JPH0650935B2 - 電源装置 - Google Patents

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，レーザービームプリ
ンター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
としてプラス電源電圧とマイナス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。また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なされたも
のである。

［問題点を解決するための手段］ 上記の問題点を解決するために本発明にあっては、１次
巻線及び２つの２次巻線を有するトランスと、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，平滑し、出力が直列接続された２つの整
流，平滑回路と前記スイッチング手段のオン，オフのデ
ューティ比を変更して出力制御を行なう手段を設けた構
成を採用した。

［作 用］ 以上の構成によれば、２つの極性の異なる整流，平滑回
路の出力比がスイッチング手段のデューティ比により変
更できるため、２つの直列接続の整流，平滑回路から得
られるトータル出力の極性及び出力値を所望に制御でき
る。

［実施例］ 以下、添付した図を参照して本発明の詳細を説明する。

第１図は本実施例による電源装置の構成を示す回路図あ
る。

符号Ｔ３で示すものはトランスであり、中間タップを有
した１次巻線ｌ１と２つの２次巻線ｌ２，ｌ３を有して
いる。

１次巻線ｌ１の中間タップＴＰには不図示の給電回路か
ら所定のプラスの直流電圧Ｖｃｃが印加される。また１
次巻線の両端の端子Ｃ，Ｆは装置の出力の極性を切り換
えるための手動等で操作される切り換えスイッチＳＷ１
の接点Ａ，Ｂのそれぞれに接続され、切り換えスイッチ
ＳＷ１を介してスイッチング用のトランジスタＱ１のコ
レクタに接続されている。トランジスタＱ１はエミッタ
を接地され、ベースに単安定マルチバイブレータ２の出
力を接続されている。単安定マルチバイブレータ２の入
力にはオシレータ１の出力が接続されている。

一方、トランスＴ３の第１の２次巻線ｌ２の両端の端子
Ｇ，ＨはダイオードＤ１とコンデンサＣ４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Ｄ
１とコンデンサＣ４間の接続点は電源装置の出力端子６
に接続されている。

また、第２の２次巻線１３の両端の端子Ｉ，Ｊは上記ダ
イオードＤ１と逆極性のダイオードＤ２と接地されたコ
ンデンサＣ５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Ｄ２，コンデンサＣ５間の接続
点は第１の２次巻線ｌ２，コンデンサＣ４間の接続点に
接続されている。

すなわち２次巻線ｌ２，ｌ３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
回路の出力が直列に接続され、出力端子６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。

動作時にはまずオシレータ１が所定周波数でオン，オフ
比がほぼ１：１のパルスすなわちデューティ比がほぼ
０．５のクロックパルスを単安定マルチバイブレータ２
に入力する。

単安定マルチバイブレータは上記パルスによりトリガさ
れ、デューティ比が充分小さなパルスをトランジスタＱ
１のベースに出力し、これによりトランジスタＱ１がオ
ン，オフしてスイッチングを行なう。すなわちトランジ
スタＱ１のオン時間はオフ時間に対して充分短くなる。

一方、トランスＴ３の１次巻線ｌ１の中間タップＴＰに
直流電圧Ｖｃｃが印加され、切り換えスイッチＳＷ１の
可動接片が接点Ａ，Ｂのいずれかに切り換えられている
かにより、中間タップから１次巻線ｌ１の両端の端子
Ｃ，Ｆのいずれかに向かって電流が流れる。そして、こ
の電流がトランジスタＱ１のスイッチングによりオン，
オフされてトランスＴ３が駆動される。

ここで、切り換えスイッチＳＷ１が接点Ａ側に切り換え
られている場合には動作は以下のようになる。

トランジスタＱ１がオンすると１次巻線ｌ１において中
間タップの端子Ｅから一方の端子Ｃ側へ向かって電流が
流れ、巻線比に応じて２次巻線ｌ３に所定のいわゆるフ
ォワード電圧Ｅ１が発生する。これは、２次巻線ｌ２，
ｌ３の両端の端子Ｇ〜Ｊにおいて例えば端子Ｇ及びＩ側
がプラスとなり、端子Ｈ，Ｊ側がマイナスとなり、更に
ダイオードの極性のためダイオードＤ１はオフし、Ｄ２
はオンするのでコンデンサＣ４には電圧が印加されず、
一方コンデンサＣ５にはフォワード電圧Ｅ１が両端にチ
ャージされるためである。

次にトランジスタＱ１がオフすると１次巻線ｌ１の電流
が遮断されるので２次巻線ｌ２にオン時のフォワード電
圧と逆極性でいわゆるフライバック電圧−Ｅ２が発生す
る。

これは、各端子Ｇ〜Ｊの極性は上述のオン時と逆になる
のでダイオードＤ１はオンし、Ｄ２はオフし、今度はコ
ンデンサＣ４のみにフライバック電圧−Ｅ２がチャージ
されるためである。

そして先にコンデンサＣ５にチャージされたフォワード
電圧Ｅ１と、コンデンサＣ４にチャージされたフライバ
ック電圧−Ｅ２は両コンデンサにより平滑され、その和
が出力端子６の出力電圧となる。

ここで上述したようにトランジスタＱ１のオン時間（Ｔ
１）がオフ時間（Ｔ２）より充分短く、フォワード電圧
Ｅ１の発生時間がフライバック電圧Ｅ２の発生時間より
充分短いため、出力 は所定のマイナス電圧となる。

一方、切り換えスイッチＳＷ１が接点Ｂ側に切り換えら
れている場合には２次巻線ｌ１において電流は端子Ｅか
ら端子Ｅへ向かって流れ１次巻線ｌ１の巻き方向に対し
て上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ｌ２，ｌ３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、−Ｅ１及び＋Ｅ２になる。そして、上述と逆の動
作でフォワード電圧−Ｅ１がコンデンサＣ４にチャージ
されフライバック電圧Ｅ２がコンデンサＣ５にチャージ
される。両コンデンサＣ４，Ｃ５による平滑により出力
端子６の出力電圧は となり、上述した発生時間による大小関係から所定のプ
ラスの出力電圧となる。

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、トラン
スの１次巻線に印加される低圧の入力電流の向きを１次
巻線の巻き方向に対して両方向に切り換えスイッチＳＷ
１を介して切り換えることによりプラスとマイナスの出
力を得られる。

なお、上述の構成において直流電圧Ｖｃｃを供給する不
図示の供電回路を切り換えスイッチＳＷ１に接続し、ト
ランジスタＱ１のコレクタを１次巻線ｌ１の中間タップ
に接続しても良い。

以上の実施例から理解されるように、トータル出力の極
性転換は、１次巻線の印加電圧の極性を変化させるだけ
でなく、トランジスタＱ１のオン時間Ｔ１とオフ時間Ｔ
２のデューティ比を逆数にとっても行なえることがわか
る。すなわち、前記オン時間Ｔ１とオフ時間Ｔ２を入れ
換えれば、前記のスイッチＳＷ１がＡ側にある時に逆極
性の出力を得ることができる。また、トランジスタＱ１
のオン時間／オフ時間のデューティ比を変更することに
より出力電圧値をも制御できることは明らかである。す
なわちデューティ比を０〜１の範囲内で変化させること
により極性，出力値を所望に制御できる。

第２図は上記のようにトランジスタＱ１のデューティ比
により出力制御を行なうようにした実施例を示してい
る。ここではトランスＴ３は単一の巻線ｌ１（端子は
Ｃ，Ｅで第１図のスイッチＳＷ１をＡ側に切り換えた時
と等価）のみを有し、また２次側の構成は第１図と同じ
である。

また、単安定マルチバイブレータ２の出力デューティ比
は制御回路３により変更できるようにしてある。制御回
路３は、単安定マルチバイブレータ２の時定数を変化さ
せることにより出力パルス幅を変更するものである。ま
た、第１図の場合のように極性のみを変更するだけでよ
い場合には単安定マルチバイブレータ２を相補出力を有
するＴＴＬ素子などから構成し、制御回路３は単にその
相補出力を選択して出力するスイッチから構成してもよ
い。

以上の構成により、トランジスタＱ１のオン時間Ｔ１と
オフ時間Ｔ２をＴ１《Ｔ２とするかＴ１》Ｔ２とするか
によって端子６からの出力電圧の極性を変更できるとと
もに、巻線ｌ２とｌ３の巻線比に応じて適宜Ｔ１，Ｔ２
のデューティ比を調節することにより出力電圧を所望値
に制御することも可能である。

以上の実施例によれば、第１図の構成よりも更にトラン
スＴ３が小型化され、また出力制御の自由度が大きく向
上する利点がある。

［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）低圧の入力側のデューティ比の切
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，第２図は本発明の異なった実施例による電源装
置の構成をそれぞれ示す回路図である。 １……オシレータ ２……単安定マルチバイブレータ ３……パルス幅制御回路 Ｑ１……トランジスタ Ｔ３……トランス ＳＷ１……切り換えスイッチ Ｄ１，Ｄ２……ダイオード Ｃ４，Ｃ５……コンデンサ ６……出力端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１次巻線及び２つの２次巻線を有するトラ
   ンスと、前記直流をオン，オフするスイッチング回路
   と、前記直流のオン，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，平滑し、出力
   が直列に接続された２つの整流，平滑回路と、前記スイ
   ッチング手段のオン時間とオフ時間のデューティ比を変
   更することにより前記２つの整流，平滑回路の直列出力
   の極性ないし、出力値を制御する手段を設けたことを特
   徴とする電源装置。