壓電式變換器型高壓電源裝置和圖像形成裝置的制作方法

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>發(fā)電;變電;配電裝置的制造技術(shù)

專利名稱：壓電式變換器型高壓電源裝置和圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用壓電式變換器的電源裝置及其圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
在電子式攝影的處理過程中形成圖像的圖像形成裝置中，如果采用直接轉(zhuǎn)印(transfer)的方法使一轉(zhuǎn)印單元與感光器相接觸以轉(zhuǎn)印圖像，該轉(zhuǎn)印單元采用一具有旋轉(zhuǎn)軸的輥形式的導(dǎo)電橡膠作為導(dǎo)體。在這種情況中，按照感光器的處理速度控制轉(zhuǎn)印單元的驅(qū)動。此外，利用直流(DC)偏置電壓作為施加到轉(zhuǎn)印單元上的電壓，并且使直流偏置電壓的極性與利用電暈放電方法的轉(zhuǎn)印電壓的極性相同。
因此，為了通過利用轉(zhuǎn)印輥執(zhí)行可靠的圖像轉(zhuǎn)印，通常應(yīng)施加約3kV的電壓(借助所需的微安級電流)。按照常規(guī)的技術(shù)，為了生成對于圖像形成所需的高壓，已使用一種線圈型電子式變換器(transformer )。然而，線圈型電子式變換器利用銅導(dǎo)線、線圈架和磁芯形成。當(dāng)利用線圈型電子式變換器施加約3kV的電壓時，其輸出電流值非常低(即微安級)，應(yīng)將在每個部件中漏電流最小化。為了將該漏電流最小化，已經(jīng)使用一利用有機絕緣材料制成的模塊制做線圈型電子式變換器的線圈的方法。然而，當(dāng)使用該方法時，存在因過熱導(dǎo)致產(chǎn)生煙和火的危險，并且，需要一與電源比較相對龐大的電子式變換器。因此，難以降低線圈型電子式變換器的尺寸和重量。
為了解決與線圈型電子式變換器相關(guān)聯(lián)的上述問題，已經(jīng)考慮一種利用細小、重量輕和高輸出壓電式變換器生成高輸出電壓的方法。即，如果采用
一利用陶瓷材料的壓電式變換器，可以生成高輸出電壓，其效率等于或高于線圈型電子式變換器的效率。此外，由于壓電式變換器與其初級側(cè)和次級側(cè) 的組合無關(guān)，可以安排初級側(cè)和次級側(cè)的電極之間的距離，無需模塊處理，消除產(chǎn)生煙和火的危險。結(jié)果，通過利用壓電式變換器生成高輸出電壓的方法，使得能夠制造小尺寸和重量輕的高壓電源裝置。
然而，在利用壓電式變換器的高壓電源裝置中，利用模擬信號處理電路執(zhí)行頻率控制，因此頻率控制操作是不穩(wěn)定的。即，如果控制電壓快速變化，以便迅速升高(或降低)高壓電源裝置的輸出電壓，壓電式變換器的諧振頻率被超出，就不可能控制輸出電壓。此外，當(dāng)由于非預(yù)期的情況而需要等于或大于壓電式變換器容量的功率時，壓電式變換器的驅(qū)動頻率超過諧振頻率，就不可能控制壓電式變換器的輸出電壓，以此使得生成不良圖像信號。此外，即使當(dāng)壓電式變換器的輸出電壓不能控制時，在高壓電源裝置仍出現(xiàn)電路操作的振蕩。
此外，由于從當(dāng)接通高壓電源裝置的控制信號輸入到運算放大器起到達到預(yù)期設(shè)定輸出電壓值時止的寄生驅(qū)動頻率，使得上升時間出現(xiàn)延遲。
而且，由于對一壓電式變換器存在相對于輸出電壓的多個諧振頻率點，因此為了增加可以由壓電式變換器輸出的輸出電壓的范圍，導(dǎo)致低效率電壓輸出的范圍內(nèi)的頻率被使用，其整體上降低了高壓電源裝置的總效率。
此外，為降低輸出電壓，壓電式變換器的驅(qū)動頻率距主(primary)諧振頻率變化太大，該驅(qū)動頻率接近下一個諧振頻率，并且，結(jié)果是在達到最小電壓之后，輸出電壓開始增加。由于這個原因，利用壓電式變換器難于實現(xiàn) 高壓電源裝置的低電壓輸出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的幾個方面和示范性實施例提供一種配備有壓電式變換器的高壓電源裝置、和圖像形成裝置，其中可以實現(xiàn)穩(wěn)定的驅(qū)動頻率控制，而不會進入異常振蕩或非可控狀態(tài)，并可在短的上升時間內(nèi)輸出穩(wěn)定高電壓。
本發(fā)明的其它方面和或優(yōu)點將部分地在如下的說明中敘述，并部分地由該說明明顯看出，或可通過實踐本發(fā)明認(rèn)識到。
按照本發(fā)明的示范性實施例，提供一種電源裝置，其中將利用預(yù)定的驅(qū) 動頻率控制的驅(qū)動電壓施加到壓電式變換器，以輸出一輸出電壓，該裝置包
含輸出電壓檢測單元，將輸出電壓與一用于控制輸出電壓到一預(yù)定值的參考電壓相比較，并且根據(jù)其比較結(jié)果，檢測以數(shù)字值代表變化的輸出電壓的
變化；和驅(qū)動控制單元，按照檢測的數(shù)字值執(zhí)行對壓電式變換器的驅(qū)動控制。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供一種電源裝置，其中將利用預(yù)定的驅(qū)動頻率控制的驅(qū)動電壓施加到壓電式變換器，以輸出一輸出電壓，該裝置包含驅(qū)動控制單元，根據(jù)輸出電壓與一用于控制輸出電壓到一預(yù)定值的參考電壓，計算輸出電壓的變化量，和根據(jù)所計算的變化量利用數(shù)字信號處理技術(shù)控制壓電式變換器的驅(qū)動頻率。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供一種電源裝置，其中將利用預(yù)定的驅(qū)動頻率控制的驅(qū)動電壓施加到壓電式變換器，以輸出一輸出電壓，該裝置包含輸出電壓檢測單元，將輸出電壓與一用于控制輸出電壓到一預(yù)定值的參考電壓相比較，并且根據(jù)其比較結(jié)果，檢測以數(shù)字值代表變化的輸出電壓的變化；驅(qū)動控制單元，按照檢測的數(shù)字值執(zhí)行對壓電式變換器的驅(qū)動控制；和驅(qū)動電壓控制單元，按照輸出電壓與參考電壓的比較結(jié)果，改變和控制施加到壓電式變換器的電源電壓。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供一種圖像形成裝置，包含充電單元，恒等地對潛像載體的表面充電；曝光單元，在潛像載體表面充電后在其表面上形成潛像；顯影單元，將該潛像顯影；轉(zhuǎn)印單元，將形成在潛影載體上的色料圖像轉(zhuǎn)印到一轉(zhuǎn)印材料上；和電源裝置，將電壓提供到充電單元、曝光單元、顯影單元和轉(zhuǎn)印單元中的至少其中之一；其中該電源裝置是一包含壓電式變換器的電源裝置。
按照本發(fā)明的電源裝置包含輸出電壓檢測單元，將輸出電壓與一用于控制輸出電壓到一預(yù)定值的參考電壓相比較，并且根據(jù)其比較結(jié)果，檢測以數(shù)字值代表變化的輸出電壓的變化；和驅(qū)動控制單元，根據(jù)檢測的數(shù)字值執(zhí) 行對壓電式變換器的驅(qū)動控制。因此，可以執(zhí)行穩(wěn)定的頻率控制，而不會進入異常振蕩或非可控狀態(tài)，并可在短的上升時間內(nèi)輸出高電壓。
按照本發(fā)明的示范性實施例，提供一種生成驅(qū)動電壓的方法，其根據(jù)壓電式變換器的輸出電壓驅(qū)動高壓電源裝置的壓電式變換器，包含將輸出電壓與一參考電壓相比較，以生成數(shù)字遞增/遞減(up/down)計數(shù)的信號；利用該數(shù)字遞增/遞減計數(shù)的信號，增加或者降低代表壓電式變換器的驅(qū)動頻率的計數(shù)值；和在該計數(shù)值和代表壓電式變換器的預(yù)定驅(qū)動頻率范圍的預(yù)定頻
率值之間進行比較，并根據(jù)該計數(shù)值和該比較生成驅(qū)動電壓以在一預(yù)定的電壓范圍內(nèi)驅(qū)動壓電式變換器。
按照本發(fā)明的示范性實施例，一種壓電式變換器型高壓電源裝置，生成驅(qū)動電壓，以根據(jù)壓電式變換器的輸出電壓驅(qū)動壓電式變換器，包含第一
比較器，將輸出電壓與一參考電壓相比較以生成數(shù)字遞增/遞減計數(shù)信號；計
數(shù)器，利用該數(shù)字遞增/遞減計數(shù)信號，增加或者降低代表壓電式變換器的驅(qū)
動頻率的計數(shù)值；和第二比較器，在該計數(shù)值和代表壓電式變換器的預(yù)定驅(qū) 動頻率范圍的預(yù)定頻率值之間進行比較，和一電壓發(fā)生器，根據(jù)該計數(shù)值和該比較生成驅(qū)動電壓以在一預(yù)定的電壓范圍內(nèi)驅(qū)動壓電式變換器。
除了上述的示范性實施例和方面外，通過參照附圖和研究如下的說明，其它的方面和實施例將變得很明顯。

當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時根據(jù)以下對示范性實施例和權(quán)利要求的詳細的說明，很明顯將更好地理解本發(fā)明，所有附圖構(gòu)成本發(fā)明公開內(nèi)容的一部分。雖然如下撰寫和示出的公開內(nèi)容集中在公開本發(fā)明的示范性實施例，但是應(yīng)當(dāng)清
楚地理解，它們僅作為描述性和示范性的，本發(fā)明并不受其限制。本發(fā)明的構(gòu)思和范圍僅由所附的權(quán)利要求項來限定。下面對附圖進行簡要說明，其中
圖l是通常的壓電式變換器型高壓電源裝置的方框圖2是描述在通常的壓電式變換器型高壓電源裝置中的壓電式變換器的驅(qū)動頻率的第一波形的示意圖3是描述在通常的壓電式變換器型高壓電源裝置中的壓電式變換器的驅(qū)動頻率的第二波形的示意圖4是按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置的方
框圖5是按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置中的壓電式變換器驅(qū)動單元的方框圖6是按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置的驅(qū) 動頻率的波形示意圖7A-7J描繪按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置的第一時序圖8A-8J描繪按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置的第二時序圖9是按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置中的改進的壓電式變換器驅(qū)動單元的方框圖10是按照本發(fā)明的另一示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置的方框圖11A-11D描繪在按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置中當(dāng)電壓增高時出現(xiàn)的電感器電源電壓和工作波形之間的關(guān)系的示意
圖12是按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置的驅(qū)動頻率的波形示意的壓電式變換器驅(qū)動單元的方框裝置的第一時序圖15A-15K描繪按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置的第二時序圖；.
圖16是按照本發(fā)明的再一示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置的方框圖；和
圖17A-17C描繪在按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置中UP/DOWN信號和V一DRIVE信號之間的關(guān)系的示意具體實施例方式
現(xiàn)在詳細說明本發(fā)明的其實例描繪在附圖中的示范性實施例，其中在各附圖中相似的標(biāo)號指相似的元件。為了解釋本發(fā)明下面通過參照

示范性實施例。
在解釋按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置之前，將參照圖1-3解釋通常的高壓電源裝置，以便使在按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置和通常的壓電式變換器型高壓電源裝置之間結(jié)構(gòu)上的差別清晰。
圖1是通常的高壓電源裝置的方框圖。在該通常的高壓電源裝置中，使
用壓電陶瓷變換器作為提供功率的壓電式變換器T1001。壓電式變換器T1001 的交流(AC )輸出由二極管D1002、 D1003和高壓電容器C1004進行整流和平滑，以形成恒定輸出電壓。經(jīng)整流和平滑的恒定輸出電壓提供到圖像形成裝置(未示出)的轉(zhuǎn)印輥(未示出)。此外，由電阻器R1005、 R1006和R1007 將經(jīng)整流和平滑的恒定輸出電壓分壓，并通過保護電阻器R1008輸入到運算放大器Q1009的同相輸入端(+端)；
同時，作為模擬信號的高壓電源的控制信號(Vcont)從直流(DC)控制器(未示出)通過電阻器R1014輸入到運算放大器Q1009的反相輸入端(-端)。運算放大器Q1009、電阻器R1014和電容器C1013形成一積分電路，并且從運算放大器Q1009輸出該按照由電阻器R1014和電容器C1013的數(shù)值確定的積分常數(shù)進行積分處理的控制信號(Vcont)。
運算放大器Q1009的輸出端連接到壓控振蕩器(VCO)IOIO,壓控振蕩器 (VCO)IOIO驅(qū)動一連接到電感器L1012的晶體管Q1011,以此提供特定驅(qū)動頻率的功率到壓電式變換器T1001的初級側(cè)。按照這種方式，提供通常的壓電式變換器TIOOI以生成在圖像形成裝置中使用的功率。
圖2和圖3是在通常的高壓電源裝置中的壓電陶瓷式變換器的驅(qū)動頻率的波形示意圖。圖2示出通常的壓電陶瓷式變換器的一般特性，其中最大輸出電壓發(fā)生在諧振頻率f0,并且在諧振頻率fD的較高頻率側(cè)和較低頻率側(cè)輸出電壓降低。因此，通過控制通常的壓電式變換器的驅(qū)動頻率，可以控制通常的壓電式變換器的輸出電壓。通過將驅(qū)動頻率fx改變?yōu)楦哂谥C振頻率fD，可以改變壓電式變換器的輸出電壓。
圖像形成裝置的高壓電源具有多個如圖2中所示的相同類型的高壓電源電路，并利用用于充電、顯影和轉(zhuǎn)印處理的偏置電壓輸出形成圖像。然而，由于通常的高壓電源裝置如圖2中所示通過處理模擬信號來控制壓電式變換器的驅(qū)動頻率，所以在達到預(yù)期的輸出控制電壓之前發(fā)生時間延遲。
此外，在壓電式變換器中可以存在多個諧振點。例如，如圖3所示，在壓電式變換器中相對于驅(qū)動頻率可以存在4個諧振點。如圖3所示，如果施加具有對應(yīng)的第一諧振頻率fi的驅(qū)動電壓，存在其中可以得到約3.5kV的輸出電壓的第一諧振點。在諧振頻率fl的較高頻率側(cè)，存在作為局部輸出電壓最大值的第二諧振點(對應(yīng)于第二諧振頻率f2)和第三諧振點(對應(yīng)于第三諧振頻率f3)。如圖3所示，由于每個諧振點是一在該處壓電式變換器的輸出
電壓變?yōu)樽畲笾档狞c，所以如果壓電式變換器的驅(qū)動電壓的頻率改變到一高于或低于諧振頻率的頻率，則輸出電壓隨著頻率改變而下降。
然而，即使當(dāng)該頻率從諧振頻率變化時，如果將輸出電壓的最大值設(shè)定在幾千伏的范圍內(nèi)，輸出電壓的范圍不會下降到幾百伏或更小。這是由于這
樣的事實即使頻率變化很大，該頻率不會覆蓋在O伏，而是，接近下一個諧振頻率。因此，當(dāng)頻率變化時，在達到某一最小值電壓之后，輸出電壓再次增加，直到達到具有諧振頻率的下一個局部最大值。
在對應(yīng)于驅(qū)動電壓的頻率范圍內(nèi)，存在在其內(nèi)可以最有效地得到壓電式變換器T201的輸出電壓的頻率范圍，例如在第一諧振頻率fl附近的范圍。然而，為了增加輸出電壓的電壓范圍，還必須使用在低輸出電壓的電壓范圍內(nèi)的頻率，對于生成指定的輸出電壓其引起不良效率的效果(在圖3中的低效率)，并因此，整體上降低高壓電源裝置的效率。
為了解決如聯(lián)系圖1所述的通常的高壓電源裝置存在的問題，設(shè)計按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置，其利用數(shù)字信號處理技術(shù)控制壓電式變換器的驅(qū)動頻率，并穩(wěn)定壓電式變換器的運行，以在短的上升時間內(nèi)實現(xiàn)高電壓輸出。下面將參照圖4-8解釋按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置。
圖4是按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置10 的方框圖。如圖4中所示，高壓電源裝置10包含驅(qū)動單元20、壓電式變換器驅(qū)動控制單元30、整流平滑單元40和輸出電壓;f企測單元50。
驅(qū)動單元20包含壓電式變換器T201、電感器L201、電阻器R201和 MOSFET開關(guān)器件S201。如果將電源Vdd連接到屯感器L201,驅(qū)動電壓輸
頻率控制，后面將進行解釋。輸入驅(qū)動電壓控制開關(guān)器件S201的開/關(guān)(on/off) 狀態(tài)，以此升高所施加的電源電壓或?qū)⒃撌┘拥碾娫磫卧D(zhuǎn)換為準(zhǔn)正弦波。然后，將所轉(zhuǎn)換的電源電壓施加到壓電式變換器T201 。
驅(qū)動單元20的壓電式變換器T201具有一壓電振動體，其具有配置在初級側(cè)的初級電極和配置在次級側(cè)的次級電極。在初級側(cè)，壓電式變換器T201 沿寬度方向產(chǎn)生極化，而極化端彼此面向，在極化端之間配置壓電振動體。在次級側(cè)，壓電式變換器T201沿長度方向產(chǎn)生極化。壓電式變換器T201容納在樹脂外殼(未示出)中。壓電振動體由壓電陶資(例如鋯鈦酸鉛(PZT))
制成，并具有平板形狀。沿壓電振動體的長度方向，例如從壓電振動體的一端到其中部配置初級電極，次級電極配置在另一端。如果將具有適當(dāng)諧振頻
率(其由壓電振動體的計量長度確定)的驅(qū)動電壓施加到初級側(cè)，由于反壓電效應(yīng)引起很強的機械諧振，由于壓電效應(yīng)輸出與其振動相對應(yīng)的高輸出電壓。
壓電式變換器驅(qū)動控制單元30控制驅(qū)動電壓的頻率(驅(qū)動頻率)，以控
制驅(qū)動單元20的壓電式變換器T201。如圖4所示，壓電式變換器型高壓電源裝置IO其特征在于這一事實壓電式變換器T201的驅(qū)動頻率由壓電式變換器驅(qū)動控制單元30執(zhí)行的數(shù)字信號處理技術(shù)控制。后面將更詳細地解釋這一壓電式變換器驅(qū)動控制單元30。
整流平滑單元40包含電容器C401及二極管D401和D403。壓電式變換器T201的交流(AC)輸出由二極管D401和D403及輸出電容器C401整流和平滑為恒定電壓(DC電壓)，并作為輸出電壓提供到一可為圖像形成裝置(未示出)的轉(zhuǎn)印輥(未示出)的負栽。
輸出電壓檢測單元50包含電容器C501和C503、分壓電阻器R501和 R503、以及比較器(COMP)501。利用在輸出電壓檢測單元50的分壓電阻器 R501和R503對該由整流平滑單元40整流平滑為直流電壓的輸出電壓進行分壓，并作為誤差檢測電壓(Feedback)輸入到比較器501的反相輸入端(-端)。在這一實例中，與分壓電阻器R501和R503分別并聯(lián)的電容器C501和 C503調(diào)節(jié)輸出電壓中的交流和直流分量。此外，成為直流電壓用于控制來自壓電式變換器驅(qū)動控制單元30的輸出端的輸出電壓的輸出控制電壓，作為參考電壓(Reference_Volt)輸入到比較器501的同相輸入端(+端)。
比較器501將輸出控制電壓(Reference—Volt)和對應(yīng)于輸出電壓的誤差檢測電壓(Feedback)的量值相比較，并輸出比較結(jié)果。如果輸出電壓 (Feedback )(或誤差檢測電壓)大于輸出控制電壓(Reference—Volt),則比較器501的輸出處在低邏輯電平，如果輸出電壓(Feedback)(或誤差檢測電壓)小于輸出控制電壓(Reference—Volt )，則比較器501的輸出處在高邏輯電平。由于比較器501,來自驅(qū)動單元20的輸出端的輸出電壓的模擬變化(如由誤差檢測電壓(Feedback)所表示的)可以由一數(shù)字值代表。從比較器501 輸出的數(shù)字值是一用于控制在壓電式變換器驅(qū)動控制單元30中的頻率控制單元(如圖9所示)的控制信號(UP/DOWN)，并被輸入到壓電式變換器驅(qū)動
控制單元30。
此外，壓電式變換器型高壓電源裝置IO還包含提供重置信號的重置單元IOI、提供時鐘信號的時鐘單元103、和向壓電式變換器T201提供驅(qū)動控制信號的控制器105。利用電阻器R101(未示出)、R103、 R105和開關(guān)器件 S101將由控制器105提供的驅(qū)動控制信號(ON/OFF信號)反相，并轉(zhuǎn)變?yōu)?輸入到壓電式變換器驅(qū)動控制單元30的開路集電極輸出。
圖5是按照本發(fā)明的示范性實施例的如圖4中所示的壓電式變換器驅(qū)動控制單元30的詳細方框圖。該壓電式變換器驅(qū)動控制單元30包含改變和控制該驅(qū)動壓電式變換器T201的驅(qū)動電壓的頻率的驅(qū)動頻率控制單元(下面討論)和生成驅(qū)動電壓的驅(qū)動電壓發(fā)生單元(下面討論)。
參照圖5，壓電式變換器驅(qū)動控制單元30包含驅(qū)動頻率控制單元，其又包含遞增/遞減計數(shù)器301、寄存器303和第一比較器305。由時鐘單元 103向遞增/遞減計數(shù)器301提供高速時鐘信號，該高速時鐘信號按照所需頻率控制精度生成。當(dāng)無論何時時鐘信號處于高邏輯電平，并且如果來自輸出電壓檢測單元50的控制信號(UP/DOWN)處于高邏輯電平，則遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值按X遞增。另一方面，當(dāng)無論何時時鐘信號處于高邏輯電平，并且如果控制信號(UP/DOWN)處于低邏輯電平，則遞增/遞減計數(shù)器 301的計數(shù)值按X遞減。此外，通過設(shè)定低階M比特值，頻率控制計數(shù)器的比特數(shù)可以具有(驅(qū)動電壓發(fā)生計數(shù)器的比特數(shù)(N)+低階M比特，(N+M)} 的格式，以此校正誤差反饋電壓(或誤差檢測電壓)的增益并能對壓電式變換器T201進行穩(wěn)定的控制。即使當(dāng)輸出電壓(Feedback)和輸出控制電壓 (Reference—Volt)的量值匸波此相似和遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值的變化變得十分小時，如果頻率控制計數(shù)器的比特數(shù)形成為(N+M)，高階N比特也不變，即使當(dāng)?shù)碗AM比特變化時也如此。因此，遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)可以穩(wěn)定地進行。
這里，為了校正誤差反饋電壓的增益，計數(shù)器遞增/遞減值X是一也可自由設(shè)定的寄存值，并且也可以由外部控制器(未示出)設(shè)定，或為一固定值。將計數(shù)器遞增/遞減值X的設(shè)定值存儲在寄存器303中，并且當(dāng)無論何時需要由遞增/遞減計數(shù)器301參照。
圖6是圖4中所示的壓電式變換器型高壓電源裝置的驅(qū)動頻率的波形示意圖。這里，該輸出電壓相對于施加到壓電式變換器T201上的驅(qū)動電壓的頻率變化。壓電式變換器T201的輸出電壓具有3個極值(諧振點)，如圖6所示。在波形示意圖的低頻側(cè)的第一諧振頻率fl的附近，得到最高輸出電壓。當(dāng)頻率朝著波形示意圖的高頻側(cè)的第二諧振頻率G和第三諧振頻率f3增加時，輸出電壓值降低。因此，為了最有效地得到壓電式變換器T201的輸出電壓，可以使用在第一諧振頻率fl附近的驅(qū)動頻率。
因此，用于控制壓電式變換器T201的驅(qū)動電壓頻率的遞增/遞減計數(shù)器 301的計數(shù)值應(yīng)覆蓋位于如圖6所示的fmin和fmax之間的該頻率范圍。通過將fmin值取為最小頻率和fmax值取為最大頻率，可以得到該頻率范圍。fmin 值是反映在第一諧振頻率fl處的壓電式變換器的制造不規(guī)律性的頻率值，和 fmax值是緊接在輸出電壓曲線在第一諧振頻率fl和第二諧振頻率f2之間上升之前的頻率值。在這一實例中，fmin和fmax是存儲在寄存器303中的寄存值，并可以由外部控制器設(shè)定，或可以為一固定值。
計數(shù)值中的高階N比特被輸出到第一比較器305和第二比較器309。當(dāng) 無論何時來自時鐘單元103的時鐘信號被輸入時，由第一比較器305將遞增/ 遞減計數(shù)器301的計數(shù)值與fmin寄存值和fmax寄存值相比較。如果比較結(jié) 果指示遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值是頻率范圍的邊界值，則將來自第一比較器305的控制信號輸出到遞增/遞減計數(shù)器301,并停止遞增/遞減計數(shù)器301 的遞增/遞減計數(shù)操作。此外，如果將重置信號從重置單元101提供到遞增/ 遞減計數(shù)器301,則遞增/遞減計數(shù)器301將計數(shù)值設(shè)定到fmin。
因此，如果作為一直流電壓的輸出控制電壓(Reference—Volt)與輸出電壓(Feedback)的比較結(jié)果指示輸出電壓是更高的值，則遞增/遞減計數(shù)器301 的計數(shù)值降低，并且驅(qū)動電壓頻率增加。此外，如果輸出電壓是一更低的值，則頻率控制遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值增加，并且驅(qū)動電壓頻率降低。結(jié) 果，通過將驅(qū)動電壓的頻率保持在預(yù)期的驅(qū)動電壓頻率(ftarget,參照圖6), 輸出電壓值相對輸出控制電壓(ReferenceJVolt)(直流電壓)維持恒定。
此外，當(dāng)輸出(即，來自控制器105的驅(qū)動控制信號)處于OFF狀態(tài)時，輸出控制電壓(Reference—Volt)變得大于輸出電壓，并因此驅(qū)動頻率逐漸降低到fmin和然后停止。同時，當(dāng)輸出處于ON狀態(tài)時，輸出控制電壓 (Reference一Volt)變得小于輸出電壓，并因此驅(qū)動頻率逐漸增加到一目標(biāo)頻率 (ftarget )。
作為變化范圍存儲單元的一個示范性實施例的寄存器303存儲壓電式變
換器T201的驅(qū)動頻率的最大值fmax和最小值fmin。此外，寄存器303存儲遞增/遞減計數(shù)器301的遞增/遞減計數(shù)值X。此外，寄存器303輸出遞增/遞減計數(shù)值X到遞增/遞減計數(shù)器301 ，或者將fmax或fmin輸出到第一比較器 305。
遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值中的高階N比特、及fmax和fmin的值輸入到第一比較器305。第一比較器305將計數(shù)值的量值與fmax和fmin的值相比較，并以此確定遞增/遞減計數(shù)器301的輸入計數(shù)值是否與壓電式變換器 T201的頻率范圍邊界上的值相同。如果計數(shù)值中的高階N比特大于頻率范圍的最小值fmin,或小于最大值fmax，則第一比較器305輸出高邏輯電平，并發(fā)送作為控制信號的遞增/遞減停止信號，以停止遞增/遞減計數(shù)器301的遞增 /遞減計數(shù)操作。
反過來參照圖5，壓電式變換器驅(qū)動控制單元30包含驅(qū)動電壓發(fā)生單元，其又包含N比特數(shù)字重置計數(shù)器307、第二比較器309、 1比特計數(shù)器 311以及與門313和315。為了與遞增/遞減計數(shù)器301同步，N比特數(shù)字重置計數(shù)器307 (以下稱為N比特計數(shù)器)具有從時鐘單元103輸入的與遞增/ 遞減計數(shù)器301相同高速時鐘。當(dāng)無論何時時鐘信號處于高邏輯電平，N比特計數(shù)器307的計數(shù)值遞增1。
此外，如果將一低邏輯電平信號輸入到N比特計數(shù)器307的重置輸入端， N比特計數(shù)器307被重置，并且N比特計數(shù)器307的計數(shù)值變?yōu)榱?。通過對由重置單元101提供的系統(tǒng)重置信號和第二比較器309的輸出信號 (COMPARE—OUT )的反相變型進行"與"運算(在與門315)生成輸入到 N比特計數(shù)器307的重置信號，其中當(dāng)電源接通時該系統(tǒng)重置信號將所有邏輯電路初始化。
當(dāng)遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值與N比特計數(shù)器307的計數(shù)值相同時，第二比較器309的輸出信號(COMPARE_OUT )處在高邏輯電平，其中遞增 /遞減計數(shù)器301的計數(shù)值是用于頻率控制的計數(shù)值，N比特計數(shù)器307的計數(shù)值是用于驅(qū)動電壓生成的計數(shù)值。因此，利用遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù) 值實現(xiàn)對驅(qū)動電壓頻率的控制。
即，遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值(高階N比特)和N比特計數(shù)器307 的計數(shù)值輸入到第二比較器309，并且如果N比特計數(shù)器307的計數(shù)值等于或大于遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值，則輸出高邏輯電平。此外，如果來自
重置單元101的重置信號輸入到第二比較器309，則將第二比較器309重置。
利用第二比較器309的輸出信號觸發(fā)1比特計數(shù)器311,并且當(dāng)無論何時第二比較器309的輸出處于高邏輯電平，來自其輸出端的輸出電壓被反相。 1比特計數(shù)器311的輸出信號輸入到與門313。此外，如果從重置單元101輸入重置信號，則1比特計數(shù)器311被重置。
作為從控制器105輸出的on/off控制信號的ENABLE信號的反相變型和從1比特計數(shù)器311輸出的輸出信號輸入到與門313。按照與門313的運算結(jié)果，執(zhí)行對高壓電源輸出的開/關(guān)(on/off)控制。即，如果ENABLE信號處于低邏輯電平，則從與門313輸出未反相的驅(qū)動電壓，并輸出高壓電源輸出。如果ENABLE信號處于高邏輯電平，則將與門313的輸出強制處于低邏輯電平，并且停止高壓電源輸出端的輸出。
來自重置單元101的重置信號和第二比較器309的輸出信號 (COMPARE—OUT )的反相變型被輸入到與門315,生成N比特計數(shù)器307 的重置信號。與門315的輸出被輸入到N比特計數(shù)器307的重置端。
此外，壓電式變換器驅(qū)動控制單元30包含數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器317, 其將控制器105的輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號，以生成輸出控制電壓 (Reference—Volt )。在這一實例中，D/A轉(zhuǎn)換器317并不局限于特定類型的 D/A轉(zhuǎn)換器，可以使用通常使用的D/A轉(zhuǎn)換器作為D/A轉(zhuǎn)換器317。通過在 D/A轉(zhuǎn)換器317中的轉(zhuǎn)換處理生成的輸出控制電壓(Reference—Volt)被輸入到包含在輸出電壓檢測單元50中的比較器501。此外，可以替代D/A轉(zhuǎn)換器 317使用脈寬調(diào)制(PWM)信號發(fā)生器。
上面已經(jīng)說明壓電式變換器型高壓電源裝置10的結(jié)構(gòu)。如上所述的高壓電源裝置10中的每個元件可以通過使用通用模塊或電路形成；或者還可以通過使用對每個元件的功能定制的硬件形成。因此，可以適當(dāng)?shù)匕凑账杓夹g(shù) 水平改進其結(jié)構(gòu)。
圖7A-7J描繪按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置的第一時序圖；及圖8A-8J描繪按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置的第二時序圖。現(xiàn)在參照圖7A-7J及圖8A-8J詳細解釋壓電式變換器型高壓電源裝置的操作。
圖7A-7J解釋在從高壓輸出準(zhǔn)備狀態(tài)到目標(biāo)高壓輸出狀態(tài)(即off狀態(tài) ->011->目標(biāo)高壓輸出狀態(tài))的一個周期中的控制操作時序圖。具體地說，圖 7A表示來自重置單元101的重置信號；圖7B表示從時鐘單元103生成的時鐘信號；圖7C表示來自控制器105的啟動高壓電源裝置的ENABLE信號；圖7D表示從N比特計數(shù)器307生成的N比特計數(shù)器信號；圖7E表示來自遞增/遞減計數(shù)器301的遞增/遞減計數(shù)器信號；圖7F表示來自第二比較器309 的COMPARE_OUT信號；圖7G表示從壓電式變換器驅(qū)動控制單元30輸出的FREQJ3UT信號；圖7H表示Reference—Volt信號和Feed—Back—Volt信號圖7I表示來自比較器501的UP/DOWN信號；以及圖7J表示從壓電式變換器輸出的FREQ—DRIVE—OUT。
在高壓輸出準(zhǔn)備狀態(tài)(或準(zhǔn)備狀態(tài))中，如圖7A-7J所示，由于輸出控制電壓(ReferenceJ/olt)大于輸出電壓(Feedback),驅(qū)動頻率(FREQ—OUT ) 是fmin。如果ENABLE信號處于低邏輯電平和高壓電源裝置處于ON(接通) 狀態(tài)，則輸出電壓(Feed—Back-Volt)(或反饋)逐漸升高并且作為up/down 信號的UP信號輸入到遞增/遞減計數(shù)器301。此外，如果輸出電壓 (Feed_Back-Volt)大于輸出控制電壓(Reference_Volt),則輸出作為up/down 信號的DOWN信號，遞增/遞減計數(shù)器301降低計數(shù)值。在圖7E中，"Cnt Down"表示"count-down"(遞減計數(shù))，以降低計數(shù)值。
如果遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值降低，則N比特計數(shù)器301的計數(shù)值的上限值也降低。結(jié)果，驅(qū)動頻率(FREQj3UT)從fmin頻率朝高頻側(cè)移動，直到達到作為目標(biāo)驅(qū)動頻率的ftarget。在圖7D中，在N比特計數(shù)器中的"ft" 指"ftarget"。
圖8A-8J解釋在從目標(biāo)高壓輸出狀態(tài)到高壓輸出準(zhǔn)備狀態(tài)(即目標(biāo)高壓輸出狀態(tài)->off狀態(tài)-> 高壓輸出準(zhǔn)備狀態(tài))的一個周期中的控制操作時序圖。具體地說，圖8A表示來自重置單元101的重置信號；圖8B表示由時鐘單元103生成的時鐘信號；圖8C表示來自控制器105的啟動高壓電源裝置的 ENABLE信號；圖8D表示從N比特計數(shù)器307生成的N比特計數(shù)器信號；圖8E表示來自遞增/遞減計數(shù)器301的遞增/遞減計數(shù)器信號；圖8F表示來自第二比較器309的COMPARE—OUT信號；圖8G表示從壓電式變換器驅(qū)動控制單元30輸出的FREQ—OUT信號；圖8H表示Reference_Volt信號和 Feed_Back—Volt信號；圖81表示來自比較器501的UP/DOWN信號；以及圖 8J表示從壓電式變換器輸出的FREQ—DRIVE_OUT。
如圖8A-8J中所示，在其中輸出目標(biāo)高壓的狀態(tài)中，N比特計數(shù)器307
和遞增/遞減計數(shù)器301繼續(xù)計數(shù)，直到計數(shù)值變?yōu)閒target ft，并且輸出電壓 (Feed—Back—Volt)變得與輸出控制電壓(ReferenceJVolt)相似。這里，如果ENABLE信號處于高邏輯電平和高壓電源裝置處于OFF狀態(tài)，則輸出電壓(Feed—Back_Volt)的值逐漸降低和輸出控制電壓(Reference—Volt)的值增加。結(jié)果，UP信號作為up/down信號輸出，因此，遞增/遞減計數(shù)器增加該計數(shù)值。在圖8E中，"CntUp"表示"count-up",以增加計數(shù)值。
如圖8E所示，如果遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值增加，則N比特計數(shù) 器307的計數(shù)值的上限值也相應(yīng)地增加。結(jié)果，如圖8G中所示的驅(qū)動頻率 (FREQ—OUT)從ftarget朝低頻側(cè)移動，直到達到其作為發(fā)生最大輸出電壓的頻率的fmin頻率。
再轉(zhuǎn)向圖像形成裝置，其中利用按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置，這樣一種圖像形成裝置通常配備有向潛像載體(未示出)的表面充電的充電單元(未示出)、在其充電之后在潛像載體的表面形成潛像的曝光單元(未示出)、將潛像顯影的顯影單元(未示出)和將在潛像載體的表面形成的色料圖像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料(未示出)的轉(zhuǎn)印單元(未示出)。
從如圖所示(如圖4所示)的高壓電源裝置向充電單元、顯影單元和轉(zhuǎn) 印單元提供預(yù)定的偏置(或電壓)。換句話說，圖像形成裝置采用圖4所示的壓電式變換器型高壓電源裝置作為電源裝置，用于向充電單元、顯影單元和轉(zhuǎn)印單元的至少其中之一提供電壓。
由于壓電式變換器型高壓電源裝置10可以穩(wěn)定地執(zhí)行頻率控制而不會進入異常振蕩或非可控狀態(tài)，利用壓電式變換器型高壓電源裝置10的圖像形成裝置的充電單元、顯影單元和轉(zhuǎn)印單元可以穩(wěn)定地工作。此外，由于可以在短的上升時間內(nèi)輸出高電壓，對于圖像形成裝置中的每個處理所需的時間
圖9是圖4中所示的壓電式變換器驅(qū)動控制單元30的另一個示范性實施例的方框圖。如圖9所示，還配備反饋電路單元60。驅(qū)動單元20和整流平滑單元40分別具有與在如圖4和5所示的壓電式變換器型高壓電源裝置中的驅(qū)動單元20和整流平滑單元40相同的結(jié)構(gòu)和功能，并因此略去對它們的詳細解釋。然而，設(shè)計如圖9中所示的壓電式變換器驅(qū)動控制單元30以控制驅(qū) 動電壓的頻率，該驅(qū)動電壓控制驅(qū)動單元20中的壓電式變換器T201。結(jié)果，壓電式變換器的特征在于這一事實壓電式變換器T201的驅(qū)動頻率由壓電式變換器驅(qū)動控制單元30執(zhí)行的數(shù)字信號處理技術(shù)進行控制。
反饋電路單元60包含電容器C601和C603及電阻器R601和R603。利用分壓電阻器R601和R603將由整流平滑單元40整流和平滑為直流電壓的輸出電壓分壓，并且輸出電壓作為模擬信號未經(jīng)反相地被輸入到壓電式變換器驅(qū)動控制單元30。此外，分別與分壓電阻器R601和R603相并聯(lián)連接的電容器C601和C603調(diào)節(jié)輸出電壓中的交流和直流分量。
此外，提供重置單元101來生成重置信號；提供時鐘單元103來生成時鐘信號；并且提供控制器105來生成壓電式變換器T201的驅(qū)動控制信號。利用電阻器R101(未示出)、R103或R105、或開關(guān)器件S101將由控制器105提供的驅(qū)動控制信號(開/關(guān)信號)反相，并且驅(qū)動控制信號(開/關(guān)信號)被轉(zhuǎn) 換為開路的集電極輸出以及輸入到壓電式變換器驅(qū)動控制單元30。
現(xiàn)在參照圖9詳細解釋壓電式變換器驅(qū)動控制單元30。壓電式變換器驅(qū) 動控制單元30包含改變和控制該驅(qū)動壓電式變換器T201的驅(qū)動電壓的頻率的驅(qū)動頻率控制單元、和生成驅(qū)動電壓的驅(qū)動電壓發(fā)生單元。
參照圖9,壓電式變換器驅(qū)動控制單元30包含一驅(qū)動頻率控制單元，其又包含第一比較器305、 A/D轉(zhuǎn)換器351、數(shù)字濾波器353和遞增/遞減計數(shù)器355。 A/D轉(zhuǎn)換器351將作為模擬信號從反饋電路單元60輸出的反饋信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。A/D轉(zhuǎn)換器351并不局限于特定類型的A/D轉(zhuǎn)換器，可以使用通常使用的A/D轉(zhuǎn)換器作為A/D轉(zhuǎn)換器351。由A/D轉(zhuǎn)換器351轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的反饋信號輸出到數(shù)字濾波器353。
反饋信號和來自D/A轉(zhuǎn)換器317的Reference—Volt信號輸入到數(shù)字濾波器353,其對數(shù)字值執(zhí)行計算。數(shù)字濾波器353對輸入反饋信號和 Reference—Volt信號執(zhí)行比較操作，并計算遞增/遞減計數(shù)值X。所計算的遞增 /遞減計數(shù)值X輸出到遞增/遞減計數(shù)器355。
按照所需頻率控制精度生成的高速時鐘信號從時鐘單元103提供到遞增/ 遞減計數(shù)器355。當(dāng)無論何時時鐘信號處于高邏輯電平，遞增/遞減計數(shù)器355 的計數(shù)值按照由數(shù)字濾波器353提供的遞增/遞減計數(shù)值X遞增。即，如果發(fā) 送來自數(shù)字濾波器353的表示該計數(shù)值按照X遞增的信號，則遞增/遞減計數(shù) 器355按照X使計數(shù)值遞增，并且如果發(fā)送來自數(shù)字濾波器353的表示該計數(shù)值按照X遞減的信號，則遞增/遞減計數(shù)器355按照X使計數(shù)值遞減。
此外，通過設(shè)定低階M比特值，頻率控制計數(shù)器的比特數(shù)可以具有(驅(qū)
動電壓發(fā)生計數(shù)器的比特數(shù)(N)+低階M比特，(N+M)}的格式，以此校正誤差反饋電壓(或誤差檢測電壓)的增益并能進行穩(wěn)定的控制。即使當(dāng)輸出電壓(Feedback)和輸出控制電壓(Reference—Volt)的量值4皮此相近和遞增/遞減計數(shù)器355的值的變化變得十分小時，如果頻率控制計數(shù)器的比特數(shù)形成為(N+M),則高階N比特不變，即使當(dāng)?shù)碗AM比特變化時也如此。因此，可以由遞增/遞減計數(shù)器355穩(wěn)定地進行計數(shù)。
此外，如利用遞增/遞減計數(shù)器301—樣，用于控制頻率的遞增/遞減計數(shù)器355的計數(shù)值應(yīng)覆蓋位于如圖6所示的該頻率范圍。通過將fmin值取為最小頻率和fmax值取為最大頻率，可以得到該頻率范圍，其中fmin值是反映在第一諧振頻率fl處的壓電式變換器的制造不規(guī)律性的頻率值，和fmax 值是緊接在輸出電壓曲線在第一諧振頻率fl和第二諧振頻率f2之間上升之前的頻率值。在這一實例中，fmin和fmax是存儲在寄存器357中的寄存值，并可以由外部控制器設(shè)定，或可以為一固定值。
該計數(shù)值中的高階N比特輸出到第一比較器305和第二比較器309。當(dāng) 無論何時輸入來自時鐘單元103的時鐘信號，由第一比較器305將遞增/遞減計數(shù)器305的計數(shù)值與fmin寄存值和fmax寄存值相比較。如果比較結(jié)果指示遞增/遞減計數(shù)器355的計數(shù)值是一頻率范圍的邊界值，則將來自第一比較器305的控制信號輸出到遞增/遞減計數(shù)器355 ，并且停止遞增/遞減計數(shù)器355 的遞增/遞減計數(shù)操作。此外，如果從重置單元101向遞增/遞減計數(shù)器355提供重置信號，則遞增/遞減計數(shù)器355將計數(shù)值設(shè)定到該finin值。
因此，如果作為直流電壓的輸出控制電壓(Reference—Volt)與輸出電壓 (Feedback)的比較結(jié)果指示輸出電壓是更高的值，則遞增/遞減計數(shù)器355 的計數(shù)值降低并且驅(qū)動電壓頻率增加。此外，如果輸出電壓是更低的值，則遞增/遞減計數(shù)器355的計數(shù)值增加并且驅(qū)動電壓頻率降低。結(jié)果，按照預(yù)期的驅(qū)動電壓頻率(ftarget,參照圖6)的輸出電壓值相對于(Reference—Volt) (直流電壓)維持為恒定。
此外，當(dāng)來自控制器105的輸出端的輸出處于OFF狀態(tài)時，輸出控制電壓(Reference—Volt)變得大于輸出電壓，并且，因此驅(qū)動頻率逐漸降低到fmin 值，然后停止降低。同時，當(dāng)控制器105的輸出處于ON狀態(tài)時，輸出控制電壓(Reference—Volt)變得小于輸出電壓，并且，因此驅(qū)動頻率逐漸增加到直到達到目標(biāo)頻率(ftarget)為止。
作為變化范圍存儲單元的示范性實施例的寄存器357存儲壓電式變換器
T201的驅(qū)動頻率的最大值fmax和最小值fmin。在這一實例中，寄存器357 輸出fmax值或fmin值到第一比較器305。比較器305具有與壓電式變換器型高壓電源裝置10中的比較器305相同的結(jié)構(gòu)和效果，因此，不再重復(fù)對比較器305的詳細解釋。
反過來參照圖9，壓電式變換器驅(qū)動控制單元30包含驅(qū)動電壓發(fā)生單元，其又包含N比特數(shù)字重置計數(shù)器(N比特計數(shù)器)307、第二比較器309、 1比特計數(shù)器311以及與門313和315。圖9中的驅(qū)動電壓發(fā)生單元具有與圖 5中的驅(qū)動電壓發(fā)生單元相同的結(jié)構(gòu)和效果，因此，不再重復(fù)對其的詳細解釋。
此外，壓電式變換器驅(qū)動控制單元30包含數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器317，其將控制器105的輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(Reference—Volt )。 D/A轉(zhuǎn)換器 317并不局限于特定類型的D/A轉(zhuǎn)換器，可以使用通常使用的D/A轉(zhuǎn)換器作為D/A轉(zhuǎn)換器317。通過在D/A轉(zhuǎn)換器317中的轉(zhuǎn)換處理生成的信號 Reference—Volt輸入到數(shù)字濾波器353。
當(dāng)描述在圖9中所示的壓電式變換器驅(qū)動控制單元30時，討"i侖利用A/D 轉(zhuǎn)換器351將成為由反饋電路單元60提供的變化量的模擬形式的反饋電壓轉(zhuǎn) 換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并且由數(shù)字濾波器353對該變化進行采樣和處理。然而，本發(fā)明的這一示范性實施例并不局限于這種處理，并且與作為從反饋電路單元 60提供的變化量的模擬形式的反饋電壓相關(guān)，也可以通過比例-積分-微分 (PID)控制技術(shù)來計算該變化。
上面已經(jīng)說明壓電式變換器型高壓電源裝置10的結(jié)構(gòu)。上述高壓電源裝置中的每個元件可以利用通用模塊或電路形成，或者還可以通過利用對每個
元件的功能定制的硬件來形成。因此，可以按照所需的技術(shù)水平適當(dāng)?shù)匦薷?其結(jié)構(gòu)。
為了解決如聯(lián)系圖1所述的通常的壓電式變換器型高壓電源裝置的問題，設(shè)計按照本發(fā)明的另一個示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置，以利用數(shù)字信號處理技術(shù)控制壓電式變換器的驅(qū)動頻率，并且穩(wěn)定壓電式變換器的運行，以便實現(xiàn)在短的上升時間內(nèi)的高電壓輸出。此外，除了控制壓電式變換器的驅(qū)動頻率以外，通過控制施加到壓電式變換器的電源電壓，可以提高生成從壓電式變換器得到的輸出電壓的效率。下面參照圖10-15,現(xiàn) 在解釋按照本發(fā)明的另一示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置10。圖10是按照本發(fā)明的另一示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝
置IO的方框圖。如圖IO所示，高壓電源裝置10包含驅(qū)動單元20、壓電式變換器驅(qū)動控制單元30、整流平滑單元40、驅(qū)動電壓控制單元70和輸出電壓檢測單元80。
驅(qū)動單元20包含壓電式變換器T201、電感器L201、電阻器R201和 MOSFET開關(guān)器件S201。在驅(qū)動單元20中，如果從驅(qū)動電壓控制單元70提供的電源電壓(V—DRIVE)被連接到電感器L201,則由壓電式變換器驅(qū)動控制單元30進行頻率控制的驅(qū)動電壓輸入到開關(guān)器件S201,以便控制開關(guān)器件S201的開/關(guān)狀態(tài)，以此升高從驅(qū)動電壓控制單元70輸出的電壓
(V_DRIVE ),或者將從驅(qū)動電壓控制單元70輸出的電壓(V—DRIVE )轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)正弦波。然后，將經(jīng)轉(zhuǎn)換的電壓施加到壓電式變換器T201。
驅(qū)動單元20中的壓電式變換器T201具有一壓電振動體，其具有一在初極側(cè)配置的初級電極(未示出)和在次極側(cè)配置的次級電極(未示出)。在初級側(cè)，壓電式變換器T201沿寬度方向極化且其極化端彼此面對，在極化端之間配置的振動體。在次級側(cè)，壓電式變換器T201沿長度方向極化。這些元件都容納在一樹脂外殼中(未示出)。壓電振動體由壓電陶資(例如鋯鈦酸鉛
(PZT))制成，并具有平板形狀。沿壓電振動體的長度方向，例如從壓電振動體的一端到其中部配置初級電極，次級電極配置在另一端。如果將具有適當(dāng)諧振頻率(其由壓電振動體的計量長度確定)的驅(qū)動電壓施加到初級側(cè)，則由于反壓電效應(yīng)引起很強的機械共振，且由于壓電效應(yīng)輸出與其振動相對應(yīng)的高輸出電壓。
圖11A-11D描繪在如圖IO所示的壓電式變換器型高壓電源裝置10中當(dāng) 電壓增高時出現(xiàn)的電感器電源電壓和工作波形之間的關(guān)系的示意圖。具體地說，圖11A表示電感器電源電壓；圖11B表示壓電式變換器驅(qū)動電壓，圖 11C表示FET(TR)驅(qū)動電壓波形；以及圖11D表示FET(TR)電流波形?，F(xiàn)在參照圖11A-11D詳細解釋當(dāng)電壓升高時出現(xiàn)的電感器電源電壓和工作波形之間的關(guān)系。
如果將來自壓電式變換器驅(qū)動控制單元30的驅(qū)動電壓(如圖IIC所示) 施加到開關(guān)器件S201 (FET或晶體管)，則開關(guān)器件S201切換到ON狀態(tài)，電流流過電感器L201。在這一實例中，在開關(guān)器件S201中流動一電流(如
圖11D所示，(I)=驅(qū)動電壓(ON時間/L，其中L是電感器L201的電感)。
因此，流動相關(guān)于電源電壓(V—DRIVE)的量值的電流(I),并且在電感器L201中積累能量((U) =1/2(LI2))。然后，如果開關(guān)器件S201切換到OFF 狀態(tài)，則在電容器C201和連接到初級側(cè)的電感器L201之間引起諧振。在這一實例中，施加到壓電式變換器T201的電壓量值按照在電感器L201中積累的能量(U)的量值增加。因此，如果電感器電源電壓(即從驅(qū)動電壓控制單元70提供的電源電壓(V—DRIVE))增加，則來自壓電式變換器T201的輸出可以增加。
再次反過來參照圖10，壓電式變換器驅(qū)動控制單元30控制驅(qū)動電壓的頻率，該驅(qū)動電壓控制驅(qū)動單元20中的壓電式變換器T201。圖10中的壓電式變換器型高壓電源裝置IO其特征在于這一事實利用由壓電式變換器驅(qū)動控制單元30執(zhí)行的數(shù)字信號處理技術(shù)控制壓電式變換器T201的驅(qū)動頻率。稍后將更詳細地解釋這一壓電式變換器驅(qū)動控制單元30。
整流平滑單元40包含電容器C401-以及二極管D401和D403。利用二極管D401和D403以及電容器C401將壓電式變換器T201的交流輸出整流和平滑為恒定電壓(直流電壓)，并提供到負載(例如轉(zhuǎn)印輥(未示出))。
馬區(qū)動電壓控制單元70包含電容器C701、 C703和C705、電阻器R701、 R703 、 R705和R707、例如雙極性晶體管的晶體管TR701 、以及運算比較;j文大器(AMP) 701。利用分壓電阻器R701、 R703將由整流平滑單元40整流和平滑為直流電壓的輸出電壓分壓，并作為輸出電壓(Feedback)輸入到運算比較放大器701的反相輸入端(-端)。此外，將作為參考電壓 (Reference—Volt)的輸出控制電壓(為控制輸出電壓的直流電壓)輸入到運算比較放大器701的同相輸入端(+端)。
運算比較放大器701將該輸入的輸出電壓(Feedback)和輸出控制電壓 (Reference—Volt)的量值相比較，并按照比較結(jié)果增加或降低電壓值。更具體地說，如果Feedback大于Reference—Volt，則運算比較放大器701降低該電壓值，如果Feedback小于Reference—Volt,則運算比較放大器701增加該電壓值。利用一晶體管緩沖器增加運算比較放大器701的輸出電流，并且運算比較放大器701的輸出變?yōu)檩敵龅皆隍?qū)動單元20中的電感器L201的電源電壓(V—DRIVE)。從壓電式變換器T201輸出的輸出電壓的量值取決于施加到壓電式變換器T201的驅(qū)動頻率值，并還取決于提供到壓電式變換器T201的
電源電源CV一DRIVE)的量值。
圖12是如圖10中所示的壓電式變換器型高壓電源裝置的壓電式變換器的驅(qū)動頻率的波形示意圖。如圖12所示，壓電式變換器的輸出電壓的量值相關(guān)于提供到壓電式變換器的電源電壓的量值變化。例如，當(dāng)將相同的驅(qū)動頻率施加到壓電式變換器時，通過提供更高的電源電壓可以得到較高的輸出電壓。因此，當(dāng)希望從壓電式變換器得到預(yù)定的輸出功率時，不僅可以通過控制施加到壓電式變換器的驅(qū)動頻率，而且還可以通過控制施加到壓電式變換器的電源電壓，實現(xiàn)預(yù)定的輸出功率。
因此，在如圖IO所示的壓電式變換器型高壓電源裝置10中，如上所述，將來自壓電式變換器T201的輸出電壓的量值與輸出控制電壓的量值相比較，并以此改變和控制提供到電感器L201的電源電壓(V—DRIVE )。同時，通過同時控制施加到壓電式變換器T201的驅(qū)動頻率，可以更有效地從壓電式變換器T201得到目標(biāo)輸出電壓。
例如，當(dāng)需要低輸出電壓時，在其中向電感器提供預(yù)定電壓的通常的裝置中，施加到壓電式變換器的驅(qū)動頻率將被移動到高頻側(cè)，并且如果在有效的頻率范圍內(nèi)所需的輸出電壓太低以致不能獲得，應(yīng)使用在第二諧振頻率f2 的附近的低效頻率范圍。然而，在壓電式變換器型高壓電源裝置10中，可以降低施加到電感器L201的電源電壓，如圖12所示，并以此可以在fmin附近的有效的頻率范圍內(nèi)達到較低的頻率。
此外，雖然圖12僅示出說明驅(qū)動頻率和輸出電壓之間關(guān)系的兩條曲線，曲線之間的關(guān)系并不僅僅局限于所示的那些，并按照提供的電源電壓 (V—DRIVE)的值，根據(jù)提供的電源電壓(V—DRIVE)能得到更多的曲線。此外，在按照這一示范性實施例的驅(qū)動電壓控制單元70中，如果來自控制器105的 ON/OFF控制信號變?yōu)橐恢甘綩FF的信號，則將提供到電感器L201的電壓控制到最大電壓。
反過來再次參照圖10，輸出電壓檢測單元80包含電容器C801和C803、電阻器R801和R803、和一比較器COMP801。利用整流平滑單元40整流和平滑為直流電壓的輸出電壓，由輸出電壓檢測單元80中的分壓電阻器R801 和R803對其分壓，并作為誤差檢測電壓(Feedback)輸入到比較器801的反相輸入端(-端)。在這一實例中，與分壓電阻器R801和R803分別并聯(lián)的電容器C801和C803調(diào)節(jié)輸出電壓的交流和直流分量。此外，作為直流電壓
的控制輸出電壓的電壓作為輸出控制電壓(Referenc—Volt)被輸入到比較器 801的同相輸入端(+端)。
比較器801將輸出控制電壓(Referenc—Volt )的量值和輸出電壓 (Feedback)的量值相比較,并輸出比較結(jié)果。如果比較器801的輸出指示輸出電壓(Feedback)大于輸出控制電壓(ReferencJVblt),則比較器801的輸出處于低邏輯電平，如果輸出電壓(Feedback)小于輸出控制電壓 (Referenc—Volt),則比較器801的輸出處于高邏輯電平。由于比較器801, 輸出電壓的模擬變化可以用數(shù)字值代表。比較器801輸出的數(shù)字值是一控制信號(UP/DOWN),其控制在壓電式變換器驅(qū)動控制單元30中的頻率控制單元，并輸入到壓電式變換器驅(qū)動控制單元30。
此外，如圖IO所示的壓電式變換器型高壓電源裝置10包含提供重置信號的重置單元101、提供時鐘信號的時鐘單元103,和向壓電式變換器T201 提供驅(qū)動控制信號的控制器105。利用電阻器R101(未示出)、R103、 R105和開關(guān)器件S101將從控制器105提供的驅(qū)動控制信號(ON/OFF信號)反相，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殚_路集電極輸出，并輸入到壓電式變換器驅(qū)動控制單元30。
圖13是如圖10所示的壓電式變換器驅(qū)動控制單元30的另一個實施例的方框圖。如圖13所示，壓電式變換器驅(qū)動控制單元30包含改變和控制用于驅(qū)動壓電式變換器T201的驅(qū)動電壓的頻率的驅(qū)動頻率控制單元、和生成驅(qū) 動電壓的驅(qū)動電壓發(fā)生單元。
參照圖13，圖13中的壓電式變換器驅(qū)動控制單元30包含驅(qū)動頻率控制單元，其又包含遞增/遞減計數(shù)器301、寄存器303和第一比較器305。從時鐘單元103向遞增/遞減計數(shù)器301提供高速時鐘信號，該信號按照所需頻率控制精度生成。當(dāng)無論何時時鐘信號處于高邏輯電平，及如果來自輸出電壓檢測單元80的輸出電壓檢測信號(UP/DOWN)處于高邏輯電平，則計數(shù) 值按X遞增。另外，當(dāng)無論何時時鐘信號處于高邏輯電平，及如果輸出電壓檢測信號(UP/DOWN)處于低邏輯電平，則該計數(shù)值按X遞減。
此外，通過設(shè)定低階M個比特的值，頻率控制計數(shù)器的比特數(shù)可以具有 (驅(qū)動電壓發(fā)生計數(shù)器的比特數(shù)(N)+低階M比特，(N+M)}的格式，以此校正誤差反饋電壓的增益并能進行穩(wěn)定的控制。即使當(dāng)輸出電壓(Feedback) 和輸出控制電壓(Reference—Volt) 二者的量值彼此相近且遞增/遞減計數(shù)器 301的變化變得十分小時，如果頻率控制計數(shù)器的比特數(shù)形成為(N+M)，則高
階N比特不變，即使當(dāng)?shù)碗AM比特變化時也如此。因此，遞增/遞減計數(shù)器
301的計數(shù)可以穩(wěn)定地進行。
這里，為了校正誤差反饋電壓的增益，計數(shù)器遞增/遞減值x是一也可自由設(shè)定的寄存值，并且也可以由外部控制器(未示出)設(shè)定，或可為一固定
值。將計數(shù)器遞增/遞減值X的設(shè)定值存儲在寄存器303中，并且當(dāng)無論何時需要由遞增/遞減計數(shù)器301參照。
反過來參照圖12,輸出電壓相對于施加到壓電式變換器T201的驅(qū)動電壓的頻率變化。如圖12所示，壓電式變換器T201的輸出電壓具有3個極值 (諧振點)。在低頻側(cè)的第一諧振頻率fl的附近，給出最高的輸出電壓，并且隨著驅(qū)動電壓的頻率移動到在高頻側(cè)的第二諧振點G和第三諧振點f3,輸出電壓值降低。因此，為了最有效地得到壓電式變換器T201的輸出電壓，可以使用在第一諧振頻率fl附近的驅(qū)動頻率。
因此，用于控制頻率的遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值應(yīng)覆蓋如圖6所示的頻率范圍。將fmin值取為最小頻率和fmax值取為最大頻率，可以得到該頻率范圍，其中fmin值是反映在第一諧振頻率fl處的壓電式變換器的制造不規(guī)律性的頻率值，和fmax值是緊接在輸出電壓曲線在第一諧振頻率fl和第二諧振頻率f2之間上升之前的頻率值。在這一實例中，fmin和fmax是存儲在寄存器303中的寄存值，并可以由外部控制器設(shè)定，或可以為一固定值。
遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值中的高階N比特輸出到第一比較器305 和第二比較器309。當(dāng)無論何時從時鐘單元103輸入時鐘信號，第一比較器 305將遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值與fmin寄存值和fmax寄存值相比較。如果比較結(jié)果指示遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值是頻率范圍的邊界值，則將來自第一比較器305的控制信號輸出到遞增/遞減計數(shù)器301,并停止遞增/遞減計數(shù)器301的遞增/遞減計數(shù)操作。此外，如果將重置信號從重置單元101 提供到遞增/遞減計數(shù)器301，則遞增/遞減計數(shù)器301將計數(shù)值設(shè)定到fmin。
因此，如果作為一直流電壓的輸出控制電壓(Reference—Volt)與輸出電壓(Feedback)的比較結(jié)果指示輸出電壓是更高的值，則遞增/遞減計數(shù)器301 的計數(shù)值降低，并且驅(qū)動電壓頻率增加。此外，如果比較結(jié)果指示輸出電壓是一更低的值，則頻率控制遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值增加，并且驅(qū)動電壓頻率降低。結(jié)果，通過一為目標(biāo)的驅(qū)動電壓頻率(ftarget,參照圖12),輸出電壓值相對輸出控制電壓(Reference一Volt)(直流電壓)維持為一恒定。
此外，當(dāng)控制器105的輸出處于OFF狀態(tài)時，輸出控制電壓 (Reference一Volt)變得大于輸出電壓，并因此驅(qū)動頻率逐漸降低直到達到fmin，然后停止降低。同時，當(dāng)控制器105的輸出處于ON狀態(tài)時，輸出控制電壓 (Reference—Volt)變得小于輸出電壓，并因此驅(qū)動頻率逐漸增加直到達到一目標(biāo)頻率(ftarget)。
作為變化范圍存儲單元的一個示范性實施例的寄存器303存儲壓電式變換器T201的驅(qū)動頻率的最大值fmax和最小值fmin。此外，寄存器303存儲遞增/遞減計數(shù)器301的遞增/遞減計數(shù)值X。此外，寄存器303輸出遞增/遞減計數(shù)值X到遞增/遞減計數(shù)器301,或者將fmax或fmin輸出到第一比較器 305。
遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值中的高階N比特以及fmax和fmin輸入到第一比較器305，第一比較器305作為頻率范圍控制單元的示范性實施例。第一比較器305將計數(shù)值的量值與fmax和fmin相比較，并以此確定一輸入計數(shù)值是否是壓電式變換器T201的頻率范圍的邊界值。如果計數(shù)值中的高階 N比特大于頻率范圍的最小值fmin,或小于最大值fmax,則第一比較器305 輸出高邏輯電平，并發(fā)送作為控制信號的遞增/遞減停止信號，以停止遞增/ 遞減計數(shù)器301的遞增/遞減計數(shù)操作。
反過來參照圖13,圖13中的壓電式變換器驅(qū)動控制單元30包含驅(qū)動電壓發(fā)生單元，其又包含N比特數(shù)字重置計數(shù)器307、第二比較器309、 l比特計數(shù)器311以及與門313和315。為了與遞增/遞減計數(shù)器301同步，N比特數(shù)字重置計數(shù)器307 (以下稱為N比特計數(shù)器)具有從時鐘單元103輸入的與遞增/遞減計數(shù)器301的時鐘相同的高速時鐘。當(dāng)無論何時時鐘信號處于高邏輯電平，計數(shù)值按l遞增。此外，如果將一低邏輯電平信號輸入到N比特計數(shù)器307的重置輸入端，N比特計數(shù)器307被重置，并且計數(shù)值變?yōu)榱恪?在與門315通過對由重置單元101提供的系統(tǒng)重置信號和第二比較器309的輸出信號(COMPARE—OUT )的反相信號進行"與"運算生成輸入到N比特計數(shù)器307的重置信號，其中當(dāng)電源接通時該系統(tǒng)重置信號將所有邏輯電路初始化。當(dāng)遞增/遞減計數(shù)器的計數(shù)值(其為用于頻率控制的計凄欠值)與N比特計數(shù)器307的計數(shù)值(其為驅(qū)動電壓發(fā)生的計數(shù)值)相同時，第二比較器 309的輸出處于高邏輯電平。因此，利用遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值實現(xiàn) 對驅(qū)動電壓頻率的控制。
遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值(高階N比特)和N比特計數(shù)器307的計數(shù)值輸入到第二比較器309,并且如果N比特計數(shù)器307的計數(shù)值等于或大于遞增/遞減計數(shù)器301的計數(shù)值，則輸出高邏輯電平。此外，如果來自重置單元101的重置信號輸入到第二比較器309,則第二比較器309被重置。利用第二比較器309的輸出信號觸發(fā)1比特計數(shù)器311，并且當(dāng)無論何時第二比較器309的輸出處于高邏輯電平，來自輸出端的輸出電壓被反相。l比特計數(shù)器311的輸出信號被輸入到與門313。此外，如果從重置單元101輸入重置信號，則1比特計數(shù)器311被重置。
一作為從控制器105輸出的開/關(guān)控制信號的ENABLE信號的反相變型和一從1比特計數(shù)器311輸出的輸出信號輸入到與門313。按照與門313的運算結(jié)果，執(zhí)行對高壓電源輸出的開/關(guān)控制。即，如果ENABLE信號處于低邏輯電平，則從與門313輸出未反相的驅(qū)動電壓，并輸出高壓電源。如果 ENABLE信號處于高邏輯電平，則將與門313的輸出強制處于低邏輯電平，并且停止高電壓輸出。
來自重置電源101的重置信號和第二比較器309的輸出信號 (COMPARE—OUT)的反相變型被輸入到與門315，生成N比特計數(shù)器307 的重置信號。與門315的輸出被輸入到N比特計數(shù)器307的重置端。
此外，壓電式變換器驅(qū)動控制單元30包含數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器317，其將控制器105的輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號，以生成輸出控制電壓 (Reference—Volt )。在這一實例中，D/A轉(zhuǎn)換器317并不局限于特定的D/A 轉(zhuǎn)換器，可以使用通常使用的D/A轉(zhuǎn)換器作為D/A轉(zhuǎn)換器317。通過在D/A 轉(zhuǎn)換器317的轉(zhuǎn)換處理生成的輸出控制電壓(Reference_Volt)被輸入到配置在驅(qū)動電壓控制單元70中的運算比較放大器701和配置在輸出電壓檢測單元 80中的比較器801。此外，可以替代D/A轉(zhuǎn)換器317使用脈寬調(diào)制(PWM) 信號發(fā)生器。
如上所述，在如圖10所示的壓電式變換器型高壓電源裝置10中，將成為直流電壓的輸出控制電壓(Reference_Volt)與來自驅(qū)動單元20輸出端的輸出電壓相比較。如果輸出電壓增加，則用于頻率控制的計數(shù)值(遞增/遞減計數(shù)器的計數(shù)值)降低，以此增加驅(qū)動電壓的頻率，并且同時降低在驅(qū)動單元 20中的電感器的電源電壓輸出(V—DRIVE)。結(jié)杲，從壓電式變換器輸出的電壓降低。同時，如果輸出電壓降低，則用于頻率控制的計數(shù)值(遞增/遞減計
數(shù)器的計數(shù)值)增加，同時，在驅(qū)動單元20中的電感器的電源電壓輸出
(V—DRIVE)增加，以此，增加用于升高壓電式變換器驅(qū)動電壓的輸出電壓 (V—DRIVE )。由于輸出控制電壓(Reference—Volt)和來自壓電式變換器輸出端的輸出電壓達到一目標(biāo)輸出電壓，同時控制驅(qū)動電壓頻率和對電感器的電源電壓輸出(V一DRIVE)，并且可以維持來自壓電式變換器的恒定輸出電壓值。
此外，在上述示范性實施例中，使用能夠?qū)⒆兓扛咚俎D(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 的具有簡單電路結(jié)構(gòu)的比較器，作為用于通過將輸出電壓和輸出控制電壓相比較而將輸出電壓的模擬變化轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的輸出電壓檢測單元。然而，本發(fā)明并不局限于此，例如，也可以使用其中利用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬形式的變化量轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以此對該變化進行采樣的結(jié)構(gòu)，并且，該變化可以由數(shù) 字濾波器之類進行處理，或者利用PID控制技術(shù)計算該變化。
上面已經(jīng)說明圖10中的壓電式變換器型高壓電源裝置10的結(jié)構(gòu)。上述高壓電源裝置中的每個元件可以通過使用通用模塊或電路形成；或者還可以通過使用對每個元件的功能定制的硬件形成。因此，可以適當(dāng)?shù)匕凑账杓?術(shù)水平改進其結(jié)構(gòu)。
圖14A-14K描繪按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置的第一時序圖；圖15A-15K描繪按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置的第二時序圖?，F(xiàn)在參照圖14A-14K和圖15A-15K對壓電式變換器型高壓電源裝置的操作進行詳細解釋。
圖14A-14K解釋在從高壓輸出準(zhǔn)備狀態(tài)到目標(biāo)高壓輸出(即off狀態(tài) ->011->目標(biāo)高壓輸出)的一個周期中的控制操作時序圖。具體地說，圖14A 表示來自重置單元101的重置信號；圖14B表示從時鐘單元103產(chǎn)生的時鐘信號；圖14C表示來自控制器105的啟動高壓單元裝置的ENABLE信號；圖 14D表示由N比特計數(shù)器307生成的N比特計數(shù)器信號；圖14E表示來自遞增/遞減計數(shù)器301的遞增/遞減計數(shù)器信號；圖14F表示來自第二比較器309 的COMPAREJXJT信號；圖14G表示從壓電式變換器驅(qū)動控制單元30輸出的FREQ—OUT信號；圖14H表示Reference—Volt信號和Feed—Back—Volt信號；圖14I表示來自比較器801的UP/DOWN信號；圖14J表示來自驅(qū)動電壓控制單元70的V一DRIVE信號，圖14K表示從壓電式變換器輸出的 FREQ—DRIVE—OUT。
在準(zhǔn)備狀態(tài)中，如圖14A-14K所示，由于輸出控制電壓(Reference—Volt) 大于輸出電壓(Feedback),驅(qū)動頻率(FREQ—OUT )是fmin，并且電源電壓
(V—DRIVE)變?yōu)樽畲笾?。如果ENABLE信號處于低邏輯電平和該裝置處于ON(接通)狀態(tài)，則輸出電壓(Feedback)逐漸升高并且作為up/down信號的UP信號輸入到遞增/遞減計數(shù)器。此外，如果輸出電壓(Feedback)大于輸出控制電壓(Reference—Volt)，則輸出作為up/down信號的DOWN信號，并且遞增/遞減計數(shù)器降低計數(shù)值。同時，電源電壓(V—DRIVE)也由驅(qū)動電壓控制單元70降低。在圖14E中，"Cnt Down"表示降低計數(shù)值的"count-down"
(遞減計數(shù))。
如果遞增/遞減計數(shù)器的計數(shù)值降低，則N比特計數(shù)器的計數(shù)值的上限值也降低。結(jié)果，圖14G中的驅(qū)動頻率(FREQ一OUT)從fmin頻率朝高頻側(cè)移動并且被控制為作為目標(biāo)驅(qū)動頻率的ftarget。在圖14D中，在N比特計數(shù)器線中的"ft"指"ftarget"。此外，由于控制提供到壓電式變換器的電源電壓逐漸降低，從壓電式變換器輸出的輸出電壓(FREQ—DRIVE—OUT)逐漸降低，并且當(dāng)達到目標(biāo)電壓時，控制輸出電壓(FREQ—DRIVE—OUT )維持在這一目標(biāo) 電壓。
圖15A-15K解釋在從目標(biāo)高壓輸出時的一個周期到實現(xiàn)高壓輸出準(zhǔn)備狀態(tài)(即目標(biāo)高壓輸出》off狀態(tài)-〉高壓輸出準(zhǔn)備狀態(tài))的一個周期的控制操作時序圖。具體地說，圖15A表示來自重置單元101的重置信號；圖15B表示由時鐘單元103生成的時鐘信號；圖15C表示來自控制器105的啟動高壓電源裝置的ENABLE信號；圖15D表示從N比特計數(shù)器307生成的N比特計數(shù)器信號；圖15E表示來自遞增/遞減計數(shù)器301的遞增/遞減計數(shù)器信號；圖 15F表示來自第二比較器309的COMPARE—OUT信號；圖15G表示從壓電式變換器驅(qū)動控制單元30輸出的FREQ一OUT信號；圖15H表示 Reference—Volt信號和Feed_Back—Volt信號；圖151表示來自比較器801的 UP/DOWN信號；圖15J表示來自驅(qū)動電壓控制單元70的V—DRIVE信號，以及圖15K表示從壓電式變換器輸出的FREQ—DRIVE_OUT。
如圖15A-15K所示，在其中輸出目標(biāo)高電壓的狀態(tài)中，N比特計數(shù)器和遞增/遞減計數(shù)器繼續(xù)計數(shù)，直到計數(shù)值變?yōu)閒target ft,并且輸出電壓 (Feedback )變得與輸出控制電壓(Reference—Volt )相近。這里，如果ENABLE 信號處于高邏輯電平和該裝置處于OFF狀態(tài)，則輸出電壓(Feedback)的值
逐漸降低且輸出控制電壓(Reference_Volt)的電壓值增加。結(jié)果，UP信號作為up/down信號輸出，因此，遞增/遞減計數(shù)器增加該計數(shù)值。同時，電源電壓(V_DRIVE)也由驅(qū)動電壓控制單元70增加。在圖15E中，"CntUp，，表示增加計數(shù)值的"count-up"(遞增計數(shù))。
如圖15E所示，如果遞增/遞減計數(shù)器的計數(shù)值增加，則N比特計數(shù)器的計數(shù)值的上限值也相應(yīng)地增加。結(jié)果，驅(qū)動頻率(FREQ—OUT)從ftarget朝低頻側(cè)移動，并控制到作為在該頻率范圍內(nèi)的最小值的fmin。此外，控制施加到壓電式變換器的電源電壓逐漸增加直到最終達到最大電壓。
再轉(zhuǎn)向其中應(yīng)用按照本發(fā)明的一示范性實施例的壓電式變換器型高壓電
源裝置的圖像形成裝置，這樣的圖像形成裝置通常配置有向潛像載體(未示出)的表面充電的充電單元(未示出)、在其充電之后在潛像栽體的表面形成潛像的曝光單元、將潛像顯影的顯影單元和將在潛像載體上形成的色料圖像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料的轉(zhuǎn)印單元。
在這一實例中，從如圖所示(如圖IO所示)的高壓電源裝置向充電單元、顯影單元和轉(zhuǎn)印單元提供預(yù)定的偏置(電壓)。換句話說，圖像形成裝置采用圖IO所示的壓電式變換器型高壓電源裝置作為電源裝置，用于向充電單元、顯影單元和轉(zhuǎn)印單元的至少其中之一提供電壓。
由于壓電式變換器型高壓電源裝置10可以穩(wěn)定地控制頻率而不會進入異常振蕩或非可控狀態(tài)，利用壓電式變換器型高壓電源裝置IO的圖像形成裝置中的充電單元、顯影單元和轉(zhuǎn)印單元可以穩(wěn)定地工作。此外，由于可以在短的上升時間內(nèi)輸出高電壓，對于圖像形成裝置中的每個處理所需的時間可以減少。
現(xiàn)在參照圖16-17解釋根據(jù)再一個示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置。圖16是按照本發(fā)明的再一示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置10的方框圖。如圖16所示，壓電式變換器型高壓電源裝置10包含驅(qū)動單元20、壓電式變換器驅(qū)動控制單元30、整流平滑單元40、輸出電壓檢測單元80和驅(qū)動電壓整流平滑輸出單元90。
驅(qū)動單元20、壓電式變換器驅(qū)動控制單元30和整流平滑單元40分別具有與在如上所示壓電式變換器型高壓電源裝置10中的驅(qū)動單元20、壓電式變換器驅(qū)動控制單元30和整流平滑單元40相同的結(jié)構(gòu)和功能。因此不再重復(fù)對它們的詳細解釋。
輸出電壓檢測單元80包含電容器C801和C803、電阻器R801和R803 以及比較器(COMP)801。利用在輸出電壓檢測單元80中的分壓電阻器R801 和R803對該由整流平滑單元40整流平滑為直流電壓的輸出電壓分壓，并作為誤差檢測電壓(Feedback)輸入到比較器801的反相輸入端(-端)。此外，
壓中的交流和直流分量。此外，作為直流電壓控制輸出電壓的輸出控制電壓，輸入到比較器801的同相輸入端(+端)作為參考電壓(Reference—Volt)。比較器801將輸出控制電壓(Reference—Volt )的量值和輸出電壓
(Feedback)的量值相比較，并輸出比較結(jié)果。如果比較器的輸出指示輸出電壓(Feedback)大于輸出控制電壓(Reference—Volt),則比較器801的輸出處在低邏輯電平，并且如果輸出電壓(Feedback)小于輸出控制電壓
(Reference—Volt),則比較器801的輸出處在高邏輯電平。由于比較器801，輸出電壓的模擬變化可以由一數(shù)字值表示。從比較器801輸出的數(shù)字值是一控制在壓電式變換器驅(qū)動控制單元30中的頻率控制單元的控制信號 (UP/DOWN),并被輸入到壓電式變換器驅(qū)動控制單元30。此外，從比較器 801輸出的UP/DOWN信號輸入到下面將解釋的驅(qū)動電壓整流平滑輸出單元卯。
驅(qū)動電壓整流平滑輸出單元90通過利用從輸出電壓檢測單元80輸出的 UP/DOWN信號，控制提供到壓電式變換器T201的驅(qū)動電壓(V—DRIVE)。驅(qū)動電壓整流平滑輸出單元90包含反相器(INVERT)901、晶體管TR卯1和 TR902、電阻器R901和R902、電容器C901以及二極管D901。從輸出電壓檢測單元80輸出的UP/DOWN信號由反相器901進行極性反轉(zhuǎn)，并被輸入到作為VDD電壓轉(zhuǎn)換晶體管的晶體管TR901的基極。輸入到晶體管TR901的基極的UP/ DOWN信號再次進行極性反轉(zhuǎn)，并轉(zhuǎn)換到VDD電平。
轉(zhuǎn)換到VDD電平的UP/DOWN信號輸入到作為緩沖晶體管的晶體管 TR902的基極。來自晶體管TR卯2的輸出信號通過二極管D901和電容器C901 進行整流和平滑，并作為驅(qū)動電壓(電源電壓)(V—DRIVE)輸出。
圖17A-17C表示在按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置10中UP/DOWN信號和V—DRIVE信號之間的關(guān)系的示意圖。參照圖 17A-17C,如果UP/DOWN信號輸出處于高邏輯電平，則從驅(qū)動電壓整流平滑輸出單元90輸出的V—DRIVE信號對應(yīng)于VoD,(具體地說，VDD-緩沖晶
體管TR902的電壓-二極管D901的電壓)，并且如果UP/DOWN信號輸出處
于低邏輯電平，則V—DRIVE變?yōu)?。此外，如果高邏輯電平輸出時間與低邏
輯電平輸出時間相同，則V一DRIVE變?yōu)閂DD/2 。
轉(zhuǎn)向其中利用按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝
置的圖像形成裝置，這樣的圖像形成裝置通常配備有向潛像載體的表面充電的充電單元、在其充電之后在潛像載體的表面上形成潛像的曝光單元、將潛像顯影的顯影單元和將在潛像載體上形成的色料圖像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料的轉(zhuǎn)印單元。
在這一實例中，從如圖所示(如圖16所示)的高壓電源裝置向充電單元、顯影單元和轉(zhuǎn)印單元提供預(yù)定的偏置(電壓)。換句話說，圖像形成裝置采用圖16所示的壓電式變換器型高壓電源裝置作為電源裝置，向充電單元、顯影單元和轉(zhuǎn)印單元的至少其中之一提供電壓。
由于按照本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置10可以穩(wěn)定地控制頻率而不會進入異常振蕩或非可控狀態(tài)，利用壓電式變換器型高壓電源裝置10的圖像形成裝置中的充電單元、顯影單元和轉(zhuǎn)印單元可以穩(wěn) 定地工作。此外，由于可以在短的上升時間內(nèi)輸出高電壓，可以減少對于圖像形成裝置中的每個處理所需的時間。
如上所述，在壓電式變換器型高壓電源裝置中，由作為重置計數(shù)器的N 比特計數(shù)器形成壓電式變換器的驅(qū)動電壓發(fā)生單元，由用作數(shù)字處理電路的遞增/遞減計數(shù)器形成頻率控制單元。此外，頻率變化控制遞增/遞減計數(shù)器的變化控制范圍可以由最小頻率范圍設(shè)定寄存值fmin和最大頻率范圍設(shè)定寄存值fmax來設(shè)定。按照這種方式，設(shè)定頻率范圍，并且可以穩(wěn)定地控制頻率而不會使驅(qū)動電壓進入異常振蕩或非可控狀態(tài)。
如上所述，在本發(fā)明的每個示范性實施例和隨后的本發(fā)明的改進實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置中，由作為重置計數(shù)器的N比特計數(shù)器形成壓電式變換器的驅(qū)動電壓發(fā)生單元，由用作數(shù)字處理電路的遞增/遞減計數(shù)器形成頻率控制單元。此外，頻率變化控制遞增/遞減計數(shù)器的變化控制范圍可以由最小頻率范圍設(shè)定寄存值fmin和最大頻率范圍設(shè)定寄存值fmax來設(shè)定。按照這種方式，設(shè)定頻率范圍，并且可以穩(wěn)定地控制頻率而不會使驅(qū)動電壓進入異常振蕩或非可控狀態(tài)。
此外，在本發(fā)明的每一個示范性實施例和隨后的本發(fā)明的改進實施例的
壓電式變換器型高壓電源裝置沖，當(dāng)利用外部ON/OFF控制信號使輸出處于 OFF狀態(tài)時，壓電式變換器驅(qū)動控制單元控制該頻率變?yōu)樽钚☆l率fmin,其可以改變，在該點高壓輸出值變?yōu)樽畲笾?。因此，?dāng)輸出處于ON狀態(tài)時，在短的上升時間內(nèi)致使高電壓輸出。
進而，在本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置中，從該裝置輸出的高壓輸出電壓的變化與頻率變化控制一起檢測，以可變方式控制提供到驅(qū)動單元的電源電壓。以這種方式，驅(qū)動頻率可以從低效率的頻率范圍的最大值fmax移動到高效率的頻率范圍的最小值fmin。結(jié)果，提高了輸出電壓承文率。
因此，在本發(fā)明的示范性實施例的壓電式變換器型高壓電源裝置中，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的頻率控制和在短的上升時間內(nèi)輸出高壓輸出電壓的能力。此外，可以提供高效的壓電式變換器型高壓電源裝置和圖像形成裝置，其能夠穩(wěn)定地控制最大輸出電壓等于或小于幾百伏到幾千伏的輸出。
進而，通過形成具有邏輯電路的壓電式變換器驅(qū)動控制單元，可以安裝在通常的專用集成電路(ASIC),并且頻率控制單元的成本可以降低。
結(jié)果，按照本發(fā)明的示范性實施例，一種壓電式變換器型高壓電源裝置可以執(zhí)行穩(wěn)定的頻率控制而驅(qū)動電壓不會進入異常振蕩或非可控狀態(tài)，可以在短的上升時間內(nèi)輸出高壓輸出電壓，并且可以提供使用該高壓電源裝置的圖像形成裝置。
雖然已描述和說明被認(rèn)為是本發(fā)明的示范性實施例的上述裝置，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解，隨著技術(shù)發(fā)展，可以進行各種變化和改進，可以用等效物替換其元件，而不超出本發(fā)明的實際范圍?？梢赃M行很多改進、置換、添加和再組合，以使本發(fā)明的技術(shù)適應(yīng)特定的場合，而不超出本發(fā)明的范圍。例如，雖然在上述示范性實施例中解釋了通過檢測輸出電壓變化和使電壓值恒定來控制恒定電壓，但是可以替代恒定電壓控制執(zhí)行恒定電流控制，其中檢測輸出電流的變化，和使電流值恒定。即使當(dāng)執(zhí)行恒定電流控制時，該操作與恒定電壓控制相同。相應(yīng)地，因此，其意圖是本發(fā)明并不局限于所公開的各種示范性實施例，而在于本發(fā)明包含落在所提出的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實施例。
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，其中將由驅(qū)動頻率值確定的驅(qū)動電壓施加到壓電式變換器，以輸出一輸出電壓，該裝置包含輸出電壓檢測單元，將輸出電壓與一用于控制輸出電壓的參考電壓相比較，并且根據(jù)其比較結(jié)果，檢測以數(shù)字值代表變化的輸出電壓的變化；和驅(qū)動控制單元，通過利用驅(qū)動電壓按照檢測的數(shù)字值執(zhí)行對壓電式變換器的驅(qū)動控制，以將輸出電壓維持在預(yù)定值。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中驅(qū)動控制單元包含驅(qū)動頻率控制單元，按照檢測的數(shù)字值改變和控制該壓電式變換器的驅(qū)動頻率，和驅(qū)動電壓發(fā)生單元，按照由驅(qū)動頻率控制單元輸出的驅(qū)動頻率生成驅(qū)動電壓以驅(qū)動壓電式變換器。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中如果輸出電壓大于參考電壓，該數(shù)字值使驅(qū)動頻率控制單元增加驅(qū)動頻率，和如果輸出電壓小于參考電壓，該數(shù) 字值使驅(qū)動頻率控制單元降低驅(qū)動頻率。
4. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中該驅(qū)動控制單元還包含存儲器單元，存儲驅(qū)動頻率的預(yù)定頻率范圍值；和頻率范圍控制單元，根據(jù)存儲在存儲器單元中的預(yù)定頻率范圍值和由驅(qū) 動頻率控制單元輸出的驅(qū)動頻率，控制驅(qū)動頻率改變到在預(yù)定頻率范圍內(nèi)的值。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其中如果由驅(qū)動頻率控制單元輸出的驅(qū)動頻率超過預(yù)定頻率范圍值，則頻率范圍控制單元輸出控制信號，以停止驅(qū)動頻率的增加或降低，和驅(qū)動頻率控制單元按照從頻率范圍控制單元輸入的控制信號，停止驅(qū)動頻率的增加或降低。
6. —種電源裝置，其中將由驅(qū)動頻率值確定的驅(qū)動電壓施加到壓電式變換器，以輸出一輸出電壓，該裝置包含驅(qū)動控制單元，根據(jù)輸出電壓和用于控制輸出電壓的參考電壓計算輸出電壓的變化，以將輸出電壓維持在預(yù)定值，和根據(jù)計算的變化利用數(shù)字信號處理控制壓電式變換器的驅(qū)動頻率。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中驅(qū)動控制單元包含 A/D轉(zhuǎn)換器，將輸出電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；數(shù)字值計算單元，根據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的輸出電壓和參考電壓計算輸出電壓的數(shù)字值；驅(qū)動頻率控制單元，按照計算的數(shù)字值改變和控制壓電式變換器的驅(qū)動頻率；和驅(qū)動電壓發(fā)生單元，按照驅(qū)動頻率控制單元的輸出值生成驅(qū)動壓電式變換器的驅(qū)動電壓。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中如杲輸出電壓大于參考電壓，該數(shù)字值使驅(qū)動頻率控制單元增加驅(qū)動頻率，和如果輸出電壓小于參考電壓，該數(shù) 字值使驅(qū)動頻率控制單元降低驅(qū)動頻率。
9. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中該驅(qū)動控制單元還包含存儲器單元，存儲驅(qū)動頻率的預(yù)定頻率范圍值；和頻率范圍控制單元，用于根據(jù)存儲在存儲器單元中的預(yù)定頻率范圍值和由驅(qū)動頻率控制單元輸出的驅(qū)動頻率，控制驅(qū)動頻率改變到在預(yù)定頻率范圍內(nèi)的值。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其中如果由驅(qū)動頻率控制單元輸出的驅(qū) 動頻率超過預(yù)定頻率范圍值，則頻率范圍控制單元輸出控制信號，以停止驅(qū) 動頻率的增加或降低，和驅(qū)動頻率控制單元按照從頻率范圍控制單元輸入的控制信號停止驅(qū)動頻率的增加或降低。
11. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中數(shù)字值計算單元通過利用由數(shù)字濾波器執(zhí)行的計算或利用比例-積分-微分PID控制技術(shù)來計算該數(shù)字值。
12. —種電源裝置，其中將由驅(qū)動頻率值確定的驅(qū)動電壓施加到壓電式變換器，以輸出一輸出電壓，該裝置包含輸出電壓檢測單元，將輸出電壓與一用于控制輸出電壓的參考電壓相比較，并且根據(jù)其比較結(jié)果，檢測輸出電壓的變化和用數(shù)字值指示該變化；驅(qū)動控制單元，按照檢測的數(shù)字值執(zhí)行對壓電式變換器的驅(qū)動控制，以將輸出電壓維持在預(yù)定值；和驅(qū)動電壓控制單元，按照輸出電壓和參考電壓的比較結(jié)果，改變和控制施加到壓電式變換器的電源電壓。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其中如果輸出電壓小于參考電壓，則驅(qū) 動電壓控制單元增加電源電壓，和如果輸出電壓大于參考電壓，則驅(qū)動電壓控制單元降低電源電壓。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中驅(qū)動控制單元包含驅(qū)動頻率控制單元，按照檢測的數(shù)字值改變和控制壓電式變換器的驅(qū)動頻率；和驅(qū)動電壓發(fā)生單元，按照由驅(qū)動頻率控制單元輸出的驅(qū)動頻率生成驅(qū)動電壓以驅(qū)動壓電式變換器。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其中如果輸出電壓大于參考電壓，該數(shù) 字值使驅(qū)動頻率控制單元增加驅(qū)動頻率，和如果輸出電壓小于參考電壓，該數(shù)字值使驅(qū)動頻率控制單元降低驅(qū)動頻率。
16. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其中該驅(qū)動控制單元還包含存儲器單元，存儲驅(qū)動頻率的預(yù)定頻率范圍值；和頻率范圍控制單元，根據(jù)存儲在存儲器單元中的預(yù)定頻率范圍值和由驅(qū) 動頻率控制單元輸出的驅(qū)動頻率，控制驅(qū)動頻率改變到在預(yù)定頻率范圍內(nèi)的值。
17. 如權(quán)利要求16所述的裝置，其中如果由驅(qū)動頻率控制單元輸出的驅(qū) 動頻率超過預(yù)定頻率范圍值，則頻率范圍控制單元輸出控制信號，以停止驅(qū) 動頻率的增加或降低，和驅(qū)動頻率控制單元按照從頻率范圍控制單元輸入的控制信號停止驅(qū)動頻率的增加或降低。
18. —種圖像形成裝置，包含如權(quán)利要求1所述的壓電式變換器型高壓電源裝置；充電單元，對潛像載體的表面充電；曝光單元，在潛像載體充電后在其表面上形成潛像；顯影單元，將該潛像顯影；和轉(zhuǎn)印單元，將形成在潛像載體上的色料圖像轉(zhuǎn)印到一轉(zhuǎn)印材料上；其中該電源裝置將電壓提供到充電單元、曝光單元、顯影單元和轉(zhuǎn)印單元中的至少其中之一。
19. 一種生成驅(qū)動電壓的方法，根據(jù)壓電式變換器的輸出電壓驅(qū)動高壓電源裝置中的壓電式變換器，該方法包含將輸出電壓與一參考電壓相比較，以生成數(shù)字遞增/遞減計數(shù)信號；利用該數(shù)字遞增/遞減計數(shù)信號，增加或者降低代表壓電式變換器的驅(qū)動頻率的計數(shù)值；和在該計數(shù)值和代表壓電式變換器的預(yù)定驅(qū)動頻率范圍的預(yù)定頻率值之間進行比較，并根據(jù)該計數(shù)值和該比較來生成驅(qū)動電壓以在一預(yù)定的電壓范圍內(nèi)驅(qū)動該壓電式變換器。
20.—種壓電式變換器型高壓電源裝置，根據(jù)壓電式變換器的輸出電壓生成驅(qū)動電壓，以驅(qū)動壓電式變換器，該裝置包含第一比較器，將輸出電壓與一參考電壓相比較，以生成數(shù)字遞增/遞減計數(shù)信號；計數(shù)器，利用該數(shù)字遞增/遞減計數(shù)信號，增加或者降低代表壓電式變換器的驅(qū)動頻率的計數(shù)值；和第二比較器，在該計數(shù)值和代表壓電式變換器的預(yù)定驅(qū)動頻率范圍的預(yù) 定頻率值之間進行比較，和一電壓發(fā)生器，根據(jù)該計數(shù)值和該比較，生成驅(qū)動電壓以在一預(yù)定的電壓范圍內(nèi)驅(qū)動該壓電式變換器。
全文摘要
一種壓電式變換器型高壓電源裝置，其中將由驅(qū)動頻率值確定的驅(qū)動電壓施加到壓電式變換器，和以此將由壓電式變換器輸出的輸出電壓提供到負載，該裝置包含輸出電壓檢測單元，將輸出電壓與一用于控制輸出電壓的參考電壓相比較，以將輸出電壓維持在一預(yù)定值，并且根據(jù)比較結(jié)果，檢測作為數(shù)字值的輸出電壓的變化；和驅(qū)動控制單元，按照檢測的數(shù)字值執(zhí)行對壓電式變換器的驅(qū)動控制。高壓電源裝置執(zhí)行穩(wěn)定的頻率控制，而不會進入異常振蕩或非可控狀態(tài)，并可在短的上升時間內(nèi)輸出高電壓。
文檔編號H02M3/44GK101359870SQ20081014551
公開日2009年2月4日申請日期2008年8月1日優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者近藤孝志申請人:三星電子株式會社

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