JPH0412667A - 電源回路 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば電気集塵機、複写機等の数ｋＶ程度の
高電圧を必要とする機器の高圧電源部等に用いられる電
源回路に関する。

（従来の技術） 高電圧を発生する従来の電源回路としては、例えば第４
図に示すようなものがある。同図において、２１ａ、２
１ｂは商用周波数交流の入力端子、２２は低圧トランス
、２３は整流ダイオード、２４は平滑コンデンサであり
、これらで低圧直流電源５０が構成されている。また、
２５はスイッチング素子、２６はその制御回路、２７は
制御回路２６に対する他励式の発振回路、２８は高圧発
生用トランス、２９は整流・平滑回路であり、こ、れら
で高圧電源回路６０が構成されている。

そして、低圧直流電源５０からの５〜２４Ｖ程度の低圧
直流出力を高圧電源回路６０の入力とし、高圧電源回路
６０では、スイッチング素子２５及び制御回路２６等か
らなるスイッチング回路によりその低圧直流電圧を高周
波化し、高圧発生用トランス２８で高周波の高圧交流に
昇圧して整流・平滑回路２９で整流・平滑することによ
って所要値の直流高電圧を発生させている。

また、高電圧を発生する他の電源回路として、例えば第
５図に示すようなものがある。同図において、３１は整
流・平滑回路、３２はスイッチング素子、３３はコンバ
ータトランス、３４は整流ダイオード、３５は平滑コン
デンサであり、これらで低圧直流電源７０が構成されて
いる。この従来例では、低圧直流電源７０がスイッチン
グ電源で構成されており、高圧電源回路６ｏは、上記第
４図のものと同様のものが用いられている。

上記向れの構成の電源回路においても、高圧電源回路６
０の入力用低圧直流電圧を得るための低圧直流電源５０
．７０と、高圧電源回路６０とは各別に独立して構成さ
れている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の電源回路にあっては、何れのものも、低圧直流電
源と高圧電源回路とが各別に独立して構成されていたた
め、回路構成が複雑化して部品点数が増し、コスト高に
なる。また低圧直流電源にスイッチング電源を用いた電
源回路では、低圧直流電源において一度高周波化した交
流電力を直流に変換し、さらに高圧電源回路において再
度高周波化しているため、高周波化用のスイッチング素
子及び制御回路等で電力ロスが生じて効率が悪いという
問題があった。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、回路構成
が簡潔で部品点数が少なく低コスト化を図ることができ
、さらに効率のよい電源回路を提供することを目的とす
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明の電源回路は、第１
に、低圧直流電圧を所定の周期でスイッチングした高周
波の交流を１次側入力とした第１のトランスを備えた低
圧電源部と、該低圧電源部における前記第１のトランス
の２次側高周波交流出力を１次側入力とし２次側に高周
波の高圧交流電圧を得る第２のトランスと、該第２のト
ランスの２次側高圧交流出力を直流化して直流高電圧を
発生する直流化回路とを備えた高圧電源部とを有するこ
とを要旨とする。

第２に、低圧直流電圧を所定の周期でスイッチングした
高周波の交流を１次側入力とじた第１のトランスを備え
た低圧電源部と、該低圧電源部における前記第１のトラ
ンスの２次巻線がスイッチング素子を介して１次巻線に
接続され２次巻線から高周波の高圧交流電圧を出力する
第２のトランスと、前記低圧電源部における前記第１の
トランスの２次側高周波交流出カを駆動信号として入力
し前記スイッチング素子の動作を制御する制御回路と、
前記第２のトランスの２次側高圧交流出力を直流化して
直流高電圧を発生する直流化回路とを備えた高圧電源部
とを有することを要旨とする。

（作用） 上記構成により、第１の発明では、低圧電源部で低圧直
流電圧が所定の周期でスイッチングされ、高周波の交流
に変換されて第１のトランスの１次側に入力する。次い
で、この第１のトランスの２次側高周波交流出カが高圧
電源部における第２のトランスの１次側に直接伝送され
、その２次側で得られた高周波の高圧交流出力が直流化
回路で直流化されて所要値の直流高電圧が発生する。

低圧電源部で第１のトランスの２次側高周波交流出力を
直流化するための整流ダイオード及び平滑コンデンサ等
が不要になり、また高圧電源部の入力段で再度高周波交
流に変換するためのスイッチング素子及び制御回路等が
不要となる。従って、これらの素子及び回路で生じる電
力ロスがなくなり効率の向上が得られるとともに回路構
成の簡潔化が実現される。

また、第２の発明では、低圧電源部からの高周波交流を
駆動信号とした従来よりも簡単な構成の制御回路及びス
イッチング素子の付設により、上記第１の発明の作用に
加えて、さらに直流高電圧の出力特性の向上が得られる
。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の第１実施例を示す図である。

同図ニオいて、ｌａ、ｌｂは商用周波数交流の入力端子
、２は整流・平滑回路、３は整流・平滑回路２からの低
圧直流電圧を所定の周期でスイッチングして高周波の交
流に変換するスイ・ソチング素子であり、その制御端子
にはスイッチング動作用の制御信号が入力されている。

４は第１のトランスとしてのコンバータトランスであり
、これらで低圧電源部である低圧電源回路１０が構成さ
れている。

一方、５は第２のトランスとしての高圧発生用トランス
、６は直流化回路としての整流・平滑回路であり、これ
らで高圧電源部である高圧電源回路２０が構成されてい
る。そして、低圧電源回路１０におけるコンバータトラ
ンス４０２次巻線が高圧電・源回路２０における高圧発
生用トランス５の１次巻線に直接接続されている。

電源回路は上述のように構成されているので、低圧電源
回路１０ては、入力端子１ａ、］ｂから入力した商用周
波数交流が整流・平滑回路２て整流・平滑されて低圧直
流電圧となる。この低圧直流電圧はスイッチング素子３
により所定の周期でスイッチングされて高周波の交流に
変換され、コンバータトランス４の１次側に入力する。

次いて、コンバータトランス４の２次側高周波交流出力
が高圧電源回路２０における高圧発生用トランス５の１
次側に直接伝送されて高周波の高圧交流電圧に昇圧され
、整流・平滑回路６て整流・平滑されることによって所
要値の直流高電圧が発生する。

上述のように、この実施例の電源回路によれば、−度低
圧電源回路１０て交流化した交流電力をそのまま高圧電
源回路２０に伝送しており、従来例のように一度交流化
した交流電力を直流に変換し、再度、高圧電源回路で交
流に変換する必要がない。

従って、従来例における低圧電源回路で直流化するため
に必要だった整流ダイオード及び平滑コンデンサが不要
になり、さらに、高圧電源回路で再度交流に変換するた
めに必要だったスイッチング素子及び制御回路も不要と
なる。また、従来例ではスイッチング素子のオン、オフ
時や制御回路の動作のために電力ロスを生じ、変換効率
の低下の原因となっていたが、この実施例の電源回路で
はスイッチング素子や制御回路のための電力ロスかなく
なるので、変換効率を向上させることか可能となる。

次いで、第２図には、本発明の第２実施例を示す。

なお、第２図及び後述の第３図において、前記第１図に
おける回路機器及び素子等と同一ないし均等のものは、
前記と同一符号を以って示し、重複した説明を省略する
。

この実施例では、低圧電源回路１０におけるコンバータ
トランス４の２次巻線が高圧電源回路３０における高圧
発生用トランス５の１次巻線にスイッチング素子７を介
して接続されている。８はスイッチング素子７の動作を
制御するための制御回路であり、低圧電源回路１０にお
けるコンバータトランス４の２次側高周波交流出力が、
この制御回路８に駆動信号として入力されている。制御
回路８でスイッチング素子を制御することにより、高圧
電源回路３０から発生する直流高電圧が一定値に制御さ
れるようになっている。

前記第１実施例では、低圧電源回路から高圧電源回路に
供給される高周波のパルス幅の変化や高圧負荷の変動が
生じると、レギュレーションが悪化する場合がある。こ
れに対し、この実施例では、制御回路８てスイッチング
素子７を制御することにより、直流高電圧の出力特性の
向上が得られている。例えば、高圧発生用トランス５の
１次側入力である高周波のパルス幅が一定になるように
制御すれば、低圧電源回路１０から高圧電源回路３０に
供給される高周波のパルス幅の変動による直流高圧出力
の出力特性の変動を押さえることができる。このとき、
第４図等に示した従来の制御回路では自励発振させるか
（ＲＣＣ）、或いは他励式の発振回路を必要としていた
が、上述したように、この実施例では、コンバータトラ
ンス４の２次巻線より安定した駆動信号を得ることかで
きるので、制御回路８に対し発振回路を設けることは不
要であり、この制御回路８は従、来よりも簡単な構成に
なることは明らかである。

第３図には、−本発明の第３実施例を示す。

この実施例では、高圧電源回路４０の出力段に直流高電
圧の出力電圧変動を検出する検出回路９が設けられ、そ
の検出回路９から制御回路８ヘフイードバツクをかける
ことによってスイッチング素子７を制御し、直流高電圧
出力のより一層の安定化が得られるようになっている。

検出回路９を設けることで部品点数が増加するものの、
従来の低圧電源回路で直流化するために必要だった整流
ダイオード及び平滑コンデンサが不要になることには変
わりがなく、全体的には従来構成よりも部品点数は少な
くなり、かつ同等の性能が得られる。

また、上述の第２及び第３の実施例において、スイッチ
ング素子７を直流高圧出力のスイッチとして用いること
も可能である。即ち、負荷に過電流或いは短絡等の異常
が生じた場合には、その情報を制御回路８に伝送するこ
とによって、スイッチング素子７をオフさせて回路を切
断し、直流高圧出力の発生を停止させることもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、第１の発明によれば、低圧電源部
における第１のトランスの２次側高周波交流出力を、高
圧電源部における高周波の高圧交流電圧発生用の第２の
トランスの１次側に直接入力させるようにしたため、低
圧電源部では高周波交流を直流化するための整流ダイオ
ード及び平滑コンデンサが不要になり、また高圧電源部
では再度高周波交流に変換するだめのスイッチング素子
及び制御回路が不要となり、さらにはこれらの素子及び
回路で生じる電力ロスがなくなる。しかって、回路構成
が簡潔で部品点数が少なく低コスト化を図ることができ
、また性能的には効率向上を実現することができる。

また、第２の発明によれば、低圧電源部における第１の
トランスの２次巻線を、高圧電源部における第２のトラ
ンスの１次巻線にスイッチング素子を介して接続し、こ
のスイッチング素子の動作制御用として前記第１のトラ
ンスの２次側高周波交流出力を駆動信号とした制御回路
を設けたため、上記第１の発明とほぼ同様に、回路構成
が簡潔で部品点数が少なく低コスト化を図ることができ
、また効率向上が得られることに加えて、さらに直流高
電圧の出力特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電源回路の第１実施例を示す回路
図、第２図は本発明の第２実施例を示す回路図、第３図
は本発明の第３実施例を示す回路図、第４図は従来の電
源回路を示す回路図、第５図は他の従来例を示す回路図
である。 ４：コンバータトランス（第１のトランス）、５：高圧
発生用トランス（第２のトランス）、６：整流・平滑回
路（直流化回路）、 ７：スイッチング素子、　　８：制御回路、１０：低圧
電源回路（低圧電源部）、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）低圧直流電圧を所定の周期でスイッチングした高
   周波の交流を１次側入力とした第１のトランスを備えた
   低圧電源部と、 該低圧電源部における前記第１のトランスの２次側高周
   波交流出力を１次側入力とし２次側に高周波の高圧交流
   電圧を得る第２のトランスと、該第２のトランスの２次
   側高圧交流出力を直流化して直流高電圧を発生する直流
   化回路とを備えた高圧電源部と を有することを特徴とする電源回路。
2. （２）低圧直流電圧を所定の周期でスイッチングした高
   周波の交流を１次側入力とした第１のトランスを備えた
   低圧電源部と、 該低圧電源部における前記第１のトランスの２次巻線が
   スイッチング素子を介して１次巻線に接続され２次巻線
   から高周波の高圧交流電圧を出力する第２のトランスと
   、前記低圧電源部における前記第１のトランスの２次側
   高周波交流出力を駆動信号として入力し前記スイッチン
   グ素子の動作を制御する制御回路と、前記第２のトラン
   スの２次側高圧交流出力を直流化して直流高電圧を発生
   する直流化回路とを備えた高圧電源部と を有することを特徴とする電源回路。