高压电源制造技术

在不使用变压器的高压电源中，输出电压根据负载波动被适当地调节。该高压电源具有：开关器件；电压谐振电路，包括电感器和电容器，通过驱动开关器件而将电压施加到该电压谐振电路；以及整流器电路，包括电容器和二极管，该整流器电路根据该电压谐振电路的谐振行为输出高电压。该高压电源根据来自该整流器电路的输出且根据设置该输出电压的控制信号进行开关，并可变地控制驱动频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及产生高电压的高压电源。
技术介绍
作为一种常规图像形成装置，例如，电子照相图像形成装置包括充电辊和显影辊，充电辊用于给用作图像承载构件的光导电鼓的表面充电，显影辊用于通过使用用作显影剂的调色剂来使形成在光导电鼓上的静电潜像显影。例如，约数百伏至数千伏的高电压(直流高压)需要应用到该充电辊和该显影辊以给光导电鼓充电和进行显影。为了生成这样的高电压，采用了使用绕线电磁变压器的用于产生高电压的电源(下文称为高压电源)。例如，使用电磁变压器的高压电源的结构描述于PTL I中，期望的高电压可以输 出到负载。 与使用这种电磁变压器的高压电源相反，已经提出了能够减小高压电源电路的尺寸和重量而不使用电磁变压器的电源电路(见PTL 2)。PTL 2公开了将LC谐振电路通过使用用作控制信号的时钟信号放大来自低压电源的电压(24V)所获得的电压输出到包括多个二极管和电容器的升压电路的结构。对于该结构，没有使用变压器。因此，高压电源可以更小和更轻。引文列表专利文献PTL I :日本专利特开 No. 4-352181PTL 2 :日本专利特开 No. 2003-18959
技术实现思路
技术问题然而，PTL 2描述的高压电源具有下列问题。在PTL 2的高压电源中，输出到负载的高电压值是预设固定值，并且具有固定频率的信号用作输入到用于输出电压的LC谐振电路的控制信号。例如，图像形成装置中用作负载的充电辊和显影辊可具有由于装置内的环境变化或者所使用的充电辊和显影辊中的磨损所引起的负载改变。如果图像形成装置不根据这种负载改变调节输出到充电辊和显影辊的电压，则会产生例如其中暗度发生变化的劣质图像。例如，如果应用所引用的文献2中的高压电源电路，则难以根据负载变化进行调节。因此，过高电压或者不足电压可能会施加到负载。本专利技术是考虑到上述观点而做出的，本专利技术的一个目的在于提供一种能根据负载变化来适当地调节输出电压的高压电源。问题的解决方案根据本专利技术的、用于实现上述目的的电源的特征在于包括开关单元，根据频率信号而被驱动；电压谐振单元，连接到该开关单元且包括电感器和电容器，当所述开关单元被驱动时电压施加到该电感器；连接单元，连接该开关单元、该电感器和该电容器；整流器单元，包括经电容器在所述电感器的电源电压侧连接到所述连接单元的二极管；电压输出单元，输出从该整流器单元获得的电压；以及频率控制单元，根据用于设置从所述电压输出单元输出的电压的控制信号和从所述电压输出单元输出的输出信号控制所述频率信号的频率。本专利技术的有利效果如上所述，根 据本专利技术，在不使用变压器的高压电源中输出电压可根据负载改变而被适当地调节。附图说明图I是根据实施例I的电源的电路图。图2是图I所示的电路的操作波形图。图3是根据实施例I的电源的另一示例的电路图。图4包括根据实施例2的电源的操作波形图。图5是根据实施例3的电源的电路图。图6包括图5所示的电路的操作波形图。图7是根据实施例4的电源的电路图。图8是图7所示的电路的操作波形图。图9是根据实施例5的电源的电路图。图10示出图9所示的电路的频率特性。图11是图9所示的电路的操作波形图。图12是根据实施例I的电路的负载特性图。图13是根据实施例6的电源的电路图。图14是根据实施例7的电源的电路图。图15是根据实施例8的电源的电路图。图16是根据实施例9的电源的电路图。具体实施例方式接下来，将根据下面的实施例来描述本专利技术的用于解决上述问题的特定结构。注意，下面的实施例仅是示范，并不暗示本专利技术的技术范围仅局限于此。实施例I图I是示出根据实施例I的用于产生高电压的电源(下文称为高压电源)的电源电路结构的图。在图I所示的电源电路中，电感器LlOO和电容器ClOO构成电压谐振电路。电感器LlOO是连接到开关元件和电源电压Vcc (在本实施例中为+24V)的元件，且是电压根据开关元件的导通/截止而间歇性施加到其上的具有电感分量的示例性元件。电容器ClOO接地。由该电感器LlOO和该电容器ClOO构成且用作电压谐振单元的电压谐振电路的输出通过整流平流电路被整流和平滑化成正电压。在整流平流电路中，正极性回扫电压通过允许电流沿正向通过的二极管DlOl和承载电荷的电容器ClOl被提取，电容器ClOl连接到二极管DlOl的阴极端和电源电压Vcc。电感器LlOO与二极管DlOl和电容器ClOl之间的连接关系如下二极管DlOl的阳极端连接到电感器LlOO和电容器ClOO连接处的连接单元；二极管DlOl的阴极端连接到电感器LlOO的另一端(在电源电压侧)。此外，多级整流器电路通过二极管D102、D103、D104和D105以及电容器C102、C103、C104和C105形成。多级整流器电路的输出经平流电容器C106接地，输出电压的波形得到平滑化。该多级整流器电路的输出电压从用作电压输出单元的输出端104 (Vout)输出。此外，输出电压(Vout)经电压检测电阻器R101、分压电阻器R102和R103、保护电阻器R104以及噪声消除电容器C107输入到运算放大器QlOO的非倒相输入端(+端)。该电路是输出电压检测电路。从控制器(未示出)输入到输入端103的模拟信号(Vcont)(用于控制高压电源的输出电压的控制信号)经电阻器R105输入到运算放大器QlOO的倒相输入端(_端)。运算放大器Q100、电阻器R105和电容器C108用作积分电路。也就是说，已经根据积分时间常数(根据电容器C108和电阻器R105的部件常数设置)平滑化的控制信号Vcont被输入到运算放大器Q100。在该电路中，从输出电压检测电路输入到运算放大器QlOO的非倒相输入端(+端)的反馈电压被调节成等于从控制器输入到倒相输入端(_端)的模拟电压。 运算放大器QlOO的输出端连接到用作频率控制单元的压控振荡器(VCO) 101，频率控制单元控制用作开关单元(开关元件)的场效应晶体管QlOl的驱动频率。该压控振荡器101是根据输入控制信号(Vcont)和被检测并反馈的输出电压(Vout)，改变和设置用于控制场效应晶体管QlOl的驱动频率的频率信号(下文称为输出信号)的频率的示例性振荡器。此外，用作来自压控振荡器101的频率信号的输出信号被输入到场效应晶体管QlOl的栅极端。场效应晶体管QlOl是被从压控振荡器101输出的脉冲输出信号驱动的示例性开关元件。场效应晶体管QlOl的漏极端连接到上述LlOO和ClOO构成的电压谐振电路。场效应晶体管QlOl的漏极端经电感LlOO连接到电源电压Vcc且经电容器ClOO接地。这里，场效应晶体管QlOl的源极端接地。以此方式，由用作电压谐振单元的电压谐振电路(电压谐振电路由电感器LlOO和电容器ClOO构成)放大的电压直接被用作整流器单元的整流器电路整流。通过使用多级整流器电路(多个整流器电路彼此连接)，输出增大成为高电压。然后，通过在压控振荡器(VCO)处根据控制信号和输出电压来控制输出信号的频率，输出电压可以调节成适于负载条件。接下来，图2示出当图I所示的电源电路操作时各种单元的操作波形。这里，2A表示从压控振荡器101施加到场效应晶体管QlOl的栅极的电压的波形(其是矩形波信号)。当场效应晶体管QlOl导通时，电流从电源电压Vcc流到电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高压电源，包括 开关单元，该开关单元根据频率信号被驱动； 电压谐振单元，该电压谐振单元连接到该开关单元且包括电感器和电容器，当该开关单元被驱动时电压施加到该电感器； 连接单元，该连接单元连接该开关单元、该电感器和该电容器； 整流器单元，该整流器单元包括二极管，该二极管经电容器在该电感器的电源电压侧连接到该连接单元； 电压输出单元，该电压输出单元输出从该整流器单元获得的电压；以及频率控制单元，该频率控制单元根据控制信号和从该电压输出单元输出的输出信号控制该频率信号的频率，该控制信号用于设置从该电压输出单元输出的电压。2.如权利要求I所述的高压电源，其中，该频率信号是矩形波信号，且 该频率控制单元通过改变该矩形波的导通时间来控制来自该电压输出单元的电压。3.如权利要求I或2所述的高压电源，还包括改变和设置将要施加到该开关单元的电源电压的电压改变单元，其中来自该电压输出单元的电压通过利用该电压改变单元改变施加到该开...

【专利技术属性】
技术研发人员：长崎修，饭田将道，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：