電抵抗の中間点電位の電圧と前記主トラ
   ンジスタのエミッタに直列に接続した抵抗の両端電圧と
   を比較し、その差が一定値以下になったとき主トランジ
   スタを飽和させるよう構成した高電圧発生回路。
2. （２）電圧比較素子として定電圧ダイオードを用いた特
   許請求の範囲第１項記載の高電圧発生回路。