JPS6258873A - 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Ｊづいてネ
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′？ｌｉ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゛市原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
てしまうと言う問題がある。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
言う問題がある。

末完Ｉｙ１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〕 」二足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１
次巻線に給電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切り換えスイッチと、前記１
次巻線の少なくとも１部のインダクタンスとコンデンサ
の直列接続から構成される電圧共振回路と、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、出力が直列接続された２つの整
流、平滑回路から構成され、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］ 図に示す構成においてトランスＴ１の１次巻線ノｌの中
間タップＴＰには所定の直流電圧Ｖｃｃが印加されてお
り、切り換えスイッチＳＷＩが接点Ａ側に切り換えられ
ている場合には１次巻線１１の端子ＥからＣに向かって
電流が流れる。この電流はトランジスタＱｌによりオン
、オフされ、その場合オン時間はオフ時間に対して充分
短くされる。又この場合に１次巻線１１の中間タップＴ
Ｐと端子Ｃ，Ｆのいずれか一方との間のインダクタンス
と共振用のコンデンサＣ１から構成される共振回路の電
圧共振により上記のトランジスタＱ１のスイッチングロ
スが低減される。

一方前記のオンにより２次巻線１２２，１２３のそれぞ
れに所定のフォワード電圧Ｅｌが発生するが。

２次巻線Ｊ２２　、−６３のそれぞれの整流、平滑回路
においてタイオードＤ２．Ｄ３の極性の相違により例え
ば一方の回路のコンデンサの０４のみにｒ［圧Ｅ１がチ
ャージされる。

次に４−記のオフにより２次巻線のそれぞれにオン時の
フォワード電圧と逆極性でいわゆるフライバック電圧ヒ
圧−Ｅ２が発生し、この電圧−Ｅ２はダイオードＤ２．
Ｄ３の極性の相違により今度は他方のコンデンサＣ３の
みにチャージされる。そして電圧−Ｅ２と先にチャージ
された電圧Ｅ１とは両コンデンサＣ３、Ｃ４により平滑
され、その和が出力される。ここで上述したようにトラ
ンジスタＱｌのオン時間がオン時間より充分短く、Ｅｌ
の発生時間がＥ２の発生時間より充分短いため、出力Ｈ
Ｖｏｕｔは所定のマイナス電圧となる。

ここでＨＶ　ｏｕｔの値は Ｔｌ＋Ｔ２ （トランジスタＱｌのオン時間をＴｌ、オフ時間をＴ２
とする）と表せる。

一方切り換えスイッチｓｗｌが接点Ｂ側に切り換えられ
た場合には１次巻線１１において電流は端子ＥからＦに
向かって流れ、１次巻線ｊ２１の巻き方向に対して上述
の場合と逆向きに流れるので、そのオン、オフ時に２次
巻線に発生するフォワード電圧、フライバック電圧の極
性は上述と逆の−Ｅｌ、Ｅ２となり、それぞれコンデン
サＣ３，Ｃ４にチャージされ、その和が出力される。上
述した発生時間による大小関係から出力ＨＶ　ｏｕｔは Ｔ　Ｉ　＋７２ の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トランスの１次巻線に印加さ
れる（絶対値が）低圧の入力′￥ｉ、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ＳＷＩ
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。

［実施例］ 以下、添付した図を参照して本発明の詳細な説明する。

図は本実施例による電源装置の構成を示す回路図である
。

符号Ｔｌで示すものはトランスであり、中間タップＴＰ
を有した１次巻線でｌと２つの２次巻ＶＡ、、ｉ２２．
で３を有している。

１次巻線１１の中間タップＴＰには不図示の給′１ヒ回
路から抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ２を介して上滑された
所定のプラスの直流゛電圧Ｖｃｃが印加される。又１次
巻線１１の両端の端子Ｃ，Ｆは装置の出力の極性を！、
ＩＪり換えるための手動等で操作される切り換えスイッ
チＳＷＩの接点Ａ、Ｈのそれぞれに接続され、切り換え
スイッチＳＷＩを介して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。

トランジスタＱ１はスイッチングによりトランスＴ１を
駆動するもので、エミッタを接地され、ベースには入力
端子ｌを介して不図示のパルス出力回路から所定周波数
でデユーティ−比が充分小さなパルスを入力ごれ、オン
、オフする。即ち、トランジスタＱｌのオン時間はオフ
時間に対して充分短くされる。またトラジスタＱｌのコ
レクタ、接地間には共振用のコンデンサＣ１とダンパー
川のダイオードＤ１が並列に接続されている。トランジ
スタＱ１のオフ時には上記コンデンサＣ１と１次巻線１
１の中間タップと両端間のいずれか一方とのインダクタ
ンス（分布容量）とにより共振回路が構成される。

一方トランスＴＩの第１の２次巻線で２の両端の端子の
Ｇ、ＨはダイオードＤ２とコンデンサ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Ｄ
２とコンデンサ０３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の両端の端子Ｉ、Ｊは上記ダイ
オードＤ２と逆極性のダイオードＤ３と接地されたコン
デンサＣ４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Ｄ３．コンデンサ０４間の接続点
は第１の２次巻線ｆｆ１２．コンデンサ０３間の接続点
に接続されている。

即ち、２次巻線ノ２．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
回路の出力が直列に接続され、出力端子２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」―述したようにトランジスタＱｌのベ
ースにデユーティ−比の充分小さいパルスが入力される
ことにより、トランジスタＱ１がオン、オフし、この場
合オン時間がオフ時間に対して充分短くなる。

一方トランスＴｌの１次ａ線１１の中間タップＴＰの端
子Ｅには抵抗Ｒ１，コンデンサＣ２を介して平滑された
直流電圧Ｖｃｃが印加され、切り換えスイッチＳＷＩ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１１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Ｑｌのスイッチングによりオン、オ
フされてトランスＴｌが駆動される。なおここでのトラ
ンジスタＱｌのオフ時には先述したようにコンデンサＣ
１と１次巻線１１の中間タップと両端の端子Ｃ，Ｆ間の
いずれか一方のインダクタンス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Ｌにマイナ
スの電圧が発生し］二足のオフがより確実になり、スイ
ッチングロスが少なくなる。またこの場合にダイオード
ＤＩを介して′ｉ′ｔｉ流が流れるため、より効率が高
イなる。

ここで切り換えスイッチ５Ｗｌ−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１１において中
間タップの端子Ｅから一方の端子Ｃ側へ向って電流が流
れ、巻線比に応じて２次巻線１３に所定のいわゆるフォ
ワード電圧Ｅｌが発生する。これは２次巻線ｆｆ１２．
ｆｆ１３の両端の端子Ｇ−Ｊにおいて例えば端子Ｇ及び
■備がプラスとなり、端子Ｈ１Ｊ側がマイナスとなり、
さらにダイオードの極性のため、ダイオードＤ２はオフ
し、Ｄ３はオンするので、コンデンサＣ３には電圧が印
加されず、一方コンデンサＣ４にはフォワード電圧Ｅｌ
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ｌｌの電流
が遮断されるので、２次巻線Ｊ２２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、り電圧−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Ｄ２はオンし、Ｄ３はオフし、今度はコ
ンデンサＣ３のみにフライ／曳ツク電圧−Ｅ２がチャー
ジされるためである。

そして先にコンデンサＣ４にチャージされたフォワード
電圧Ｅｌと、コンデンサＣ３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、し述したようにトランジスタＱ１のオン時間（
ＴＩ）がオフ時間（Ｉ２）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Ｔ　ｌ　＋Ｔ２ は所定のマイナスの電圧となる。

一方切り換えスイッチＳＷＩが接点Ｂ側に切り換えられ
ている場合には、１次巻線ｆｆ１ｌにおいて電流は端子
Ｅから端子Ｆへ向かって流れ、１次巻ＭＡｆｆｌｌの巻
き方向に対して上述の場合と逆方向に渣れるので、トラ
ンジスタＱｌのオン、オフにより２次巻線ｆｆ１２　、
ｆｆ１３に発生するフォワード゛市圧、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
なるゆそして上述と逆の動作でフォワード電圧−Ｅｌが
コンデンサＣ３にチャージされフライバック電圧Ｅ２が
コンデンサＣ４にチャージされる。両コンデンサＣ３，
Ｃ４による平滑により出力端子６の出力電圧は、 −Ｅ　　Ｉ　　ＸＴＩ　　＋Ｅ２ＸＴ２Ｔｌ＋Ｔ２ となり、」二連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。

以ヒ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ＩＥ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Ｓ
Ｗ１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
示の給電回路を切り換えスイッチＳＷＩに接続し、トラ
ンジスタＱ１のコレクタを１次巻線、、Ｉ２１の中間タ
ップに接続しても良い。

［効　果］ 以」二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）低圧の入力端の切り換えにより
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】

図は本発明の実施例による電源装置の構成を示す回路図
である。 ｌ・・・入力端子　　　　２・・・出力端子Ｑ１・・・
トランジスタ　ＴＬ・・・トランスＤＩ−０３・・・ダ
イオード Ｃ１〜Ｃ４・・・コンデンサ ＳＷＩ・・・切換えスイッチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ａ）１次巻線及び２つの２次巻線を有するトランス
   と、 ｂ）前記１次巻線に給電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切り換えスイッチ
   と、 ｃ）前記１次巻線の少なくとも１部のインダクタンスと
   コンデンサの直列接続から構成される電圧共振回路と、 ｄ）前記直流をオン、オフするスイッチング回路と、 ｅ）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、 ｆ）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その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）前記スイッチング回路を構成するスイッチングトラ
   ンジスタと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項又は第２項に記載
   の電源装置。