JPS6260468A - 電源装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電源装置に関し、さらに詳しくはプラス、マイ
ナスの両極性の高圧直流電源を供給する電源装置に関す
るものである。

［従来の技術］ マイクロフィルム、電子式複写機等の機器においてネガ
ティブな現像とポジティブな現像を行なう場合には帯電
のための高圧直流電源電圧としてプラスの電源電圧とマ
イナスの電源電圧が必要である。

このような場合に用いられる従来の電源装置では、プラ
スの電源回路とマイナスの電源回路をそれぞれ別々に設
け、この２つの回路をリレー等により切り換えて用いる
構成が採用されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の電源装置では上述のように２つの回路を別々に設
けるため、部品点数が多く、また装置全体が大型化して
しまうという問題がある。又従来装置では高圧の出力を
切り換えるため、その際に大きなノイズを発生するとい
う問題がある。

本発明はこのような問題点を解決するために成されたも
のである。

［問題点を解決するための手段１ 上記の問題点を解決するために本発明の電源装置にあっ
ては１次巻線と２つの２次巻線を有するトランスと、前
記１次巻線に給電回路から印加される直流の向きを１次
巻線の巻き方向に対して両方向に切り換える電子的スイ
ッチと、前記直流をオン、オフするスイッチング回路と
、前記オン。

オフにより前記２次−巻線のそれぞれに発生する電流を
互いに逆極性で整流し、平滑し、出力が直列に接続され
た２つの整流、平滑回路とから構成され、前記２つの整
流、平滑回路の出力の和を出力とする構成を採用した。

［作　用］ 第１図に示す構成において、動作時には不図示の給電回
路からプラスの直流電圧ＶｃｃがトランジスタＱ２．Ｑ
３のいずれか一方を介してトランスＴ１の一１次巻線の
端子Ｃ，Ｆのい＝ずれか一方に印加され、選択された端
子から中間タップＴＰへ向かって流れる電流はスイッチ
ング用のトランジスタＱｌのオン、オフによりオン、オ
フされ、トランスＴＩが駆動される。この場合オン時間
Ｔｌはオフ時間Ｔ２に対して充分短かくされる。

トランジスタＱ３がオンでＱ２がオフの場合、動作は以
下のようになる。

トランジスタＱｌのオン、オフにより１次巻線１１の端
子ＦからＥに向かって流れる直流がオン、オフされ、２
次巻ノ２，１３には、オンにフォワードＥ１が発生し、
オフ時にこれと逆極性でフライバック電圧−Ｅが発生し
、ダイオードＤ４．Ｄ５の極性の相違により、例えばＥ
ｌはコンデンサＣ３にチャージされ、−Ｅ２はコンデン
サＣ２にチャージされる。そして両コンデンサにより上
滑された電圧、即ち２つの整流、平滑回路の出力の和の
電圧が出力端子２の出力電圧ＨＶ　ｏｕ　ｔとなる。こ
こで ＴＩ＋７２ となり、ＴＩ（（Ｔ２であるのでＨＶ　ｏｕ　Ｌは所定
のマイナス電圧となる。

一方トランジスタＱ２がオンでＱ３がオフの場合、１次
巻で１において直流は端子ＣからＥに向かって流れ、１
次巻１１の巻方向に対して上述の場合と逆向きに流れる
ので、２次巻ｆｆ１２　、ｆｆ１３に発生するフォワー
ド電圧、フライバック電圧は極性が上述の場合と逆にな
り、−Ｅｌ及び十Ｅ２になる。

そして出力電圧ＨＶｏｕｔは、 Ｔ　Ｉ　＋Ｔ２ となり所定のプラス電圧となる。

このようにして、プラスの電源回路とマイナスの電源回
路を一体にした構成において、電子的スイッチのトラン
ジスタＱ２．Ｑ３による切り換えによりプラスとマイナ
スの出力を得られる。

［実施例］ 以下、添付した図を参照して本発明の実施例の詳細を説
明する。

ｌ上災蔦遺 第１図は本発明の第１実施例による電源装置の構成を示
す回路図である。

符号Ｔ１で示すものはトランスであり、中間タップＴＰ
を有した１次巻ｍｆｆ１ｌと、２つの２次巻線１２２，
１２３を有している。

１次巻線ノｌの両端の端子Ｃ，Ｆはそれぞれトランジス
タＱ２．Ｑ３及び平滑用のコンデンサＣ４及び抵抗Ｒ５
を介して所定の直流電圧ＶＣＣを給電する不図示の給電
回路に接続されている。

ここでトランジスタＱ２．Ｑ３は直流電圧Ｖｃｃを１次
巻ノｌの端子Ｃ，Ｆのいずれか一方に選釈して印加する
ことにより、電源装置の出力極性を切き換える電子的ス
イッチであり、それぞれのベースには抵抗Ｒ１，Ｒ３を
介して例えば電源装置を制御するマイクロコンピュータ
などの制御出力信号が導かれ、いずれか一方が選択的に
オンされる。またＱ２．Ｑ３のそれぞれのコレクタ、エ
ミッタ間にはダンパー用のダイオードＤｉ、Ｄ２が並列
に接続されている。

また１次巻Ｊ２１の中間タップＴＰの端子Ｅは１次巻線
１１に印加される直流をオン、オフしてトランスＴｌを
駆動するスイッチング用のトランジスタＱｌのコレクタ
に接続されている。Ｑｌのベースの入力端子ｌには不図
示のパルス発生回路からスイッチングパルスが入力され
る。またＱｌはエミッタを接地されており、コレクタ、
エミッタ間に共振用のコンデンサＣ１及びダンパー用の
ダイオードＤ１を並列に接続されている。

一方トランスＴ１の第１の２次巻線で２の両端はダイオ
ードＤ４と一コンデンサＣ２の直列接続から成る整流、
平滑回路に接続されており、ダイオードＤ４とコンデン
サ０２間の接続点は電源装置の出力端子２に接続されて
いる。

また第２の２次巻線ノ３の両端は上記ダイオードＤ４と
逆極性のダイオードＤ５と接地されたコンデンサＣ３の
直列接続からなる整流、平滑回路に接続されており、ダ
イオードＤ５．コンデンサ０３間の接続点は第１の２次
巻線ｆｆ１２．コンデンサＣ２−Ｉｎの接続点に接続さ
れている。

即ち２次巻線Ｊ２２．ノ３のそれぞれに発生する電流を
それぞれ逆極性で整流し、平滑する２つの整流、平滑回
路の出力が直夕曙に接続され、出力端子３に接続されて
いる。

次に以上のように構成された本実施例の動作につき説明
する。

動作時にはコンデンサＣ４，抵抗Ｒ５を介して平滑され
た所定の直流電圧Ｖｃｃが電子的スイッチのトランジス
タＱ２．Ｑ３のいずれか一方を介してトランスＴｌの１
次巻線１１の端子Ｃ，Ｆのいずれか−・方に印加される
とともに、スイッチング用のトランジスタＱｌのベース
にスイッチングパルスが導かれ、これによりＱｌがオン
、オフして１次巻線１１に印加される直流をオン、オフ
し、トランスＴＩが駆動される。

なお上記スイッチングパルスはデユーティ−比が充分小
さいものとし、このためトランジスタＱ１のオン時間は
オフ時間に対して充分短かくされる。

ここでトランジスタのＱ３がオン、Ｑ２がオフされてい
る場合、動作は以下のようになる。

スイッチング用のトランジスタＱ１がオンすると１次巻
線１１において一方の端子Ｆから中間タップの端子Ｅへ
向かって電波が流れ、巻線比に応じて２次巻線ｊ２２、
．１ｉ７３に所定のいわゆるフォワード電圧Ｅｌが発生
する。

これはダイオードＤ４　、Ｄ５の極性の相違により、例
えばダイオードＤ４がオフし、Ｄ５がオンしてフォワー
ド電圧ＥｌはコンデンサＣ２には印加されず、コンデン
サＣ３には印加されてその両端にチャージされるためで
ある。

次にトランジスタＱｌがオフすると１次巻線で１の電流
が遮断されるので２次巻線で２．ノ３にオン時のフォワ
ード電圧Ｅｌと逆極性のいわゆるフライバック電圧−Ｒ
２が発生する。

これは発生電圧の逆転により今度はダイオードＤ４がオ
ンし、Ｄ５がオフして、コンデンサＣ２のみにフライバ
ック電圧−Ｒ２がチャージされるためである。

そして先にコンデンサＣ３にチャージされたフォワード
電圧Ｅｌと、コンデンサＣ２にチャージされたフライバ
ック電圧−Ｒ２は両コンデンサにより平滑され、出力端
子２の出力電圧ＨＶｏｕｔとなる。即ち２つの整流、平
滑回路の出力の和の電圧が出力電圧ＨＶｏｕｔとなり、
トランジスタＱ１のオン時間（フォワード電圧Ｅｌの発
生時間）をＴＩとし、オフ時間（フライバック電圧Ｒ２
の発生時間）をＴ２とすると、 となる。ここで先述したようにスイッチングパルスのデ
ユーティ−比が充分小さく、即ちＴｌ（（Ｔ２であるの
で出力電圧ＨＶｏｕｔは所定のマイナス電圧となる。

なおここでトランジスタＱｌのオフ時には共振用のコン
デンサＣ１と１次巻線１１の端子Ｅ、Ｆ間のインダクタ
ンスＬとによって共振回路が構成され電圧共振が発生し
、インダクタンスしにマイナスの電圧が発生し、上記の
才〕がより確実になり、スイッチングロスが少なくなる
。またこの場合にダンパー用のダイオードＤＩを介して
電流が流れるため、より効率が高くなる。

一方トランジスタＱ２がオンされＱ３がオフされた場合
には、１次巻線ｊ２１において電流は端子Ｃから端子Ｅ
へ向かって流れ、１次巻線の巻き方向に対して１＝述の
場合と逆方向に流れるのでトランジスタＱ１のオン、オ
フにより２次巻線ノ２゜ノ３に発生するフォワード電圧
、フライバック電圧の極性は上述の場合と逆になり、−
Ｅｌ及び＋Ｅ２になる。そして上述と逆の動作でフォワ
ード電圧、−ＥｌがコーンデンサＣ２にチャージされフ
ライバック電圧Ｅ２がコンデンサＣ３にチャージされる
。両コンデンサによる平滑により出力端子２の出力電圧
ＨＶ　ｏｕｔは、 となり、ＴＩ＜（Ｔ２であるので所定のプラス電圧とな
る。

なお上述した動作において、トランジスタＱ２、−Ｑ：
ｌのそれぞれのコレクター、エミッタ間に逆極性の高電
圧がかると、前記極性で導通するダイオードＤ２、Ｄ３
を介して電流が流れるのでＱ２．Ｑ３が保護される。

以上のようにして本実施例によればプラスの電源回路と
マイナスの電源回路を一体にした構成において、電子的
スイッチのトランジスタＱ２゜Ｑ３を介して１次巻線）
ｌに印加される直流の向きを１次巻線の巻き方向に対し
て両方向のいずれかに選択することによりプラスとマイ
ナスの出力を得られる。

ｍ２１−」 第２図は本発明の第２実施例による電源装置の構成を示
す回路図である。

同図に示すように本実施例にあっては、第１実施例のよ
うに直流電圧Ｖｃｃの給電回路と電子的スイッチのトラ
ンジスタＱ２及びＱ３の間に平滑回路を接続するかわり
に、トランジスタＱ２．Ｑ３と１次巻線Ｊ１の間に平滑
用コンデンサＣ２゜Ｃ３及び抵抗Ｒ５、Ｒ６からなるフ
ィルタ回路を接続している。

このような構成によれば上記のフィルタ回路により１次
巻線でｌに印加される直流電圧Ｖｃｃの平滑が行なわれ
るとともに、コンデンサＣ２，Ｃ３のフィルタ作用によ
りトランジスタＱ、２．Ｑ３が保護されるので第１実施
例で必要としたダンパー用ダイオードＤ２．Ｄ３を省く
ことができる。

但し本実施例の場合、動作時においてコンデンサＣ２，
Ｃ３の作用により、トランジスタＱ２゜Ｑ３のオン、オ
フの切り換えによる出力極性の切り換えの速度が第１実
施例の場合よりも低速になる。

この他の点では本実施例の動作１作用は第１実施例と同
様である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明の電源装置の構成
によれば、プラスの電源回路とマイナスの電源回路を一
体に構成することにより部品点数の低減、装置の小型化
及び製造コストの低減が図れる。また出力の極性の切り
換えは（絶対値が）低圧の入力側の切り換えにより行な
われるので、ノイズの発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による電源装置の構成を示
す回路図、第２図は第２実施例による電源装置の構成を
示す回路図である。 ■・・・入力端子　　　　２・・・出力端子Ｔ１・・・
トランス　　　１１・・・１次巻線ノｌ、Ｊ２３・・・
２次巻線 Ｑｌ−Ｑ３・・・トランジスタ Ｄｉ−０５・・・ダイオード ０１〜Ｃ５・・・コンデンサ Ｒ１−Ｒ６・・・抵抗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ａ）１次巻線と２つの２次巻線とを有するトランス
   と、 ｂ）前記１次巻線に給電回路から印加される直流の向き
   を１次巻線の巻き方向に対して両方向に切り換える電子
   的スイッチと、 ｃ）前記直流をオン、オフするスイッチング回路と、 ｄ）前記オン、オフにより前記２次巻線のそれぞれに発
   生する電流を互いに逆極性で整流し、平滑し、出力が直
   列に接続された２つの整流、平滑回路とから構成され、 ｅ）前記２つの整流、平滑回路の出力の和を出力とする ことを特徴とする電源装置。 ２）前記直流のオン時間をオフ時間に対して充分短くし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電源
   装置。 ３）前記電子的スイッチをトランジスタから構成し、前
   記トランジスタに並列にダンパー用のダイオードを接続
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の電源装置。 ４）前記電子的スイッチと給電回路間に平滑回路を接続
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項
   までのいずれか１項に記載の電源装置。 ５）前記電子的スイッチと１次巻線間にフィルタ回路を
   接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
   ３項までのいずれか１項に記載の電源装置。