应用于光电图像形成设备和氖光广告牌上的高电压电源单元需要减小尺寸和降低成本。所述高电压电源至少包括高电压变压器和用于驱动高电压变压器的驱动电路，并将电能提供给与高电压变压器的次级侧相连的负载。所述高电压电源还包括：高电压切换电路，用于切换在高电压变压器的次级侧产生的ＤＣ输出电压的极性；以及控制电路，用于根据通过施加ＤＣ电流输出电压引起流动的负载电流，控制高电压切换电路的切换。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种向比如光电图像形成设备(如复印机、激光打印机和激光传真机，以及包含多个组合氖管的氖光广告牌)等多个高电压负载提供电能的电源单元。
技术介绍
光电图像形成设备配备有高电压电源。该电压电源是在诸如纸上形成图像的过程所必需的。高电压电源的指定在图像形成处理的各个过程之间是不同的，比如充电过程、传递过程和分离过程。图像形成处理中的充电是通过引起电晕放电来对光电导体进行充电的过程。用作光电导体的材料示例包括硒、非晶型半导体和有机半导体。应该根据用作光电半导体的材料来选择充电型高电压电源的极性。图像形成处理中的传递，是在形成潜像之后将附着在光电半导体上的调色剂微粒移动到记录纸上并予固定的过程。这种传递需要与充电中所用电源的极性相反极性的高电压电源。此外，高电压电源可以用于去除残留在光电半导体上的调色剂微粒的过程，以及将粘合在光电半导体上的记录纸与光电半导体分离的过程。所述分离过程需要具有DC偏置的AC高电压电源，因为这种过程的目的在于使记录纸成为电中性。图7示出传统高电压电源单元的示例。1表示图像形成设备，2表示CPU，3表示高电压变压器，4表示用于切换高电压变压器3的变压器驱动电路，5表示熔断电阻器，6表示用于控制提供给高电压变压器3的电能的晶体管，7表示电解电容，8表示恒压控制电路，9表示缓冲二极管(snubber diode)，10表示高电压二极管，11表示高电压电容器，12表示泄流电阻器，101表示具有用于检测输出电压的辅助绕组的高电压变压器，14表示用于切换高电压变压器101的变压器驱动电路，15表示熔断电阻器，16表示用于控制提供给高电压变压器101的电能的晶体管，17表示电解电容器，18表示恒压控制电路，19表示缓冲二极管，102表示用于通过高电压变压器101的辅助绕组来检测输出电压的输出电压检测电路，20表示高电压二极管，21表示高电压电容器，22表示泄流电阻器，23和24表示用于输出电压检测的电阻器，25表示AC接地电容器，26表示用于检测负载电流的运算放大器，27表示用于检测负载电流的电阻器，28表示相位补偿电容器，29表示DC电源。30表示用于线流的电阻器，以及31表示负载。现在将描述在这种高电压电源单元中输出正电压的工作过程。首先，CPU 2输出具有预定频率/占空比的CLK。将CLK发送到变压器驱动电路4，该变压器驱动电路4依次切换高电压变压器3。高电压变压器3使输入到其中的电压上升，以产生具有预定脉冲型波形的高电压。通过高电压二极管10和高电压电容器11对这样产生的具有预定脉冲型波形的高电压进行整流，从而产生正向高电压DC偏置。然后，CPU 2将与所需高输出电压相对应的电压从D/A端口1输出到恒压控制电路8。通过检测电阻器23和24的分压来检测该输出电压。恒压控制电路8控制晶体管6，以使检测到的输出电压和来自CPU 2的D/A端口1的电压值彼此相等，并且控制输入到高电压变压器3中的电压。还将来自CPU 2的CLK输入到变压器驱动电路14，以便输出负电压，然后，对高电压变压器101进行切换。然而，设置从D/A端口2输出的电压，从而防止恒压控制电路18的输出的产生，由此防止向变压器101提供电压，并在高电压变压器101中产生高电压输出。接下来，将描述高电压电源单元中输出负电压的工作过程。CPU 2输出具有预定频率/占空比的CLK。将CLK发送到变压器驱动电路14，该变压器驱动电路14依次切换高电压变压器101。高电压变压器101使输入到其中的电压上升，以产生具有预定脉冲型波形的高电压。通过高电压二极管20和高电压电容器21对如此由变压器101产生的具有预定脉冲型波形的高电压进行整流，从而产生负向高电压DC偏置。将这样产生的高电压偏置经由泄流电阻器12施加到负载31。然后，CPU 2将与所需高输出电压相对应的电压从D/A端口2输出到恒压控制电路18。通过高电压变压器101的辅助绕组和输出电压检测单元102来检测该输出电压。恒压控制电路18控制晶体管16，以使检测到的输出电压和来自CPU 2的D/A端口2的电压值彼此相等，并且控制输入到高电压变压器101中的电压。还将来自CPU 2的CLK输入到具有负电压的变压器驱动电路4，以便输出负电压，然而，设置D/A端口1的输出电压，从而防止恒压控制电路8的输出的产生，由此防止向变压器3提供电压，并防止变压器3产生高电压输出(比如参见日本专利待审公开No.2003-209972)。现在，作为另一
技术介绍
，将描述应用于氖光广告牌上的典型高电压电源单元。这种氖光广告牌包括许多氖管，并且利用氖管倒相变压器使氖管闪烁和变暗。这种类型的氖管倒相变压器必须输出高电压来激发氖或氩，以便使其中装入了氖气或氩气的放电管发光。图8示出典型的氖管倒相变压器。这种氖管倒相变压器包括晶体管Tr1和Tr2，作为初级侧振荡电路。通过整流电路2将作为AC电压的商用电源1转换为直流。原级线圈3由晶体管Tr1和Tr2以预定的频率来交替切换。按照这种方式，在次级线圈5中产生具有高频率的高电压交流电流。将这样产生的高电压交流电流提供给氖管6的电极(比如参见日本专利待审公开No.平9-35886)。应用于图像形成设备上的前述传统高电压电源单元需要多个高电压变压器和分别针对各种输出电压型的驱动电路，比如，用于切换输出电压的极性类型的。另外，应用于氖光广告牌上的传统高电压电源单元需要与氖管组相同数目的变压器，因为这种氖光广告牌由分为多个组的许多氖管形成，并且逐组地进行控制，以及在低电压侧对提供给负载的电压波形进行调整。应用于如上所述的图像形成设备或氖光广告牌的传统高电压电源单元具有尺寸和成本增加的问题。
技术实现思路
于是，本专利技术的目的在于减小应用于光电图像形成设备和氖光广告牌的高电压电源单元的尺寸和降低成本。按照本专利技术，一种高电压电源，它至少包括高电压变压器和用于驱动高电压变压器的驱动电路。并且，所述高电压电源将电能提供给与高电压变压器的次级侧相连的负载。所述高电压电源具有高电压切换电路，用于切换在高电压变压器的次级一侧产生的DC输出电压的极性；以及控制电路，用于根据通过施加DC电流输出电压引起流动的负载电流，控制高电压切换电路的切换。短语“至少”用来表明可以使所需高电压变压器和驱动电路的数量少于以前的数量，并且本专利技术的高电压电源需要最少数量的高电压变压器和驱动电路。优选地是，一对高电压变压器和驱动电路应该是足够的。短语“(至少)包括高电压变压器和用于驱动高电压变压器的驱动电路”用来表明本专利技术的高电压电源包括除高电压变压器和驱动电路之外的组件。理想的是，高电压切换电路具有利用宽带隙半导体器件作为开关设备的全桥结构。更为理想的是，高电压切换电路使用以SiC用作基材的宽带隙半导体器件。按照本专利技术，控制电路控制高电压切换电路的切换。由此，可以利用比以前更少数量的高电压变压器和驱动电路，切换由高电压切换电路在高电压变压器次级一侧产生的DC输出电压的极性，并将正或负电压提供给负载。另外，可以通过由控制电路对高电压切换电路执行PWM控制，而将高电压变压器次级侧产生的DC输出电压转换为具有矩形波形的AC输出电压。结果，在应用了本专利技术的图像形成设备或氖光广告牌的电源单元中，可以简化高电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高电压电源，至少包括高电压变压器和用于驱动高电压变压器的驱动电路，并将电能提供给与高电压变压器的次级侧相连的负载，还包括：高电压切换电路，用于切换在高电压变压器的次级一侧产生的ＤＣ输出电压的极性；以及控制电路，用于根据通 过施加ＤＣ电流输出电压引起流动的负载电流，控制高电压切换电路的切换。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：羽田野伸彦，菅原良孝，
申请(专利权)人：关西电力株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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