JP2015163016A - Power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、正負両極性の直流電圧を負荷へ印加するとともに負荷供給電流を検出する回路を備えた電源装置に関するものである。 The present invention relates to a power supply apparatus including a circuit that applies a positive and negative DC voltage to a load and detects a load supply current.
例えば、感光体ドラムを用いた電子写真方式の画像形成装置においては、一般に、トナー像が形成された感光体ドラムと転写ロールとの接触部に記録用紙がセットされて転写ロールに所定の転写電圧が印加され、記録用紙に対してトナーの保持する電荷とは逆極性の電荷が与えられることで、トナーが記録用紙表面に転写される。感光体ドラム表面に形成されたトナー像を記録用紙に転写するための転写ローラに対して印加する転写電圧としては、通常、数百V〜数kV程度の高い電圧が設定される。また、転写ローラのクリーニング時には、非転写動作時に、転写電圧とは逆極性のクリーニング電圧が転写ローラに印加される。 For example, in an electrophotographic image forming apparatus using a photosensitive drum, generally, a recording sheet is set at a contact portion between a photosensitive drum on which a toner image is formed and a transfer roll, and a predetermined transfer voltage is applied to the transfer roll. Is applied, and the recording paper is given a charge having a polarity opposite to that of the toner, whereby the toner is transferred to the surface of the recording paper. As the transfer voltage applied to the transfer roller for transferring the toner image formed on the surface of the photosensitive drum to the recording paper, a high voltage of about several hundred volts to several kV is usually set. When the transfer roller is cleaned, a cleaning voltage having a polarity opposite to the transfer voltage is applied to the transfer roller during a non-transfer operation.
このように、正負の高電圧を切替えて出力する電源装置は例えば特許文献1に開示されている。図3は特許文献1に示されている電源装置の回路図である。この電源装置は、負荷20に正電圧を出力する第1の電源回路110と、負荷20に負電圧を出力する第2の電源回路120とを備える。第1の電源回路110は、1次側駆動制御回路101、トランス56、ダイオード62、コンデンサ64、抵抗66で構成されている。第2の電源回路120は、1次側駆動制御回路102、トランス82、ダイオード88,92、コンデンサ90、抵抗94で構成されている。この第2の電源回路120において、ダイオード88およびコンデンサ90は整流平滑回路を構成している。この整流平滑回路の接地電位側に電流検出回路98が接続されている。電流検出回路98は第1の電源回路110から負荷20に流れる電流を検出する。
Thus, for example, Patent Document 1 discloses a power supply apparatus that switches and outputs positive and negative high voltages. FIG. 3 is a circuit diagram of the power supply device disclosed in Patent Document 1. In FIG. This power supply device includes a first
図3に示したような従来の電源装置においては、第1の電源回路110から負荷20に供給される電流を第2の電源回路120の低電位側に設けられた電流検出回路98で検出する構成であるため、第2の電源回路120の整流平滑回路部に別の回路を設けることはできない。例えば、第2の電源回路120から出力される負電圧を供給する、負荷20とは別の、負荷回路等を設けると、この別の負荷回路が、負荷20に流れる電流の経路となる。そのため、負荷20の電流を正しく検出することができず、第1の電源回路110は所定の定電流制御が行えない。したがって、第2の電源回路120に何らかの新たな機能を追加することはできない。
In the conventional power supply device as shown in FIG. 3, the current supplied from the first
本発明の目的は、負荷へ直流電圧を印加する第1の電源回路と、第1の電源回路の出力電圧とは逆極性の直流電圧を負荷へ印加する第2の電源回路とを備える電源装置において、第2の電源回路に備える電流検出回路の電流検出に影響を与えることなく、第2の電源回路に回路を付加して新たな機能を追加した電源装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power supply device including a first power supply circuit that applies a DC voltage to a load, and a second power supply circuit that applies a DC voltage having a polarity opposite to the output voltage of the first power supply circuit to the load. Therefore, it is desirable to provide a power supply apparatus in which a circuit is added to the second power supply circuit and a new function is added without affecting the current detection of the current detection circuit provided in the second power supply circuit.
本発明の電源装置は、負荷へ直流電圧を印加する第1の電源回路と、第1の電源回路の出力電圧とは逆極性の直流電圧を負荷へ印加する第2の電源回路とを備え、
第1の電源回路および第2の電源回路は、1次コイルおよび2次コイルを有するトランスと、1次コイルに接続され、1次コイルに駆動電流を流す駆動制御回路と、2次コイルの出力電圧を整流平滑して負荷へ出力する整流平滑回路と、をそれぞれ備え、
第2の電源回路の整流平滑回路の接地電位側に第1の電源回路から負荷へ供給される電流を検出する電流検出回路を備え、
第2の電源回路のトランスの2次コイルと第2の電源回路の整流平滑回路との間に、第2の電源回路のトランスの2次コイルの電圧が印加される付加回路が接続されていることを特徴とする。
A power supply device of the present invention includes a first power supply circuit that applies a DC voltage to a load, and a second power supply circuit that applies a DC voltage having a polarity opposite to the output voltage of the first power supply circuit to the load,
The first power supply circuit and the second power supply circuit include a transformer having a primary coil and a secondary coil, a drive control circuit that is connected to the primary coil and allows a drive current to flow through the primary coil, and an output of the secondary coil A rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes the voltage and outputs it to the load,
A current detection circuit for detecting a current supplied from the first power supply circuit to the load on the ground potential side of the rectifying and smoothing circuit of the second power supply circuit;
An additional circuit to which the voltage of the secondary coil of the transformer of the second power supply circuit is applied is connected between the secondary coil of the transformer of the second power supply circuit and the rectifying / smoothing circuit of the second power supply circuit. It is characterized by that.
上記構成により、付加回路は電流検出回路を流れる電流経路とは分離され、付加回路は電流検出回路の電流検出に影響を与えない。したがって、付加回路を設けることにより新たな機能を追加することができる。 With the above configuration, the additional circuit is separated from the current path flowing through the current detection circuit, and the additional circuit does not affect the current detection of the current detection circuit. Therefore, a new function can be added by providing an additional circuit.
前記付加回路は、第2の電源回路のトランスの2次コイルの出力電圧を整流平滑する整流平滑回路と、この整流平滑回路の出力に接続された負荷回路とで構成されていることが好ましい。この構成により、第2の電源回路が出力する直流電圧と同極性の直流電圧または逆極性の直流電圧を別個に出力することができる。 The additional circuit is preferably composed of a rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes the output voltage of the secondary coil of the transformer of the second power supply circuit, and a load circuit connected to the output of the rectifying and smoothing circuit. With this configuration, it is possible to separately output a DC voltage having the same polarity as the DC voltage output by the second power supply circuit or a DC voltage having a reverse polarity.
本発明によれば、付加回路は電流検出回路の電流検出に影響を与えないので、付加回路を設けることにより、第2の電源回路の出力で動作する新たな機能を設けることができる。 According to the present invention, since the additional circuit does not affect the current detection of the current detection circuit, by providing the additional circuit, a new function that operates with the output of the second power supply circuit can be provided.
《第1の実施形態》
図1は第1の実施形態に係る電源装置の回路図である。この電源装置201は第1の電源回路111と第2の電源回路121を備えている。第1の電源回路111は、Vin(+),Vin(−)端子に入力される電圧を入力電源とし、負荷30に正電圧を印加し、第2の電源回路121は、Vin(+),Vin(−)端子に入力される電圧を入力電源とし、負荷30に負電圧を印加する。負荷30は例えば感光体ドラムを用いた電子写真方式の画像形成装置における転写ローラである。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply device according to the first embodiment. The
第1の電源回路111は、1次コイルNpおよび2次コイルNsを有するトランスT1、スイッチング素子Q1、スイッチング制御回路31、ダイオードD1、コンデンサC1、抵抗R1を備えている。スイッチング制御回路31はスイッチング素子Q1をスイッチングすることにより、トランスT1の1次コイルNpに駆動電流を流す。スイッチング素子Q1およびスイッチング制御回路31は本発明に係る「駆動制御回路」の例である。上記ダイオードD1およびコンデンサC1は本発明に係る「整流平滑回路」の例である。
The first
第1の電源回路111のスイッチング制御回路31がスイッチング素子Q1をスイッチングすることにより、負荷30に例えば数kVの正の高電圧が印加される。
When the
第2の電源回路121は、1次コイルNpおよび2次コイルNsを有するトランスT2、スイッチング素子Q2、スイッチング制御回路32、ダイオードD2、コンデンサC2、抵抗R2、電流検出回路33、電圧検出回路34を備えている。スイッチング制御回路32はスイッチング素子Q2をスイッチングすることにより、トランスT2の1次コイルNpに駆動電流を流す。スイッチング素子Q2およびスイッチング制御回路32は本発明に係る「駆動制御回路」の例である。上記ダイオードD2およびコンデンサC2は本発明に係る「整流平滑回路」の例である。トランスT2は補助コイルNaを備えていて、電圧検出回路34は補助コイルNaの起電圧を整流平滑して、負荷30へ印加する負電圧の比例値をスイッチング制御回路32へ出力する。第2の電源回路121のスイッチング制御回路32がスイッチング素子Q2をスイッチングすることにより、負荷30に例えば数百Vの負の高電圧が印加される。
The second
第1の電源回路111のスイッチング制御回路31はリモート端子RM1の信号が有効であるとき、電流検出回路33の出力電圧に応じてスイッチング素子Q1をPWM制御する。したがって、この状態で、負荷30に正電圧が印加されるとともに、定電流制御が行われる。リモート端子RM1の信号が無効であるとき、スイッチング素子Q1をオフ状態に保つ。したがって、この状態で第1の電源回路111の出力電圧は0となる。
The
第2の電源回路121のスイッチング制御回路32はリモート端子RM2の信号が有効であるとき、電圧検出回路34の出力電圧に応じてスイッチング素子Q2をPWM制御する。したがって、この状態で、負荷30に負の一定電圧が印加される。リモート端子RM2の信号が無効であるとき、スイッチング素子Q2をオフ状態に保つ。したがって、この状態で第2の電源回路121の出力電圧は0となる。
The
第1の電源回路111が動作し、第2の電源回路121が停止しているとき、第1の電源回路111の出力→負荷30→接地ライン→電流検出回路33→抵抗R2→第1の電源回路の整流平滑回路、の経路で負荷電流が流れる。電流検出回路33はこの電流を検出して、その比例電圧をスイッチング制御回路31へ出力する。電流検出回路33は、例えば電流の通電により降下電圧が生じる抵抗器である。
When the first
第2の電源回路121には、トランスT2の2次コイルNsと第2の電源回路121の整流平滑回路(ダイオードD2およびコンデンサC2)との間に、付加回路91が設けられている。この付加回路91は、ダイオードD3およびコンデンサC3による整流平滑回路と、この整流平滑回路の出力電圧が印加される負荷21を備えている。また、ダイオードD4およびコンデンサC4による整流平滑回路と、この整流平滑回路の出力電圧が印加される負荷22を備えている。ダイオードD3およびコンデンサC3による整流平滑回路により直流負電圧が得られ、これが負荷21に印加される。また、ダイオードD4およびコンデンサC4による整流平滑回路により直流正電圧が得られ、これが負荷22に印加される。
In the second
付加回路91はダイオードD2を介して電流検出回路33とは分離されている。そのため、第1の電源回路111から負荷30へ正電圧が印加されて流れる電流は負荷21,22には流れない。すなわち、負荷30に流れる電流の検出において、付加回路91を設けたことによる実質的な影響は無い。したがって、電流検出回路にかかる整流平滑素子と電源回路の出力との間に、該付加回路を設けることにより、第2の電源回路の出力で動作する新たな機能を設けることができる。
The
なお、第2の電源回路の出力に接続される付加回路、つまり負荷としては、本実施形態では負電圧と正電圧で動作する2つの例を示したが、これに限られるものではない。すなわち、負電圧で動作する負荷のみが接続されていてもよいし、正電圧で動作する負荷のみが接続されていてもよい。また、2つ以上の付加回路が接続されていてもよい。 In this embodiment, two examples of the additional circuit connected to the output of the second power supply circuit, that is, the load, operate with a negative voltage and a positive voltage. However, the present invention is not limited to this. That is, only a load that operates at a negative voltage may be connected, or only a load that operates at a positive voltage may be connected. Two or more additional circuits may be connected.
《第2の実施形態》
図2は第2の実施形態に係る電源装置の回路図である。この電源装置202は第1の電源回路112と第2の電源回路122を備えている。第1の電源回路112は負荷30に正電圧を印加し、第2の電源回路122は負荷30に負電圧を印加する。
<< Second Embodiment >>
FIG. 2 is a circuit diagram of a power supply device according to the second embodiment. The
第1の電源回路112の構成は、図1に示した第1の電源回路111と同じである。第2の電源回路122は、1次コイルNpおよび2次コイルNsを有するトランスT2、スイッチング素子Q2、スイッチング制御回路32、ダイオードD2、コンデンサC2、抵抗R21,R22、電流検出回路33を備えている。スイッチング制御回路32はスイッチング素子Q2をスイッチングすることにより、トランスT2の1次コイルNpに駆動電流を流す。スイッチング素子Q2およびスイッチング制御回路32は本発明に係る「駆動制御回路」の例である。上記ダイオードD2およびコンデンサC2は本発明に係る「整流平滑回路」の例である。抵抗R21,R22は、負荷30へ印加する負電圧の比例値をスイッチング制御回路32へ出力する。スイッチング制御回路32の動作は図1に示したものと同じである。
The configuration of the first
第2の電源回路122には、トランスT2の2次コイルNsと第2の電源回路122の整流平滑回路(ダイオードD2およびコンデンサC2)との間に、付加回路92が設けられている。この付加回路92は、トランスT2の2次コイルNsの起電圧を入力して所定の回路動作を行う。
In the second
付加回路92はダイオードD2を介して電流検出回路33とは分離されている。そのため、第1の電源回路111から負荷30へ正電圧が印加されて流れる電流は付加回路92に流れない。すなわち、負荷30に流れる電流の検出について、付加回路92を設けたことによる影響は無い。
The
なお、以上に示した2つの実施形態において整流平滑回路を、単一のダイオードおよび単一のコンデンサによる単純な回路で構成した例を示したが、この部分は全波整流回路やN倍電圧整流回路等であってもよく、同様に適用できる。 In the above-described two embodiments, an example in which the rectifying / smoothing circuit is configured by a simple circuit using a single diode and a single capacitor has been shown. It may be a circuit or the like and can be similarly applied.
また、以上に示した2つの実施形態では、トランスの2次コイルの一方端を接地した例を示したが、センタータップを有するトランスを用いてもよい。 Further, in the above-described two embodiments, an example in which one end of the secondary coil of the transformer is grounded is shown, but a transformer having a center tap may be used.
また、以上に示した2つの実施形態では、正電圧を出力する電源回路(第1の電源回路)の出力電流を、負電圧を出力する電源回路(第2の電源回路)に設けた電流検出回路で検出する例を示したが、これは逆の関係であってもよい。すなわち、負電圧を出力する電源回路の出力電流を、正電圧を出力する電源回路に設けた電流検出回路で検出する構成であっても同様に適用できる。 In the above-described two embodiments, the current detected by the output current of the power supply circuit (first power supply circuit) that outputs a positive voltage is provided in the power supply circuit (second power supply circuit) that outputs a negative voltage. Although an example of detection by a circuit has been shown, this may be reversed. That is, the present invention can be similarly applied to a configuration in which an output current of a power supply circuit that outputs a negative voltage is detected by a current detection circuit provided in the power supply circuit that outputs a positive voltage.
また、以上に示した2つの実施形態では、2つの電源回路のうち一方が定電流制御、他方が定電圧制御を行う例を示したが、両方が定電流制御を行う場合にも同様に適用できる。 In the above-described two embodiments, an example in which one of the two power supply circuits performs constant current control and the other performs constant voltage control has been described. However, the same applies to the case where both perform constant current control. it can.
C1〜C4…コンデンサ
D1〜D4…ダイオード
Np…1次コイル
Ns…2次コイル
Na…補助コイル
Q1,Q2…スイッチング素子
R1,R2,R21,R22…抵抗
RM1,RM2…リモート端子
T1,T2…トランス
20,21,22,30…負荷
31,32…スイッチング制御回路
33…電流検出回路
34…電圧検出回路
91,92…付加回路
101,102…1次側駆動制御回路
110,111,112…第1の電源回路
120,121,122…第2の電源回路
201,202…電源装置
C1-C4 ... Capacitors D1-D4 ... Diode Np ... Primary coil Ns ... Secondary coil Na ... Auxiliary coils Q1, Q2 ... Switching elements R1, R2, R21, R22 ... Resistors RM1, RM2 ... Remote terminals T1, T2 ...
Claims (2)
第1の電源回路および第2の電源回路は、1次コイルおよび2次コイルを有するトランスと、前記1次コイルに接続され、前記1次コイルに駆動電流を流す駆動制御回路と、前記2次コイルの出力電圧を整流平滑して前記負荷へ出力する整流平滑回路と、をそれぞれ備え、
前記第2の電源回路の整流平滑回路の接地電位側に前記第1の電源回路から前記負荷へ供給される電流を検出する電流検出回路を備えた電源装置において、
前記第2の電源回路のトランスの2次コイルと第2の電源回路の整流平滑回路との間に、前記第2の電源回路のトランスの2次コイルの電圧が印加される付加回路が接続されていることを特徴とする電源装置。 A first power supply circuit that applies a DC voltage to the load; and a second power supply circuit that applies a DC voltage having a polarity opposite to the output voltage of the first power supply circuit to the load.
The first power supply circuit and the second power supply circuit include a transformer having a primary coil and a secondary coil, a drive control circuit connected to the primary coil and causing a drive current to flow through the primary coil, and the secondary A rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes the output voltage of the coil and outputs the rectified voltage to the load,
In the power supply apparatus comprising a current detection circuit for detecting a current supplied from the first power supply circuit to the load on a ground potential side of the rectifying / smoothing circuit of the second power supply circuit,
An additional circuit to which the voltage of the secondary coil of the transformer of the second power circuit is applied is connected between the secondary coil of the transformer of the second power circuit and the rectifying / smoothing circuit of the second power circuit. A power supply device characterized by that.
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| JP2004045731A (en) * | 2002-07-11 | 2004-02-12 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming apparatus |
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