JPS62178171A - 高圧電源装置 - Google Patents

高圧電源装置

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JPS62178171A
JPS62178171A JP1991586A JP1991586A JPS62178171A JP S62178171 A JPS62178171 A JP S62178171A JP 1991586 A JP1991586 A JP 1991586A JP 1991586 A JP1991586 A JP 1991586A JP S62178171 A JPS62178171 A JP S62178171A
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JP
Japan
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voltage
power supply
inverter
output
multivibrator
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JP1991586A
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English (en)
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Sadaji Shimokawa
下川 貞二
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Toshiba Electric Equipment Corp
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Toshiba Electric Equipment Corp
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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】 [産業上の利用弁’Jr] 本発明は、回路構成簡略、小形、かつ低コストの高圧電
源装置に関し、例えば複写機用高圧電源として好適な高
圧電源装置に関する。
[従来の技術〕 従来、出力を安定化させた高圧電源装置として、シリー
ズドロッパ方式およびスイッチングレギュレータ方式の
ものが知られている。
[解決しようとする問題点] しかしながら、前者は効率が悪く、発熱大で装置が大型
化してしまうという不都合があった。また、後者は回路
構成が複雑で高価であるという不都合があった。
本発明は、上述の従来形における問題点に鑑みてなされ
たもので、回路構成簡略、小形、かつ低コストの高圧電
源装置を提供することを目的とする。
[贋題点を解決するための手段および作用]上記目的を
達成するため、第1の発明では、デジタルインバータに
より非安定マルチバイブレータを構成し、このマルチバ
イブレータの入力信号側または出力に電源電圧VBに応
じた電圧を印加することにより発振周波数およびデユー
ティ比を可変するようにしている。このように構成する
と、電源電圧v8の高・低に応じて発振周波数が昇・降
するとともにデユーティ比が減・増し、この発振出力に
より駆動される昇圧トランスの2次誘起出力が電源電圧
変動に対して安定化される。
第2の発明では、上記第1の発明に対し、さらに上記昇
圧トランスを介して負荷へ供給される電気量(電圧、電
流、電力等)のうち安定化したい電気量を検出し、この
検出出力で上記非安定マルチバイブレータの動作電i電
圧VCCを制御することによっても発振周波数およびデ
ユーティ比を可変する。また、第3の発明では、上記検
出出力を、上記電源電圧Vaに応じた電圧と併せて上記
非安定マルチバイブレータに印加する。これら第2およ
び第3の発明によれば、負荷へ供給される電気量は、上
記電源電圧Vsの高・低に対して安定化されるとともに
、負荷の変動に対しても安定化される。
[実施例の説明1 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明の一実施例に係る高圧電源装置の構成
を示す。同図において、Bは直流電源(図示せず)の正
側端子で、この直流電源の負側端子は接地しである。1
は非安定(無安定)マルチバイブレータ、2はトランジ
スタ、3は昇任トランス、4は高圧整流回路である。
マルチバイブレータ1は、縦続接続されたデジタルイン
バータit、 12.13、インバータ13の出力端(
マルチバイブレーク1の出力端)とインバータ11の入
力端との間に直列接続された抵抗14および15、なら
びにインバータ12の出力端と抵抗14および15の接
続点くマルチバイブレータ1の入力端)との間に接続さ
れたコンデンサ16等により構成され、可聴周波数より
高い周波数例えば20〜100kH2の高周波出力を発
生する。トランジスタ2は、この高周波出力が抵抗5を
介してベースに供給されて高周波でオン・オフし、昇圧
トランス3の1次巻線3pを駆動する。これにより、昇
圧トランス3の2次巻線3Sに高圧高周波電圧が発生す
る。高圧整流回路4は、この高圧高周波電圧を整流平滑
して高圧直流電圧に変換し、負荷(図示せず)に供給す
る。なお、ここでは、ディジタルインバータ11.12
.13として、0MO3−IC4069に含まれる6個
のインバータ回路のうちの3個を用いている。
ところで、マルチバイブレータ1の発振周波数およびデ
ユーティ比を一定にすると、昇圧トランス3の2次誘起
出力または高圧整流回路4の出力は、直流電源の電圧(
以下、入力電圧という)Vaと負荷の変動に影響される
そこで、本実施例においては、入力電圧補償回路6を設
け、この回路6の可変抵抗器で入力電圧v8を分圧し、
マルチバイブレータ1の入力信号側と出力に印加してい
る。つまり、可変抵抗器61の両固定端子をそれぞれ直
流電源の正側および負側端子に接続し、摺動端子をそれ
ぞれダイオード62;P3よび抵抗63を介してマルチ
バイブレータ1の入力端および出力端に接続している。
次に、第1図の装置の動作を説明する。
まず、入力電圧Vsが標準の電圧より上昇したものとす
る。この場合、可変抵抗器61の摺動端子の電圧が上昇
し、これがマルチバイブレータ1の入力端および出力端
に印加される。これにより、主にマルチバイブレータ1
の入力端への印加電圧の作用でコンデンサ16の端子電
圧の立上りがより急峻となり、かつ主にマルチバイブレ
ーク1の出力端への印加電圧の作用でインバータ13の
スレッショルド電圧(入ツノ電圧成分が印加されないも
のとすれば約1/2 VCC,但しyccはインバータ
13の動作用電源電圧)が上昇する。従って、マルチバ
イブレータ1の発振周波数が上界するとともにデユーテ
ィ比が減少して装置の出力が減少する。
一方、入力電圧VBが標準電圧より下降した場合は、上
述とは逆に、可変抵抗器61の鷹動端子の電圧、従って
マルチバイブレータ1の入力端および出力端に印加され
る電圧が下降し、コンデンサ16の端子電圧の立上りが
より緩やかになり、かつインバータ13のスレッショル
ド電圧が低下する。
これにより、マルチバイブレータ1の発掘周波数が下降
するとともにデユーティ比が増加して出力が増大する。
つまり、第1図の装置は、マルチバイブレータ1の出力
波形を入力電圧に応じてパルス幅(PWM)制御するこ
とによって装置の出力を入力電圧■8の増減を補償する
方向に変化させるようになっており、出力が入力電圧の
影響を受は難い。すなわち、出力が入力電圧V8の変動
に対して安定化される。
第2図は、本発明の他の実施例に係る高圧電源装置の回
路構成を示す。同図の装置は、第1図のものに対し、直
流電源正側端子Bより定電圧回路71を介してインバー
913に動作電圧VCCを供給するどともに、昇圧トラ
ンス3からの出力電流を可変抵抗器12、コンデンサ7
3.74J5よびダイオード75等からなる検出回路7
6により検出し、この検出出力により上記定電圧回路の
出力電圧Vccを可変することによってマルチバイブレ
ータ1の発振周波数およびデユーティ比を可変し、上記
昇圧トランス3の出ノJ電流を負帰還制御する帰還回路
7を付加したものである。また、ここではMOS−IC
/1001に含まれる4個の2人力NOR回路のうち2
個をインバータ 12.13として用い、1個はインバ
ータ11として用いるとともに一方の入力端子を発振停
止用のディセーブル端子としている。すなわち、マルチ
バイブレータ1はこのディセーブル端子が11 L I
Tレベルである間は発振を開始および継続するが、HI
+レベルになると発振を停止する。
第2図の装置において、入力電圧Vsが変化した場合は
第1図の装置におけると同様にして入力電圧による出力
変動を抑制する。
また、負荷の変動により出力電流が変化した場合には、
検出回路76の検出出力電圧が変化する。
この電圧は定電圧回路71の出力電圧■CC検出用トラ
ンジスタ77のベースに印加されており、トランジスタ
17は、この検出出力電圧が変動したときも定電圧回路
71の出力電圧Vccが変動した場合と同様に動作しト
ランジスタ78のベース駆動用電流を変化させる。これ
により、定電圧回路71の出力電圧すなわちインバータ
13の動作電圧yccが変化する。前述したように、イ
ンバータ13のスレッショルド電圧は動作電圧■CCの
約1/2である。また、インバータ13の“H”レベル
出力は動作電圧yccにほぼ等しい。従って、動作電圧
Vccが変化するとコンデンサ16を充電するためのイ
ンバータ13の出力電圧が変化してコンデンサ16の端
子電圧の立上り、立下がりの傾斜が変化するとともに、
インバータ13のスレッショルド電圧が変化してl]”
からL″、“し”から°“H11への切換わりのタイミ
ングが変化する。つまり、マルチバイブレータ1の発振
周波数およびデユーティ比が変化し、出力電流が変化す
る。そして、上記動作が負帰還的に行なわれ、負荷変動
に対しても出力電流が安定化される。
第3図は、本発明のさらに他の実施例に係る高圧電源装
置の回路構成を示す。同図の装置は、第1図のものに対
し、昇圧トランス3に出力電圧検出用の第3次巻線3d
を設け、この第3次巻線3dに誘起される電圧を整流平
滑して作成した直流電圧を入力電圧Vaを分圧した電圧
と併せてインバータ13の出力端子に印加するようにし
たものである。
また、この装置では、マルチバイブレータ1の出力をイ
ンバータ12の出力端からインバータ14を介してダー
リントン接続したトランジスタ2のペースに供給してい
る。
この第3図の装置によれば、上記第1図の装置において
入力電圧VBの変動に従って行なわれたのと同様の出力
安定化(補償)動作が、出力電圧の変動に従っても行な
われ、これにより、入力電圧と負荷変動との双方に対し
て出力電圧が安定化される。
[発明の効果] このように本発明によると、能動素子としてはインバー
タ回路3個(ICとすれば1/2〜1個)とトランジス
タ1個またはさらにトランジスタ数個という非常に簡略
な構成で、出力を安定化した高圧電源装置を構成するこ
とができる。また、この装置はスイッチングレギュレー
タ等と同様にパルス幅制御により出力を安定化するもの
であるため、装置を小型に構成することができる。また
、本発明の装置は、上述のように回路構成簡略、かつ小
型であるため安価である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る高圧電源装置の回路構
成図、第2図は本発明の伯の実施例に係る高圧電源装置
の回路構成図、そして第3図は本発明のさらに他の実施
例に係る高圧電源装置の回路構成図である。 1・・・非安定マルチバイブレータ。 11、12.13・・・デジタルインバータ、14、1
5・・・抵抗、16・・・コンデンサ、2・・・トラン
ジスタ、 3・・・昇圧トランス、 6・・・入力電圧補償回路、 61・・・可変抵抗器、62・・・ダイオード、63・
・・抵抗、7・・・帰還回路、 71・・・定電圧回路、76・・・出力電流検出回路、
11・・・動作電圧制御用トランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、直流電源と、複数個のデジタルインバータを用いて
    構成された非安定マルチバイブレータと、この非安定マ
    ルチバイブレータの出力によりオン・オフするスイッチ
    ング回路と、このスイッチング回路により駆動されて上
    記直流電源より給電される昇圧トランスとを具備し、上
    記直流電源より高圧の高周波電圧を発生する高圧電源装
    置であって、 上記直流電源の電圧を分圧して上記非安定マルチバイブ
    レータに印加し、この非安定マルチバイブレータの周波
    数およびデューティ比を可変する入力電圧補償回路を設
    けたことを特徴とする高圧電源装置。 2、前記非安定マルチバイブレータが、縦続接続された
    第1〜3のインバータと、第2のインバータの出力端と
    第1のインバータの入力端とを接続するコンデンサと、
    第3のインバータの出力端と第1のインバータの入力端
    とを接続する第1の抵抗とからなり、前記入力電圧補償
    回路が、前記直流電源の出力電圧を分圧する可変抵抗器
    または少なくとも2個の抵抗の直列回路と、この可変抵
    抗の摺動端子または抵抗同士の接続点と上記第3のイン
    バータの出力端とを接続する第2の抵抗とからなる特許
    請求の範囲第1項記載の高圧電源装置。 3、直流電源と、複数個のデジタルインバータを用いて
    構成された非安定マルチバイブレータと、この非安定マ
    ルチバイブレータの出力によりオン・オフするスイッチ
    ング回路と、このスイッチング回路により駆動されて上
    記直流電源より給電される昇圧トランスとを具備し、上
    記直流電源より高圧の高周波電圧を発生する高圧電源装
    置であって、 上記直流電源の出力電圧V_Bを分圧して上記非安定マ
    ルチバイブレータに印加し、この非安定マルチバイブレ
    ータの周波数またはデューティ比を可変する入力電圧補
    償回路と、上記昇圧トランスの2次誘起出力またはこの
    昇圧トランスから負荷へ供給される電流、電力もしくは
    電圧を検出して上記デジタルインバータの動作電源電圧
    Vccを制御し、上記非安定マルチバイブレータの周波
    数またはデューティ比を可変する帰還回路とを設けたこ
    とを特徴とする高圧電源装置。 4、前記非安定マルチバイブレータが、縦続接続された
    第1〜3のインバータと、第2のインバータの出力端と
    第1のインバータの入力端とを接続するコンデンサと、
    第3のインバータの出力端と第1のインバータの入力端
    とを接続する第1の抵抗とからなり、前記入力電圧補償
    回路が、前記直流電源の出力電圧を分圧する可変抵抗器
    または少なくとも2個の抵抗の直列回路と、この可変抵
    抗器の摺動端子または抵抗同士の接続点と上記第3のイ
    ンバータの出力端とを接続する第2の抵抗とからなる特
    許請求の範囲第3項記載の高圧電源装置。 5、直流電源と、複数個のデジタルインバータを用いて
    構成された非安定マルチバイブレータと、この非安定マ
    ルチバイブレータの出力によりオン・オフするスイッチ
    ング回路と、このスイッチング回路により駆動されて上
    記直流電源より給電される昇圧トランスとを具備し、上
    記直流電源より高圧の高周波電圧を発生する高圧電源装
    置であって、 上記直流電源の出力電圧を分圧して上記非安定マルチバ
    イブレータに印加し、この非安定マルチバイブレータの
    周波数またはデューティ比を可変する入力電圧補償回路
    と、上記昇圧トランスの2次誘起出力またはこの昇圧ト
    ランスから負荷へ供給される電流、電力もしくは電圧を
    検出して上記非安定マルチバイブレータに印加し、この
    非安定マルチバイブレータの周波数またはデューティ比
    を可変する帰還回路とを設けたことを特徴とする高圧電
    源装置。 6、前記非安定マルチバイブレータが、縦続接続された
    第1〜3のインバータと、第2のインバータの出力端と
    第1のインバータの入力端とを接続するコンデンサと、
    第3のインバータの出力端と第1のインバータの入力端
    とを接続する第1の抵抗とからなり、前記入力電圧補償
    回路が、前記直流電源の出力電圧を分圧する可変抵抗器
    または少なくとも2個の抵抗の直列回路と、この可変抵
    抵器の摺動端子または抵抗同士の接続点と上記第3のイ
    ンバータの出力端とを接続する第2の抵抗とからなり、
    かつ前記帰還回路の検出出力端と上記第3のインバータ
    の出力端とが第3の抵抗を介して接続されている特許請
    求の範囲第5項記載の高圧電源装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007080697A1 (ja) * 2006-01-16 2007-07-19 Advanced Design Corp. 高周波電源回路
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