JPH0626466B2 - High voltage power supply - Google Patents
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- JPH0626466B2 JPH0626466B2 JP59230092A JP23009284A JPH0626466B2 JP H0626466 B2 JPH0626466 B2 JP H0626466B2 JP 59230092 A JP59230092 A JP 59230092A JP 23009284 A JP23009284 A JP 23009284A JP H0626466 B2 JPH0626466 B2 JP H0626466B2
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
- H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
- H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33569—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
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Description
【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、直流に交流を重畳した高圧電流を供給する高
圧電源装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-voltage power supply device that supplies a high-voltage current in which a direct current is superimposed on an alternating current.
[従来技術] 上記のような高圧電源装置の一つとして、第1図に示す
ような回路が複写機の帯電器制御などに多く用いられて
いる。[Prior Art] As one of the high-voltage power supply devices as described above, a circuit as shown in FIG. 1 is often used for controlling a charger of a copying machine.
第1図に示す回路は高圧の直流に所望の交流を重畳した
高圧電流を発生させる回路である。同図の端子3、4か
ら矩形波(あるいは正弦波)パルスを昇圧トランス6に
入力し、その2次側に巻線比に応じて昇圧された交流を
発生させ、これをダイオード8、コンデンサ9および負
荷抵抗10から成る整流、平滑回路により高圧の直流電
圧V1を得る。The circuit shown in FIG. 1 is a circuit for generating a high voltage current by superimposing a desired alternating current on a high voltage DC. A rectangular wave (or sine wave) pulse is input from terminals 3 and 4 of the same figure to a step-up transformer 6, and an alternating current boosted according to the winding ratio is generated on the secondary side thereof. A high-voltage DC voltage V1 is obtained by a rectifying and smoothing circuit composed of a load resistor 10.
一方、端子1、2からは所望の負荷の制御特性にしたが
って定められた周波数の交流をトランス5に印加する。
トランス5の2次側の一端にはトランス6の高圧直流出
力が接続されており、したがってトランス5の2次側に
は、第2図に示すような前記の直流電圧V1と端子1、
2から入力された交流を昇圧して得た交流V2が重畳さ
れた電圧V1+V2が発生され、出力端子7から負荷に
給電される。On the other hand, from terminals 1 and 2, an alternating current having a frequency determined according to a desired load control characteristic is applied to transformer 5.
The high-voltage DC output of the transformer 6 is connected to one end of the secondary side of the transformer 5, and therefore, the DC voltage V1 and the terminal 1, as shown in FIG.
A voltage V1 + V2 in which the alternating current V2 obtained by boosting the alternating current input from 2 is obtained is generated, and power is supplied from the output terminal 7 to the load.
第2図に示すように、出力電圧はトランス6により昇圧
された電圧V1を中心にトランス5によって昇圧された
交流電位が重畳されたものとなる。As shown in FIG. 2, the output voltage is such that the AC potential boosted by the transformer 5 is superimposed around the voltage V1 boosted by the transformer 6.
上記のような交流を重畳させた高圧を発生させる従来構
成は直流系と交流系の2系統のトランスを必要とし、こ
のためコストが高く、またトランスは比較的大型の部品
なので装置全体の小型化を阻む欠点がある。また、第2
図に示す高圧直流電圧V1は多くの場合数KVと高圧な
ことが多く、トランス5の1〜2次間の絶縁、および高
圧出力部と他の低圧部分の絶縁にかなりのコストがかか
る欠点がある。さらに、所望の負荷制御特性を得るため
に重畳交流を低周波にしたい場合にはトランス5の磁気
飽和を避けるためにトランス5が大型化してしまう欠点
がある。The conventional configuration for generating a high voltage by superimposing alternating current as described above requires a transformer of two systems of a direct current system and an alternating current system. Therefore, the cost is high, and since the transformer is a relatively large component, the overall size of the device can be reduced. There is a drawback that prevents Also, the second
In many cases, the high-voltage DC voltage V1 shown in the figure is as high as several KV, and there is a drawback in that insulation between the primary and secondary sides of the transformer 5 and insulation of the high-voltage output part and other low-voltage parts requires a considerable cost. is there. Further, when it is desired to make the superposed alternating current have a low frequency in order to obtain a desired load control characteristic, there is a drawback that the transformer 5 becomes large in size in order to avoid magnetic saturation of the transformer 5.
[目 的] 本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、直流に
交流を重畳した高圧電流を供給する高圧電源装置を小型
で低コストにして提供することを目的とする。[Objective] The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a high-voltage power supply device that supplies a high-voltage current in which an alternating current is superimposed on a direct current at a small size and at low cost.
[実施例] 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.
第3図に本発明による電源装置の回路構成の一例を示
す。第3図において符号14で示されているものは昇圧
トランスで、この昇圧トランス14の1次側の一端には
抵抗12、電解コンデンサ13から成るフィルタを介し
て低圧の直流電圧Vccが印加される。1次側の他端に
はスイッチングトランジスタ28のコレクタが接続され
ており、このスイッチングトランジスタ28により昇圧
トランス14の1次側に対する給電制御が行なわれる。FIG. 3 shows an example of the circuit configuration of the power supply device according to the present invention. A reference numeral 14 in FIG. 3 denotes a step-up transformer, and a low-voltage DC voltage Vcc is applied to one end of the step-up transformer 14 on the primary side through a filter including a resistor 12 and an electrolytic capacitor 13. . The collector of a switching transistor 28 is connected to the other end of the primary side, and the switching transistor 28 controls power supply to the primary side of the step-up transformer 14.
昇圧トランス14の2次側にはダイオード15、コンデ
ンサ16、放電用抵抗17から成る整流、平滑回路が接
続されており、昇圧トランス14により昇圧された電圧
が直流に変換されて負荷18に給電される。負荷18に
流れる負荷電流は検出抵抗19を介して電圧として検出
される。検出電圧はコンデンサ20により積分(平滑)
され、さらに抵抗21、22から成るバイアス回路を経
てオペアンプなどから構成された誤差増幅器25の+入
力に導かれる。上記の抵抗19〜22およびコンデンサ
20によって高圧電流検出回路29が構成される。A rectifying / smoothing circuit including a diode 15, a capacitor 16 and a discharging resistor 17 is connected to the secondary side of the step-up transformer 14, and the voltage boosted by the step-up transformer 14 is converted into direct current and supplied to the load 18. It The load current flowing through the load 18 is detected as a voltage via the detection resistor 19. The detection voltage is integrated (smoothed) by the capacitor 20.
Further, it is led to a + input of an error amplifier 25 composed of an operational amplifier or the like via a bias circuit composed of resistors 21 and 22. The resistors 19 to 22 and the capacitor 20 form a high voltage current detection circuit 29.
誤差増幅器25の−入力には低圧の電源電圧Vccを基
準電圧発生器30を構成する抵抗23、24により分圧
して得た基準電圧が与えられる。誤差増幅器25の出力
31は交流発振器26に入力され、交流発振器26を制
御する。The-input of the error amplifier 25 is supplied with a reference voltage obtained by dividing the low-voltage power supply voltage Vcc by the resistors 23 and 24 which form the reference voltage generator 30. The output 31 of the error amplifier 25 is input to the AC oscillator 26 and controls the AC oscillator 26.
第4図に第3図の交流発振器26の詳細な構成を示す。FIG. 4 shows a detailed configuration of the AC oscillator 26 shown in FIG.
誤差増幅器25の出力31はオペアンプ57、抵抗5
4、55により構成されたコンパレータ回路に入力され
る。このコンパレータ回路は交流発振器26の出力電圧
32と入力電圧を比較することによりその出力に矩形波
を発生する。矩形波のゲインは可変抵抗52、抵抗53
により所定のレベルに調節され、抵抗47、48、5
0、コンデンサ46、49、51、およびオペアンプ5
6から成るフィルタ回路に入力され、入力31に重畳さ
れた正弦波を発生する。The output 31 of the error amplifier 25 is an operational amplifier 57, a resistor 5
It is input to the comparator circuit composed of 4, 55. This comparator circuit generates a rectangular wave at its output by comparing the output voltage 32 of the AC oscillator 26 with the input voltage. The rectangular wave gain is variable resistor 52, resistor 53
Adjusted to a predetermined level by resistors 47, 48, 5
0, capacitors 46, 49, 51, and operational amplifier 5
A sine wave that is input to the filter circuit composed of 6 and is superimposed on the input 31 is generated.
第5図にこの様子を示す。第5図において符号31は誤
差増幅器25の誤差電圧出力で、この電圧31に振幅3
6を有する正弦波が重畳されて出力32が発生される。This is shown in FIG. In FIG. 5, reference numeral 31 is an error voltage output of the error amplifier 25, and an amplitude 3 is added to this voltage 31.
The sine wave with 6 is superimposed to produce the output 32.
交流発振器26により発生された正弦波32はPWM
(パルス幅変調器)27に入力される。PWM27の出
力する矩形波33はスイッチングトランジスタ28のベ
ースに入力されており、PWM27は負荷電流に応じて
スイッチングトランジスタ28のスイッチングパルス幅
を制御する。The sine wave 32 generated by the AC oscillator 26 is PWM
(Pulse width modulator) 27 is input. The rectangular wave 33 output from the PWM 27 is input to the base of the switching transistor 28, and the PWM 27 controls the switching pulse width of the switching transistor 28 according to the load current.
第6図にPWM27の構成を詳細に示す。FIG. 6 shows the structure of the PWM 27 in detail.
交流発振器26の出力は抵抗64、ダイオード63、抵
抗62の直列接続を介して、3角波発生器として機能す
るコンパレータの+入力に導かれる。接続点85、すな
わちオペアンプ68の+入力には電源電圧Vccの抵抗
58、59の分圧点89の電圧がダイオード60、抵抗
61を介して接続されている。コンパレータ68の−入
力はコンデンサ69によって接地されている。The output of the AC oscillator 26 is led to the + input of the comparator functioning as a triangular wave generator via the series connection of the resistor 64, the diode 63 and the resistor 62. The voltage at the voltage dividing point 89 of the resistors 58 and 59 of the power supply voltage Vcc is connected to the connection point 85, that is, the + input of the operational amplifier 68 via the diode 60 and the resistor 61. The-input of the comparator 68 is grounded by the capacitor 69.
コンパレータ68の出力端子は抵抗65を介して電源電
圧にプルアップされ、さらに帰還抵抗66を介して+入
力に帰還がかけられている。The output terminal of the comparator 68 is pulled up to the power supply voltage via the resistor 65, and is further fed back to the + input via the feedback resistor 66.
コンパレータ68の出力は抵抗67、70を介してオペ
アンプ73の+入力に接続されている。抵抗67、70
の接続点はコンパレータ68の−入力と接続されてい
る。The output of the comparator 68 is connected to the + input of the operational amplifier 73 via the resistors 67 and 70. Resistance 67, 70
Is connected to the-input of the comparator 68.
コンパレータ73の−入力には電源電圧Vccの抵抗7
1、72の分圧点87の電圧が与えられている。コンパ
レータ73は帰還抵抗74を有し、その出力は抵抗75
により電源電圧にプルアップされている。コンパレータ
73の出力は抵抗76を介してトランジスタ77のベー
スに接続されている。The negative input of the comparator 73 has a resistor 7 of the power supply voltage Vcc.
The voltage at the voltage dividing point 87 of 1, 72 is given. The comparator 73 has a feedback resistor 74, the output of which is a resistor 75.
Is pulled up to the power supply voltage. The output of the comparator 73 is connected to the base of the transistor 77 via the resistor 76.
トランジスタ77のエミッタは接地されており、コレク
タは抵抗78を介して電源電圧Vccに接続されてい
る。またトランジスタ77のコレクタは抵抗79、80
をそれぞれ介して直列に接続されたトランジスタ81、
82のベースに接続されている。トランジスタ81のエ
ミッタは抵抗83を介して電源電圧に接続され、トラン
ジスタ82のエミッタは接地されている。トランジスタ
81、82のコレクタ、エミッタの接続点の電圧は抵抗
84を介してスイッチングトランジスタ28のベースに
与えられる。The emitter of the transistor 77 is grounded, and the collector is connected to the power supply voltage Vcc via the resistor 78. The collector of the transistor 77 has resistors 79 and 80.
A transistor 81 connected in series via
It is connected to the base of 82. The emitter of the transistor 81 is connected to the power supply voltage via the resistor 83, and the emitter of the transistor 82 is grounded. The voltage at the connection point between the collector and the emitter of the transistors 81 and 82 is given to the base of the switching transistor 28 via the resistor 84.
第7図に第6図中の各接続点の電圧を示す。FIG. 7 shows the voltage at each connection point in FIG.
第7図において符号86A、86Bは接続点86の異な
った電位変化をそれぞれ示している。3角波の下端の電
位92はコンパレータ68の出力が低レベルのとき、 により一義的に定まる。ここでは抵抗値をR、電圧値を
Vで示し、さらに添字により各抵抗ないし接続点を示し
ている(以下の式においても同様)。また、Vfはダイ
オードの順方向電位を示している。In FIG. 7, reference numerals 86A and 86B indicate different potential changes at the connection point 86, respectively. When the output of the comparator 68 is low level, the electric potential 92 at the lower end of the triangular wave is Is uniquely determined by Here, the resistance value is indicated by R, the voltage value is indicated by V, and each resistance or connection point is indicated by a subscript (the same applies in the following formulas). Vf represents the forward potential of the diode.
また3角波の上端の電位93、94はコンパレータ68
が高レベルのときの電位であり、入力される交流発振器
26の出力電圧32のレベルにより制御される。このと
き電位92は となり、電位V32によって変化し、93の電位になっ
たり、94の電位になったりする。なお、接続点68の
3角波の傾きは抵抗67、コンデンサ69の時定数によ
り定まる。Further, the potentials 93 and 94 at the upper end of the triangular wave are the comparator 68.
Is a high level potential and is controlled by the level of the output voltage 32 of the AC oscillator 26 input. At this time, the potential 92 is And changes depending on the potential V 32 to reach a potential of 93 or a potential of 94. The inclination of the triangular wave at the connection point 68 is determined by the time constants of the resistor 67 and the capacitor 69.
また、電位87は接続点87の電位であり、 により一義的に定まり、この電位87と、前記電位86
の電位をコンパレータ87により比較することにより符
号88A、88Bで示されるような矩形波のパルスが形
成される。Further, the potential 87 is the potential of the connection point 87, Is uniquely determined by this potential 87 and the potential 86
By comparing the potentials of the above with the comparator 87, rectangular wave pulses as indicated by reference numerals 88A and 88B are formed.
接続点86の電圧波形が波形86Aの場合にはコンパレ
ータ73の出力波形は波形88Aのようになり、接続点
86の波形が波形86Bの場合にはコンパレータ73の
出力波形は波形88Bのようになる。When the voltage waveform of the connection point 86 is the waveform 86A, the output waveform of the comparator 73 becomes like the waveform 88A, and when the waveform of the connection point 86 is the waveform 86B, the output waveform of the comparator 73 becomes like the waveform 88B. .
以上に示したように、3角波の下端の電位92、接続点
87の電位、抵抗67、コンデンサ69で定まる時定数
が一定なので、交流発振器26の出力32の変化によら
ずコンパレータ73の出力オフ時間は第7図に符号9
8、101で示すように常に等しくなり、またオン時間
は交流発振器26の出力に応じて符号99、100で示
すように調節される。As described above, since the time constant determined by the potential 92 at the lower end of the triangular wave, the potential at the connection point 87, the resistor 67, and the capacitor 69 is constant, the output of the comparator 73 does not depend on the change of the output 32 of the AC oscillator 26. The off time is 9 in FIG.
8, 101 are always equal, and the on-time is adjusted according to the output of the AC oscillator 26 as shown by 99, 100.
このようにして得られた矩形波パルスはトランジスタ7
7、81、82、抵抗76、78〜80、83、84で
構成される電流増幅回路で所定ゲインにより増幅されて
大電流のスイッチングトランジスタ28が駆動される。The rectangular wave pulse thus obtained is generated by the transistor 7
The current amplifying circuit composed of 7, 81, 82 and resistors 76, 78-80, 83, 84 drives the switching transistor 28 which is amplified by a predetermined gain and has a large current.
PWM27の出力波形を簡略に第8図に示す。PWM2
7の出力波形33はそのオフ時間45が常に一定で、オ
ン期間44が交流発振器26の出力32により調節され
たものとなる。The output waveform of the PWM 27 is briefly shown in FIG. PWM2
In the output waveform 33 of FIG. 7, the off time 45 is always constant, and the on period 44 is adjusted by the output 32 of the AC oscillator 26.
次に以上の構成における動作につき説明する。Next, the operation of the above configuration will be described.
第3図において、負荷18を流れた高圧電流は全て抵抗
19を介してトランスに戻る。この電流を検出抵抗19
で検出し、コンデンサで積分する。この電位は負電位と
なり、誤差増幅器25の動作域を外れるので、抵抗2
1、22でバイアスを加え、誤差増幅器25の動作域に
移動した電位が誤差増幅器25に入力される。In FIG. 3, all the high-voltage current flowing through the load 18 returns to the transformer via the resistor 19. This current is detected by the detection resistor 19
Detected by and integrated by the capacitor. Since this potential becomes a negative potential and falls outside the operating range of the error amplifier 25, the resistance 2
A bias is applied at 1 and 22, and the potential moved to the operation range of the error amplifier 25 is input to the error amplifier 25.
誤差増幅器25では抵抗22、23で形成した基準電位
と、加えられた前記の+側入力が比較される。すなわ
ち、+入力の方が高ければ高レベルを出力し、その逆の
場合は低レベルを出力し、両者が同電位で安定状態を保
つ。In the error amplifier 25, the reference potential formed by the resistors 22 and 23 is compared with the applied + side input. That is, if the + input is higher, the high level is output, and if the + input is higher, the low level is output, and both are kept at the same potential and stable.
第5図に示したように誤差増幅器25の出力31に交流
発振器26で発生された正弦波が重畳され、波形32が
得られる。この波形32と第3図の接続点34の高圧出
力の関係を第9図に示す。ここで横軸は交流発振器26
の出力32の電圧を縦軸は高圧出力34の電圧を示して
いる。PWM27、および昇圧トランス14における増
幅率は直線43で示すように線形であり、PWM27に
正弦波を入力することにより、接続点34に高電圧にレ
ベルシフトされた正弦波を発生することができる。As shown in FIG. 5, the sine wave generated by the AC oscillator 26 is superimposed on the output 31 of the error amplifier 25 to obtain a waveform 32. The relationship between the waveform 32 and the high voltage output at the connection point 34 in FIG. 3 is shown in FIG. Here, the horizontal axis is the AC oscillator 26
Of the output 32, the vertical axis represents the voltage of the high voltage output 34. The amplification factors of the PWM 27 and the step-up transformer 14 are linear as indicated by a straight line 43, and by inputting a sine wave to the PWM 27, a sine wave whose level is shifted to a high voltage can be generated at the connection point 34.
以上のようにして、高圧出力電流の積分値が一定となる
ような定電流出力をもった高圧電源において、従来の交
流重畳方式で得られる交流を重畳させた高圧出力と同等
の出力を得ることができる。以上のような構成によれ
ば、高圧出力の強度を所定の周波数で変化させることに
より、従来と同等の出力波形を得ているので、従来の交
流系のトランスを省略でき、電源部を著しく小型に形成
できる。当然ながら、交流系のトランスがないので、重
畳交流を低周波に設定する場合にも設計作業が楽にな
る。また、高圧を取り扱う接続点が少なくなるので、他
の低圧部分との絶縁処理も楽になり、コストを低減でき
る。As described above, in a high-voltage power supply having a constant current output such that the integrated value of the high-voltage output current is constant, an output equivalent to the high-voltage output obtained by superimposing AC obtained by the conventional AC superposition method is obtained. You can According to the above configuration, the output waveform equivalent to the conventional one is obtained by changing the intensity of the high voltage output at a predetermined frequency, so that the conventional AC transformer can be omitted and the power supply unit can be remarkably compact. Can be formed into As a matter of course, since there is no AC system transformer, the design work becomes easy even when the superposed AC is set to a low frequency. In addition, since the number of connection points handling high voltage is reduced, insulation processing from other low voltage parts is facilitated and the cost can be reduced.
以上では負荷電流を一定にするような定電流制御を行な
う高圧電源装置における実施例を示したが、負荷電圧を
一定に制御するような高圧電源装置においても本発明が
実施できるのはもちろんである。In the above, an example of the high-voltage power supply device which performs constant current control so as to keep the load current constant has been shown, but the present invention can of course be implemented in a high-voltage power supply device where the load voltage is kept constant. .
第10図は前記の第3図に対応し、定電圧制御を行なう
場合の実施例を示している。ここでは前記と同一ないし
相当部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。FIG. 10 corresponds to FIG. 3 described above and shows an embodiment in which constant voltage control is performed. Here, the same or corresponding members as those described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第10図の実施例では誤差増幅器25に入力する電圧を
負荷電圧に対応した電圧としている。すなわち、誤差増
幅器25の−入力には負荷18に対する印加電圧を抵抗
17、19により分圧し、コンデンサ20により積分し
た電位が入力されている。誤差増幅器25の−入力はツ
ェナーダイオード25Aによりプルアップされている。
このツェナーダイオード25Aは第3図の抵抗21、2
2に対応する回路で、そのツエナー電圧により入力電圧
を誤差増幅器25の動作域に保つ働きをする。また誤差
増幅器25の+入力端子には電源電圧Vccを抵抗2
3、24により分圧した基準電圧が加えられている。し
たがって、本実施例の場合、誤差増幅器25は抵抗2
3、24の分圧に対応して定められた所定の基準電圧と
負荷電圧との誤差信号を出力する。In the embodiment of FIG. 10, the voltage input to the error amplifier 25 is a voltage corresponding to the load voltage. That is, the negative input of the error amplifier 25 is input with a potential obtained by dividing the voltage applied to the load 18 by the resistors 17 and 19 and integrating it by the capacitor 20. The negative input of the error amplifier 25 is pulled up by the Zener diode 25A.
This Zener diode 25A is the resistor 21, 2 of FIG.
In the circuit corresponding to 2, the zener voltage serves to keep the input voltage within the operating range of the error amplifier 25. The power supply voltage Vcc is applied to the + input terminal of the error amplifier 25 through the resistor 2
A reference voltage divided by 3, 24 is applied. Therefore, in the case of the present embodiment, the error amplifier 25 includes the resistor 2
An error signal between a predetermined reference voltage determined corresponding to the divided voltages of 3 and 24 and the load voltage is output.
誤差増幅器25の後段の交流発振器26、PWM27の
動作は前記と同様であり、したがって本実施例によれば
高圧出力電圧の積分値が一定となるような定電圧出力を
もった高圧電源において、前記と同様の効果を得ること
ができる。The operations of the AC oscillator 26 and the PWM 27 at the subsequent stage of the error amplifier 25 are the same as those described above. Therefore, according to the present embodiment, in the high voltage power source having a constant voltage output such that the integrated value of the high voltage output voltage becomes constant, The same effect as can be obtained.
以上の実施例では昇圧トランスの1次側の低圧電源を断
続させるスイッチングトランジスタを制御することによ
り高圧出力を制御しているが、スイッチングトランジス
タを固定周波数により断続させ、昇圧トランスの1次側
低圧電源の電力を制御するような構成も考えられる。In the above embodiments, the high voltage output is controlled by controlling the switching transistor that connects and disconnects the primary side low voltage power source of the step-up transformer. A configuration for controlling the electric power of is also conceivable.
第11図はこのような構成の一例を示している。第11
図ではスイッチングトランジスタ98は固定周波数の発
振器110により励振されており、昇圧トランス14の
他端に対する電源電圧Vccをシリーズレギュレータ1
17により制御している。シリーズレギュレータ117
の動作は第10図と同様に構成された誤差増幅器25、
交流発振器26により制御される。FIG. 11 shows an example of such a configuration. 11th
In the figure, the switching transistor 98 is excited by a fixed frequency oscillator 110, and the power supply voltage Vcc to the other end of the step-up transformer 14 is applied to the series regulator 1.
It is controlled by 17. Series regulator 117
The operation of the error amplifier 25 having the same configuration as that of FIG.
It is controlled by the AC oscillator 26.
第12図に発振器110の回路の一例を示す。ここでは
オペアンプ122を用いた発信器を示している。オペア
ンプ122の+入力には抵抗120〜123で形成され
たしきい値が入力されるとともに抵抗126を介して自
己の出力がフィードバックされる。また、出力端子、−
入力間には周波数を規定する抵抗124、コンデンサ1
25から成る時定数回路が接続されている。発生された
パルス波は、抵抗127を介し電流増幅を行なうスイッ
チングトランジスタ129のベースに入力される。トラ
ンジスタ129のコレクタは電流制限用の抵抗130を
介して電源電圧Vccに接続されるとともに、スイッチ
ングトランジスタ28のベースと接続される。FIG. 12 shows an example of the circuit of the oscillator 110. Here, a transmitter using the operational amplifier 122 is shown. The threshold value formed by the resistors 120 to 123 is input to the + input of the operational amplifier 122, and its output is fed back via the resistor 126. Also, the output terminal,
Resistor 124 and capacitor 1 that regulate the frequency between the inputs
A time constant circuit consisting of 25 is connected. The generated pulse wave is input to the base of the switching transistor 129 which performs current amplification via the resistor 127. The collector of the transistor 129 is connected to the power supply voltage Vcc via the current limiting resistor 130 and is also connected to the base of the switching transistor 28.
周知のようにこのような発振回路ではしきい値を基準と
してオペアンプ122がハイレベル、ローレベル出力を
繰り返すことにより方形波パルスが形成される。第13
図は第12図のオペアンプ122の−入力端子の波形を
示している。符号72A、72Bはオペアンプ122の
+入力端子の入力しきい値レベルで、出力がハイかロー
かでいずれかに切り換わる。ハイレベル区間Pではコン
デンサ125が充電されるので、時定数に応じて−入力
端子の電圧が上昇し、これがレベル72Aに達した時点
でアンプはローレベルに切り換わる。ローレベル区間Q
ではコンデンサ125が放電され、時定数に応じて−入
力端子の電圧が減少する。この区間では帰還抵抗126
により+入力端子のしきい値電圧はレベル72Bとなっ
ており、−入力電圧がこのレベルに達すると再びオペア
ンプ122は反転する。このようん動作を繰り返すこと
によりトランジスタ129が断続され、電流増幅された
その出力により第11図のスイッチングトランジスタ2
8が駆動される。As is well known, in such an oscillation circuit, a square wave pulse is formed by the operational amplifier 122 repeating high level and low level outputs based on a threshold value. Thirteenth
The figure shows the waveform at the-input terminal of the operational amplifier 122 in FIG. Reference numerals 72A and 72B are input threshold levels of the + input terminal of the operational amplifier 122, and the output is switched to either high or low. Since the capacitor 125 is charged in the high level section P, the voltage at the-input terminal rises according to the time constant, and when this reaches the level 72A, the amplifier switches to the low level. Low level section Q
Then, the capacitor 125 is discharged, and the voltage at the-input terminal decreases according to the time constant. Feedback resistor 126
Thus, the threshold voltage of the + input terminal is at level 72B, and when the − input voltage reaches this level, the operational amplifier 122 is inverted again. By repeating this operation, the transistor 129 is turned on and off, and the current-amplified output thereof causes the switching transistor 2 of FIG.
8 is driven.
一方、トランジスタ28と反対側の昇圧トランス14の
1次巻線の一端はトランジスタ114、115、抵抗1
11〜113、115から構成されたシリーズレギュレ
ータ117に接続される。このシリーズレギュレータ1
17の入力には前記と同様の交流発振器26が接続され
ており、負荷電圧を一定にするように制御された正弦波
が入力される。シリーズレギュレータ117は入力され
る正弦波に応じて電源から昇圧トランス14に供給する
電力を変化させる。なお第11図において符号13で示
されているのは平滑用コンデンサである。On the other hand, one end of the primary winding of the step-up transformer 14 on the side opposite to the transistor 28 has transistors 114 and 115 and a resistor 1
It is connected to a series regulator 117 composed of 11 to 113 and 115. This series regulator 1
An AC oscillator 26 similar to the above is connected to the input of 17, and a sine wave controlled to keep the load voltage constant is input. The series regulator 117 changes the power supplied from the power supply to the step-up transformer 14 according to the input sine wave. It is to be noted that reference numeral 13 in FIG. 11 denotes a smoothing capacitor.
このような構成によっても2次側に高圧を発生させるこ
とができ、この場合にも前記と同様の効果を得ることが
できる。Even with such a configuration, high pressure can be generated on the secondary side, and in this case, the same effect as described above can be obtained.
以上に示した実施例では交流発振器26の出力する交流
波形は正弦波として示したが、矩形波、ノコギリ波、三
角波など所望の波形を用いることができる。これにより
負荷の性質に応じて所望の変動パターンで出力強度を変
化させることができる。これは従来の技術思想から見る
と、所望の波形の交流を高圧直流出力に重畳させる動作
に対応する。また、交流発振器26の波形は一定の周波
数としたが、所望の負荷特性に応じて変化させることも
考えられる。In the embodiment described above, the AC waveform output from the AC oscillator 26 is shown as a sine wave, but a desired waveform such as a rectangular wave, a sawtooth wave, or a triangular wave can be used. This makes it possible to change the output intensity in a desired variation pattern according to the nature of the load. Viewed from the conventional technical idea, this corresponds to the operation of superimposing an alternating current of a desired waveform on the high voltage direct current output. Although the waveform of the AC oscillator 26 has a constant frequency, it may be changed according to desired load characteristics.
[効 果] 以上説明したように、本発明は、変圧手段の1次側に電
力を第1の周期で断続的に供給する手段と、変圧手段の
2次側から出力される交流を整流する手段と、電力を供
給する手段が供給する電力の量を第2の周期で増減させ
る手段を具備することにより、直流に交流を重畳した高
圧電流を供給する高圧電源装置を小型で低コストにして
提供することができる。[Effects] As described above, the present invention rectifies the alternating current output from the secondary side of the transformer, and the means for intermittently supplying electric power to the primary side of the transformer with the first cycle. And a means for increasing / decreasing the amount of electric power supplied by the means for supplying electric power in the second cycle, thereby reducing the size and cost of the high-voltage power supply device for supplying high-voltage current in which alternating current is superimposed on direct current. Can be provided.
第1図は従来の高圧電源装置の構成を示した回路図、第
2図は第1図の回路における出力を示した波形図、第3
図以下は本発明の一実施例を説明するもので、第3図は
本発明による高圧電源回路の構成を示した回路図、第4
図は第3図における交流発振器の構成を詳細に示した回
路図、第5図は交流発振器の出力を示した波形図、第6
図は第3図におけるPWMの構成を詳細に示した回路
図、第7図は第6図の各接続点の波形を示した波形図、
第8図はPWMの出力を示した波形図、第9図は本発明
装置における入出力関係を示した線図、第10図は本発
明の異なった実施例を示した回路図、第11図は第10
図の実施例をさらに変形した構成を示す回路図、第12
図は第11図中の発振器の構成を示した回路図、第13
図は第12図のオペアンプの−入力端子の電圧波形を示
した線図である。 14……昇圧トランス、15……ダイオード 16、20……コンデンサ 19〜24……抵抗、25……誤差増幅器 26……交流発振器、27……PWM 28……スイッチングトランジスタ 110……発振器 117……シリーズレギュレータFIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional high-voltage power supply device, FIG. 2 is a waveform diagram showing the output in the circuit of FIG. 1, and FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of a high-voltage power supply circuit according to the present invention, and FIG.
FIG. 6 is a circuit diagram showing in detail the configuration of the AC oscillator in FIG. 3, FIG. 5 is a waveform diagram showing the output of the AC oscillator, and FIG.
FIG. 7 is a circuit diagram showing in detail the PWM configuration in FIG. 3, and FIG. 7 is a waveform diagram showing the waveform of each connection point in FIG.
FIG. 8 is a waveform diagram showing the output of PWM, FIG. 9 is a diagram showing the input / output relationship in the device of the present invention, FIG. 10 is a circuit diagram showing a different embodiment of the present invention, and FIG. Is the tenth
12 is a circuit diagram showing a configuration obtained by further modifying the embodiment shown in FIG.
FIG. 13 is a circuit diagram showing the configuration of the oscillator shown in FIG.
The figure is a diagram showing the voltage waveform at the negative input terminal of the operational amplifier of FIG. 14 ... Step-up transformer, 15 ... Diode 16, 20 ... Capacitor 19-24 ... Resistor, 25 ... Error amplifier 26 ... AC oscillator, 27 ... PWM 28 ... Switching transistor 110 ... Oscillator 117 ... Series regulator
Claims (1)
圧の電力として出力する変圧手段と、 前記変圧手段の1次側に電力を第1の周期で断続的に供
給する電力供給手段と、 前記変圧手段の2次側から出力される交流を整流する整
流手段と、 前記電力供給手段が供給する電力の量を第2の周期で増
減させる制御手段と、 を有することを特徴とする高圧電源装置。1. A transformer for outputting electric power input from the primary side as high-voltage electric power from the secondary side, and power supply for intermittently supplying electric power to the primary side of the transformer in a first cycle. Means, rectifying means for rectifying the alternating current output from the secondary side of the transforming means, and control means for increasing or decreasing the amount of power supplied by the power supply means in a second cycle. High-voltage power supply device.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59230092A JPH0626466B2 (en) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | High voltage power supply |
| US06/792,254 US4731720A (en) | 1984-11-02 | 1985-10-28 | High-voltage power source apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59230092A JPH0626466B2 (en) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | High voltage power supply |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61109460A JPS61109460A (en) | 1986-05-27 |
| JPH0626466B2 true JPH0626466B2 (en) | 1994-04-06 |
Family
ID=16902419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59230092A Expired - Lifetime JPH0626466B2 (en) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | High voltage power supply |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626466B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2606759B2 (en) * | 1991-03-27 | 1997-05-07 | 長野日本無線株式会社 | Power supply |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5924627B2 (en) | 2012-04-23 | 2016-05-25 | 国立大学法人京都大学 | Porous coordination polymer-ionic liquid composite and electrolyte for electrochemical device |
-
1984
- 1984-11-02 JP JP59230092A patent/JPH0626466B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5924627B2 (en) | 2012-04-23 | 2016-05-25 | 国立大学法人京都大学 | Porous coordination polymer-ionic liquid composite and electrolyte for electrochemical device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61109460A (en) | 1986-05-27 |
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Legal Events
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