JPH0622541A - 制御電源装置 - Google Patents
制御電源装置Info
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- JPH0622541A JPH0622541A JP4172571A JP17257192A JPH0622541A JP H0622541 A JPH0622541 A JP H0622541A JP 4172571 A JP4172571 A JP 4172571A JP 17257192 A JP17257192 A JP 17257192A JP H0622541 A JPH0622541 A JP H0622541A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電源投入時の過負荷電流を抑えることがで
き、かつ負荷電流安定化時間の短い制御電源装置を提供
する。 【構成】 電源投入時、ランプLMPの抵抗が小さいた
め負荷電流ILが大きく、出力電流検出回路2の出力が
OR回路4を介してPWM制御回路3に供給され、負荷
電流ILを抑制するように、スイッチング素子であるト
ランジスタTr1が断続制御される。ランプLMPの発
熱によりその抵抗が大きくなると、OR回路4で出力電
圧検出回路1の出力が選択され、PWM制御回路3に供
給され、負荷電圧が安定化するように、トランジスタT
r1が断続制御される。
き、かつ負荷電流安定化時間の短い制御電源装置を提供
する。 【構成】 電源投入時、ランプLMPの抵抗が小さいた
め負荷電流ILが大きく、出力電流検出回路2の出力が
OR回路4を介してPWM制御回路3に供給され、負荷
電流ILを抑制するように、スイッチング素子であるト
ランジスタTr1が断続制御される。ランプLMPの発
熱によりその抵抗が大きくなると、OR回路4で出力電
圧検出回路1の出力が選択され、PWM制御回路3に供
給され、負荷電圧が安定化するように、トランジスタT
r1が断続制御される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電源投入時、または、電
源再投入時における突入電流が比較的大きくなるハロゲ
ンランプ等の負荷に電力を供給する制御電源装置に関す
るものである。
源再投入時における突入電流が比較的大きくなるハロゲ
ンランプ等の負荷に電力を供給する制御電源装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、複写機等の露光用ハロゲンランプ
やプロジェクタに用いられているランプのレギュレータ
の一般的な制御方式としては、サイリスタやトライアッ
ク等を用いた位相制御方式が用いられてきた。この位相
制御方式とは、図11に示すように、スイッチング素子
により商用周波数の各半サイクル内において、オン期間
を制御し負荷への電力供給を調整する制御方式である。
例えば、負荷であるランプの光束を増加するときは導通
期間をθ1,θ2と長くし、また、負荷への電力供給を
抑制する、つまり光束を絞るときは導通期間をθ3,θ
4と短くするというように、調整する方式である。
やプロジェクタに用いられているランプのレギュレータ
の一般的な制御方式としては、サイリスタやトライアッ
ク等を用いた位相制御方式が用いられてきた。この位相
制御方式とは、図11に示すように、スイッチング素子
により商用周波数の各半サイクル内において、オン期間
を制御し負荷への電力供給を調整する制御方式である。
例えば、負荷であるランプの光束を増加するときは導通
期間をθ1,θ2と長くし、また、負荷への電力供給を
抑制する、つまり光束を絞るときは導通期間をθ3,θ
4と短くするというように、調整する方式である。
【0003】図13は従来の一般的なランプレギュレー
タの回路構成を示している。ランプに印加される電圧は
降圧トランス(フィードバックトランス)TLで検出さ
れ、その出力を制御回路に入力することで、トランジス
タTr1がオンし、その出力はパルストランスTsを通
してトライアックT1のゲート信号として入力され、ト
ライアックT1がトリガする。そして、それによって出
力された値がフィードバックトランスTLによって検出
される、ということが繰り返されることで電力制御、つ
まり光束制御が行われる。
タの回路構成を示している。ランプに印加される電圧は
降圧トランス(フィードバックトランス)TLで検出さ
れ、その出力を制御回路に入力することで、トランジス
タTr1がオンし、その出力はパルストランスTsを通
してトライアックT1のゲート信号として入力され、ト
ライアックT1がトリガする。そして、それによって出
力された値がフィードバックトランスTLによって検出
される、ということが繰り返されることで電力制御、つ
まり光束制御が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ランプ等のよ
うに点灯した瞬間は抵抗値が低く、その後発熱して抵抗
値が落ち着くというような特性をもつ負荷の場合、図1
3の従来例のような電力制御(通常は定電圧制御)では
電源投入時には定常電流の10倍程度の大きな突入電流
が流れることになり、この繰返しによりランプ寿命の低
下を招くばかりではなく、使用するトライアック等のス
イッチング素子の発熱を招き、それによりその劣化を早
める原因ともなっている。
うに点灯した瞬間は抵抗値が低く、その後発熱して抵抗
値が落ち着くというような特性をもつ負荷の場合、図1
3の従来例のような電力制御(通常は定電圧制御)では
電源投入時には定常電流の10倍程度の大きな突入電流
が流れることになり、この繰返しによりランプ寿命の低
下を招くばかりではなく、使用するトライアック等のス
イッチング素子の発熱を招き、それによりその劣化を早
める原因ともなっている。
【0005】そのため、従来の制御電源ではこのような
突入電流を防ぐための手法として、あらかじめ微少電流
をランプに流し予熱しておく手法と、位相制御における
電源投入時の位相角αiを図12に示すように、徐々に
進めていく、つまりランプに印加する電圧を次第に大き
くすることで突入電流を抑制するいわゆるソフトスター
トの手法が用いられてきたが、前者は常時電流がランプ
に流れることになり効率が悪く、後者は突入電流を小さ
く押え込む場合、電圧が安定するまでに時間が掛かると
いった問題がある。
突入電流を防ぐための手法として、あらかじめ微少電流
をランプに流し予熱しておく手法と、位相制御における
電源投入時の位相角αiを図12に示すように、徐々に
進めていく、つまりランプに印加する電圧を次第に大き
くすることで突入電流を抑制するいわゆるソフトスター
トの手法が用いられてきたが、前者は常時電流がランプ
に流れることになり効率が悪く、後者は突入電流を小さ
く押え込む場合、電圧が安定するまでに時間が掛かると
いった問題がある。
【0006】また位相制御の場合、光束制御などで光束
の変動が問題となるような場合にスイッチング周波数を
高くできないという問題がある。その改善対策としては
直流電源を高周波に変換する高周波点灯があるが、この
場合整流回路が必要となる。ただし、従来の整流回路に
おいては、コンデンサ・インプット型の整流回路がその
経済性から多く用いられており、整流動作時に入力され
るライン電流は図7の(a)に示すように平滑用コンデ
ンサの充電期間のみパルス状に値が大きなものとなって
流れ、力率の低下や、商用電源ラインへの高調波電流に
よる電流波形歪などを招き、また高調波成分によるノイ
ズが電子機器間の誤動作を引き起こしたり、コンデンサ
自体も内部損失による発熱で寿命が短くなる等の問題が
ある。
の変動が問題となるような場合にスイッチング周波数を
高くできないという問題がある。その改善対策としては
直流電源を高周波に変換する高周波点灯があるが、この
場合整流回路が必要となる。ただし、従来の整流回路に
おいては、コンデンサ・インプット型の整流回路がその
経済性から多く用いられており、整流動作時に入力され
るライン電流は図7の(a)に示すように平滑用コンデ
ンサの充電期間のみパルス状に値が大きなものとなって
流れ、力率の低下や、商用電源ラインへの高調波電流に
よる電流波形歪などを招き、また高調波成分によるノイ
ズが電子機器間の誤動作を引き起こしたり、コンデンサ
自体も内部損失による発熱で寿命が短くなる等の問題が
ある。
【0007】本発明は、このような問題を解消するため
なされたもので、電源投入時の過負荷電流を抑えること
ができ、かつ負荷電流安定化時間の短い制御電源装置を
提供することを目的とするものである。
なされたもので、電源投入時の過負荷電流を抑えること
ができ、かつ負荷電流安定化時間の短い制御電源装置を
提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、制御電源装置を次の(1)〜(7)の
とおりに構成する。
め、本発明では、制御電源装置を次の(1)〜(7)の
とおりに構成する。
【0009】(1)出力電流検出手段と、出力電圧検出
手段と、前記出力電流検出手段の出力と前記出力電圧検
出手段の出力から大きい値の方の出力を選択する選択手
段と、当該制御電源装置の主回路を断続するスイッチン
グ素子と、前記選択手段の出力に応じて前記スイッチン
グ素子を断続制御する制御手段とを備えた制御電源装
置。
手段と、前記出力電流検出手段の出力と前記出力電圧検
出手段の出力から大きい値の方の出力を選択する選択手
段と、当該制御電源装置の主回路を断続するスイッチン
グ素子と、前記選択手段の出力に応じて前記スイッチン
グ素子を断続制御する制御手段とを備えた制御電源装
置。
【0010】(2)入力電圧検出手段と、この入力電圧
検出手段の出力により出力電流検出手段の出力を補正す
る補正手段とを更に備えた前記(1)記載の制御電源装
置。
検出手段の出力により出力電流検出手段の出力を補正す
る補正手段とを更に備えた前記(1)記載の制御電源装
置。
【0011】(3)負荷であるランプの光束を検出する
光束検出手段と、この光束検出手段の出力に応じて出力
電流検出手段の検出レベルを設定する検出レベル設定手
段とを更に備えた前記(1)記載の制御電源装置。
光束検出手段と、この光束検出手段の出力に応じて出力
電流検出手段の検出レベルを設定する検出レベル設定手
段とを更に備えた前記(1)記載の制御電源装置。
【0012】(4)入力段と出力段とを備える制御電源
装置であって、入力段は、整流回路と、この整流回路の
交流入力電圧の波形を検出する交流入力電圧波形検出手
段と、前記入力段の主回路を断続する第1のスイッチン
グ素子と、前記入力段の出力電流を検出する第1の出力
電流検出手段と、この第1の出力電流検出手段の出力波
形が前記交流入力電圧波形検出手段の出力波形に近似す
るように前記第1のスイッチング素子を断続制御する第
1の制御手段とを備え、出力段は、この出力段の出力電
流を検出する第2の出力電流検出手段と、前記出力段の
出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、前記第2の出
力電流検出手段と前記出力電圧検出手段の出力から大き
い値の方の出力を選択する選択手段と、前記出力段の主
回路を断続する第2のスイッチング素子と、前記選択手
段の出力に応じて前記第2のスイッチング素子を断続制
御する第2の制御手段とを備えた制御電源装置。
装置であって、入力段は、整流回路と、この整流回路の
交流入力電圧の波形を検出する交流入力電圧波形検出手
段と、前記入力段の主回路を断続する第1のスイッチン
グ素子と、前記入力段の出力電流を検出する第1の出力
電流検出手段と、この第1の出力電流検出手段の出力波
形が前記交流入力電圧波形検出手段の出力波形に近似す
るように前記第1のスイッチング素子を断続制御する第
1の制御手段とを備え、出力段は、この出力段の出力電
流を検出する第2の出力電流検出手段と、前記出力段の
出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、前記第2の出
力電流検出手段と前記出力電圧検出手段の出力から大き
い値の方の出力を選択する選択手段と、前記出力段の主
回路を断続する第2のスイッチング素子と、前記選択手
段の出力に応じて前記第2のスイッチング素子を断続制
御する第2の制御手段とを備えた制御電源装置。
【0013】(5)1つの制御手段を時分割で切り換え
て第1の制御手段と第2の制御手段とする前記(4)記
載の制御電源装置。
て第1の制御手段と第2の制御手段とする前記(4)記
載の制御電源装置。
【0014】(6)入力段の出力電圧を検出する第2の
出力電圧検出手段を更に備え、この第2の出力電圧検出
手段の出力レベルが一定になるよう第1の制御手段を動
作させる前記(4)記載の制御電源装置。
出力電圧検出手段を更に備え、この第2の出力電圧検出
手段の出力レベルが一定になるよう第1の制御手段を動
作させる前記(4)記載の制御電源装置。
【0015】(7)負荷であるランプの光束を検出する
光束検出手段と、この光束検出手段の出力に応じて第2
の出力電流検出手段の検出レベルを設定する検出レベル
設定手段とを更に備えた前記(4)記載の制御電源装
置。
光束検出手段と、この光束検出手段の出力に応じて第2
の出力電流検出手段の検出レベルを設定する検出レベル
設定手段とを更に備えた前記(4)記載の制御電源装
置。
【0016】
【作用】前記(1)〜(3)の構成では、スイッチング
素子の断続制御により、出力は定電流・定電圧になる。
前記(4)〜(7)の構成では、前述の作用の他に、第
1のスイッチング素子の制御断続により、制御電源装置
の交流入力電流の波形が交流入力電圧の波形に近似す
る。
素子の断続制御により、出力は定電流・定電圧になる。
前記(4)〜(7)の構成では、前述の作用の他に、第
1のスイッチング素子の制御断続により、制御電源装置
の交流入力電流の波形が交流入力電圧の波形に近似す
る。
【0017】
【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。
【0018】(実施例1)図1は実施例1である“制御
電源装置”の回路図である。
電源装置”の回路図である。
【0019】図に示すように、本実施例は、電流検出抵
抗Riと、トランジスタTr1、還流ダイオードD5、
チョークコイルL1、ランプLMP、出力電圧検出回路
1、出力電流検出回路2、PWM回路3、OR回路4、
点灯制御回路5で構成されている。
抗Riと、トランジスタTr1、還流ダイオードD5、
チョークコイルL1、ランプLMP、出力電圧検出回路
1、出力電流検出回路2、PWM回路3、OR回路4、
点灯制御回路5で構成されている。
【0020】電源入力端子に接続された商用周波数電源
は、整流ブリッジ(ダイオードD1〜D4)により整流
された後、コンデンサC1により平滑され、トランジス
タTr1のコレクタに供給されている。トランジスタT
r1の断続によりエミッタに発生する交流出力は、チョ
ークコイルL1とコンデンサC2で構成される平滑回路
で平滑され電流検出抵抗Riを介して負荷であるランプ
LMPに供給される。ここでランプの点灯のオン/オフ
は点灯制御回路5により制御される。
は、整流ブリッジ(ダイオードD1〜D4)により整流
された後、コンデンサC1により平滑され、トランジス
タTr1のコレクタに供給されている。トランジスタT
r1の断続によりエミッタに発生する交流出力は、チョ
ークコイルL1とコンデンサC2で構成される平滑回路
で平滑され電流検出抵抗Riを介して負荷であるランプ
LMPに供給される。ここでランプの点灯のオン/オフ
は点灯制御回路5により制御される。
【0021】点灯制御回路5によりランプの点灯の制御
信号がPWM制御回路3に発せられると、PWM制御回
路3は出力電流検出回路2,出力電圧検出回路1からの
検出信号をもとに決定される期間だけトランジスタTr
1をオンする。トランジスタTr1がオンすることで回
路には電流ILが流れ出し、電流検出抵抗Riの両端に
電位差が生じ、その値は出力電流検出回路2へ入力され
る。またランプLMPに供給される電圧VLMPは抵抗
R1,R2により分圧され出力電圧検出回路1に入力さ
れる。出力電流検出回路2,出力電圧検出回路1に検出
された値が入力されると、それぞれの値に応じた検出信
号が生成されOR回路4に出力される。
信号がPWM制御回路3に発せられると、PWM制御回
路3は出力電流検出回路2,出力電圧検出回路1からの
検出信号をもとに決定される期間だけトランジスタTr
1をオンする。トランジスタTr1がオンすることで回
路には電流ILが流れ出し、電流検出抵抗Riの両端に
電位差が生じ、その値は出力電流検出回路2へ入力され
る。またランプLMPに供給される電圧VLMPは抵抗
R1,R2により分圧され出力電圧検出回路1に入力さ
れる。出力電流検出回路2,出力電圧検出回路1に検出
された値が入力されると、それぞれの値に応じた検出信
号が生成されOR回路4に出力される。
【0022】このOR回路4により、出力電流検出回路
2,出力電圧検出回路1から出力される検出信号の、P
WM回路3へ入力される優先順位が、それらの電圧レベ
ルの高さによって決定される。つまり、図2の(a)に
示すように、点灯開始時にはハロゲンランプの抵抗値が
低いために流れる電流が大きくなってしまうため、同図
の(b)に示すように、出力電流検出信号の電圧レベル
を予め出力電圧検出信号の電圧レベルより高めになるよ
う設定しておくことで、出力電流検出回路2からの検出
信号が優先され、制御電源装置は定電流制御を行うこと
になり、その後ハロゲンランプLMPの抵抗値が温度上
昇と共に安定してくると電流値が低くなるためPWM制
御回路3において、同図の(c)に示すように、デュー
ティ規制がかかり出力電流検出回路2から出力される電
圧値よりも出力電圧検出回路1から出力される電圧値の
方が大きくなり、制御は定電圧制御へと移行する。
2,出力電圧検出回路1から出力される検出信号の、P
WM回路3へ入力される優先順位が、それらの電圧レベ
ルの高さによって決定される。つまり、図2の(a)に
示すように、点灯開始時にはハロゲンランプの抵抗値が
低いために流れる電流が大きくなってしまうため、同図
の(b)に示すように、出力電流検出信号の電圧レベル
を予め出力電圧検出信号の電圧レベルより高めになるよ
う設定しておくことで、出力電流検出回路2からの検出
信号が優先され、制御電源装置は定電流制御を行うこと
になり、その後ハロゲンランプLMPの抵抗値が温度上
昇と共に安定してくると電流値が低くなるためPWM制
御回路3において、同図の(c)に示すように、デュー
ティ規制がかかり出力電流検出回路2から出力される電
圧値よりも出力電圧検出回路1から出力される電圧値の
方が大きくなり、制御は定電圧制御へと移行する。
【0023】以上の動作は、1パルス毎、つまりトラン
ジスタTr1のオン毎に行われる。これによりランプL
MPへの突入電流は定電流制御により制限され、その後
短時間で定電圧制御に移行し光束(いわゆる光量)の安
定制御が行なわれる。
ジスタTr1のオン毎に行われる。これによりランプL
MPへの突入電流は定電流制御により制限され、その後
短時間で定電圧制御に移行し光束(いわゆる光量)の安
定制御が行なわれる。
【0024】以上説明したように、本実施例によれば突
入電流が大きくなるようなランプ負荷に電力を供給する
回路、いわゆる光量制御回路などにおいて、ランプ点灯
時の突入電流を制限しつつ、立上がり時間を早くするこ
とが可能となり、スイッチング素子へのストレスを低減
できる。
入電流が大きくなるようなランプ負荷に電力を供給する
回路、いわゆる光量制御回路などにおいて、ランプ点灯
時の突入電流を制限しつつ、立上がり時間を早くするこ
とが可能となり、スイッチング素子へのストレスを低減
できる。
【0025】なお、本実施例では電流検出に抵抗を用い
たが、これはカレントトランスを用いてもよい。
たが、これはカレントトランスを用いてもよい。
【0026】(実施例2)図3は実施例2の回路図であ
る。本実施例の回路構成は実施例1とほぼ同じであり、
スイッチング素子Tr1の入力側の電圧を検出する入力
電圧検出部6を設けて、入力電圧の変化により電流検出
抵抗Riによる検出レベルが変化することのないように
する部分のみが相違する。
る。本実施例の回路構成は実施例1とほぼ同じであり、
スイッチング素子Tr1の入力側の電圧を検出する入力
電圧検出部6を設けて、入力電圧の変化により電流検出
抵抗Riによる検出レベルが変化することのないように
する部分のみが相違する。
【0027】つまり、入力電圧検出部6により、電流検
出抵抗Riでの電圧降下は入力電圧に合せて補正され、
入力変動に左右されない制御電源となる。その他の動作
は実施例1と同一である。
出抵抗Riでの電圧降下は入力電圧に合せて補正され、
入力変動に左右されない制御電源となる。その他の動作
は実施例1と同一である。
【0028】(実施例3)図4に示す実施例3は、回路
構成は実施例1にほぼ同じであり、出力電流検出回路2
−2において、電流検出レベルを決定するツェナーダイ
オードZD1の代わりに機器本体側のCPU(中央処理
装置)7から与えられるオフセット信号とした部分、及
びランプLMPの光束読取り部8が加わったところのみ
が相違する。
構成は実施例1にほぼ同じであり、出力電流検出回路2
−2において、電流検出レベルを決定するツェナーダイ
オードZD1の代わりに機器本体側のCPU(中央処理
装置)7から与えられるオフセット信号とした部分、及
びランプLMPの光束読取り部8が加わったところのみ
が相違する。
【0029】この構成をとることにより、ランプLMP
の光束安定までの時間と電流検出レベルが相互に最適値
となるよう、電流検出レベルがCPU7により制御され
ることになる。
の光束安定までの時間と電流検出レベルが相互に最適値
となるよう、電流検出レベルがCPU7により制御され
ることになる。
【0030】また、現在多くの家電品において用いられ
るようになったファジー制御やニューロ制御等をこの検
出レベル制御に、光束だけでなくスイッチング素子の発
熱量などのパラメータを含めて用いれば、より最適な制
御が可能となる。
るようになったファジー制御やニューロ制御等をこの検
出レベル制御に、光束だけでなくスイッチング素子の発
熱量などのパラメータを含めて用いれば、より最適な制
御が可能となる。
【0031】(実施例4)実施例4を説明する。本実施
例は、以上の制御電源装置を、モータ負荷のようなピー
ク電流に対し、平均電流が低い負荷の電源として用いた
場合の例である。この制御電源装置をモータ負荷の電源
に応用すれば、ピーク電流が大きくなった時には定電流
制御回路として働くことでピーク電流を押え、スイッチ
ング素子へのストレスを軽減でき、従来ピーク電流で熱
設計しなければならなかった、放熱板,トランス,スイ
ッチング素子を平均電流で熱設計することが可能とな
る。
例は、以上の制御電源装置を、モータ負荷のようなピー
ク電流に対し、平均電流が低い負荷の電源として用いた
場合の例である。この制御電源装置をモータ負荷の電源
に応用すれば、ピーク電流が大きくなった時には定電流
制御回路として働くことでピーク電流を押え、スイッチ
ング素子へのストレスを軽減でき、従来ピーク電流で熱
設計しなければならなかった、放熱板,トランス,スイ
ッチング素子を平均電流で熱設計することが可能とな
る。
【0032】(実施例5)図5は実施例5である“制御
電源装置”の回路図である。図に示すように、本実施例
の装置は、大別して入力段のSMR制御回路を構成する
部分と、出力段の定電流・定電圧制御回路を構成する部
分から成っている。
電源装置”の回路図である。図に示すように、本実施例
の装置は、大別して入力段のSMR制御回路を構成する
部分と、出力段の定電流・定電圧制御回路を構成する部
分から成っている。
【0033】SMRを構成する部分すなわち入力段は、
ダイオードDs,トランジスタTs,電流検出部31,
チョークコイルLs,コンデンサCs,交流入力電圧波
形検出回路32,乗算回路33,減算回路34,増幅回
路35,PWM制御回路36からなっている。定電流・
定電圧制御回路を構成する部分すなわち出力段はトラン
ジスタT1,電流検出抵抗Ri,出力電圧検出回路3
7,出力電流検出回路38,PWM制御回路36,OR
回路39,点灯制御回路40,それと時分割制御に使用
されるクロック41,アナログスイッチ42,ラッチ4
3,44で構成されている。
ダイオードDs,トランジスタTs,電流検出部31,
チョークコイルLs,コンデンサCs,交流入力電圧波
形検出回路32,乗算回路33,減算回路34,増幅回
路35,PWM制御回路36からなっている。定電流・
定電圧制御回路を構成する部分すなわち出力段はトラン
ジスタT1,電流検出抵抗Ri,出力電圧検出回路3
7,出力電流検出回路38,PWM制御回路36,OR
回路39,点灯制御回路40,それと時分割制御に使用
されるクロック41,アナログスイッチ42,ラッチ4
3,44で構成されている。
【0034】まず入力段の動作について説明する。電源
入力端子に接続された商用周波数電源は、整流ブリッジ
(ダイオードD1〜D4)により整流され、チョークコ
イルLsを介してトランジスタTsのコレクタに供給さ
れている。トランジスタTsの断続によりコンデンサC
sには入力電圧波形に近似した波形に整形された電流が
ダイオードDsを介して充電される。トランジスタTs
の断続により発生する電流波形は電流検出部31により
検出され減算回路34に出力される。また減算回路34
には、交流入力電圧波形検出回路32で得られた波形デ
ータを負荷電流に応じて波高値を変えるため乗算回路3
3を介した値が入力される。減算回路34,増幅回路3
5により2入力値の誤差が増幅され、PWM制御回路3
6に入力されることによりトランジスタTsは電流波形
が図7の(b)に示すように交流入力電圧波形に近似し
た波形となるように断続が制御される。
入力端子に接続された商用周波数電源は、整流ブリッジ
(ダイオードD1〜D4)により整流され、チョークコ
イルLsを介してトランジスタTsのコレクタに供給さ
れている。トランジスタTsの断続によりコンデンサC
sには入力電圧波形に近似した波形に整形された電流が
ダイオードDsを介して充電される。トランジスタTs
の断続により発生する電流波形は電流検出部31により
検出され減算回路34に出力される。また減算回路34
には、交流入力電圧波形検出回路32で得られた波形デ
ータを負荷電流に応じて波高値を変えるため乗算回路3
3を介した値が入力される。減算回路34,増幅回路3
5により2入力値の誤差が増幅され、PWM制御回路3
6に入力されることによりトランジスタTsは電流波形
が図7の(b)に示すように交流入力電圧波形に近似し
た波形となるように断続が制御される。
【0035】次に、出力段の動作について説明する。入
力段で得られた直流出力はトランジスタT1の断続によ
りエミッタに発生する交流出力に変換され、この出力は
チョークコイルL1とコンデンサC2で構成される平滑
回路で平滑され電流検出抵抗Riを介してランプLMP
に供給される。ここでランプLMPの点灯のオン/オフ
は点灯制御回路40により制御される。
力段で得られた直流出力はトランジスタT1の断続によ
りエミッタに発生する交流出力に変換され、この出力は
チョークコイルL1とコンデンサC2で構成される平滑
回路で平滑され電流検出抵抗Riを介してランプLMP
に供給される。ここでランプLMPの点灯のオン/オフ
は点灯制御回路40により制御される。
【0036】点灯制御回路40によりランプの点灯の制
御信号がPWM制御回路36に発せられると、PWM制
御回路36,出力電流検出回路38,出力電圧検出回路
37からの検出信号をもとに決定される期間だけトラン
ジスタT1をオンする。トランジスタT1がオンするこ
とで主回路には電流ILが流れ出し、電流検出抵抗Ri
の両端に電位差が生じその値は出力電流検出回路38へ
入力される。またランプLMPに供給される電圧は抵抗
R1,R2により分圧され出力電圧検出回路37に入力
される。出力電流検出回路38,出力電圧検出回路37
で検出された信号はOR回路39に出力される。
御信号がPWM制御回路36に発せられると、PWM制
御回路36,出力電流検出回路38,出力電圧検出回路
37からの検出信号をもとに決定される期間だけトラン
ジスタT1をオンする。トランジスタT1がオンするこ
とで主回路には電流ILが流れ出し、電流検出抵抗Ri
の両端に電位差が生じその値は出力電流検出回路38へ
入力される。またランプLMPに供給される電圧は抵抗
R1,R2により分圧され出力電圧検出回路37に入力
される。出力電流検出回路38,出力電圧検出回路37
で検出された信号はOR回路39に出力される。
【0037】このOR回路39により、出力電流検出回
路38,出力電圧検出回路37から出力される検出信号
のPWM制御回路36へ入力される優先順位が、それら
の電位レベルの高さによって決定される。つまり、図6
の(a)に示すように、点灯開始時にはハロゲンランプ
LMPの抵抗値が低いために流れる電流が大きくなって
しまうため、同図の(b)に示すように、電流検出信号
の電圧レベルを予め電圧検出信号の電圧レベルより高め
に設定しておくことで、出力電流検出回路38からの信
号が優先され、制御電源装置は定電流制御を行うことに
なり、その後ハロゲンランプLMPの抵抗値が温度上昇
と共に安定してくると電流値が低くなるため、出力電流
検出回路38から出力される値よりも出力電圧検出回路
37から出力される値の方が大きくなり、同図の(c)
に示すように、PWM制御回路36においてデューティ
規制がかかり制御は定電圧制御へと移行される。このよ
うにして、ランプLMPへの突入電流は定電流制御によ
り制限され、定電圧制御で光束の安定制御が行われ、な
おかつ、入力ライン電流を図7の(a)のピーク状から
(b)の正弦波状にする制御が行われる。
路38,出力電圧検出回路37から出力される検出信号
のPWM制御回路36へ入力される優先順位が、それら
の電位レベルの高さによって決定される。つまり、図6
の(a)に示すように、点灯開始時にはハロゲンランプ
LMPの抵抗値が低いために流れる電流が大きくなって
しまうため、同図の(b)に示すように、電流検出信号
の電圧レベルを予め電圧検出信号の電圧レベルより高め
に設定しておくことで、出力電流検出回路38からの信
号が優先され、制御電源装置は定電流制御を行うことに
なり、その後ハロゲンランプLMPの抵抗値が温度上昇
と共に安定してくると電流値が低くなるため、出力電流
検出回路38から出力される値よりも出力電圧検出回路
37から出力される値の方が大きくなり、同図の(c)
に示すように、PWM制御回路36においてデューティ
規制がかかり制御は定電圧制御へと移行される。このよ
うにして、ランプLMPへの突入電流は定電流制御によ
り制限され、定電圧制御で光束の安定制御が行われ、な
おかつ、入力ライン電流を図7の(a)のピーク状から
(b)の正弦波状にする制御が行われる。
【0038】前述の二つの制御動作は、図8に示すよう
にクロック41から出力される1クロック毎に切換えら
れながら行われる。クロック41から出力された1パル
ス毎にアナログスイッチ42は、PWM制御回路36に
入力される信号を入力段側,出力段側と交互に切り換
え、その時点でのトランジスタTs,T1のドライブ信
号をラッチ回路43,44により保持し無信号期間のオ
ン/オフを決定する。この時クロック41の発振周波数
は、スイッチング素子Ts,T1のスイッチング周波数
よりも十分大きくとる。
にクロック41から出力される1クロック毎に切換えら
れながら行われる。クロック41から出力された1パル
ス毎にアナログスイッチ42は、PWM制御回路36に
入力される信号を入力段側,出力段側と交互に切り換
え、その時点でのトランジスタTs,T1のドライブ信
号をラッチ回路43,44により保持し無信号期間のオ
ン/オフを決定する。この時クロック41の発振周波数
は、スイッチング素子Ts,T1のスイッチング周波数
よりも十分大きくとる。
【0039】以上説明したように、本実施例によれば、
突入電流が大きくなるようなランプ負荷等に電力を供給
する回路、いわゆる光量制御回路等において、ランプ点
灯時の突入電流を制限しつつ、立上がり時間を早くする
ことが可能となり、スイッチング素子へのストレスを低
減できる。また、点灯時において商用電源側の力率改善
や電流波形歪の低減が可能となり、更に平滑コンデンサ
のリップル電流を大幅に低減でき、電源としての信頼性
の向上が得られ、スイッチング素子へのストレスや入力
段のフィルタをも軽減できる。
突入電流が大きくなるようなランプ負荷等に電力を供給
する回路、いわゆる光量制御回路等において、ランプ点
灯時の突入電流を制限しつつ、立上がり時間を早くする
ことが可能となり、スイッチング素子へのストレスを低
減できる。また、点灯時において商用電源側の力率改善
や電流波形歪の低減が可能となり、更に平滑コンデンサ
のリップル電流を大幅に低減でき、電源としての信頼性
の向上が得られ、スイッチング素子へのストレスや入力
段のフィルタをも軽減できる。
【0040】なお、本実施例ではスイッチング素子とし
てトランジスタを用いた場合について説明したが、スイ
ッチング素子はFET,IGBTなど高速スイッチング
が可能なものならば何れのものを用いてもよく、電流検
出も抵抗以外にカレントトランスなどを用いてもよい。
てトランジスタを用いた場合について説明したが、スイ
ッチング素子はFET,IGBTなど高速スイッチング
が可能なものならば何れのものを用いてもよく、電流検
出も抵抗以外にカレントトランスなどを用いてもよい。
【0041】(実施例6)図9に示す実施例6は、回路
構成は実施例5とほぼ同じであり、入力段を昇降圧形と
し、その直流出力部に直流電圧検出回路50を設け、負
荷電流のフィードバックを無くしたところのみ相違す
る。
構成は実施例5とほぼ同じであり、入力段を昇降圧形と
し、その直流出力部に直流電圧検出回路50を設け、負
荷電流のフィードバックを無くしたところのみ相違す
る。
【0042】つまり、直流電圧検出回路50の出力を乗
算回路33へ送ることにより、入力電圧変動,負荷急変
による入力段の直流出力電圧変動が起こらないように入
力電流波高値を可変させ、直流出力の定電流・定電圧制
御を行う。その他の動作は実施例5と同一である。
算回路33へ送ることにより、入力電圧変動,負荷急変
による入力段の直流出力電圧変動が起こらないように入
力電流波高値を可変させ、直流出力の定電流・定電圧制
御を行う。その他の動作は実施例5と同一である。
【0043】(実施例7)実施例7を説明する。図10
に示す実施例7は、回路構成は実施例5にほぼ同じであ
り、出力電流検出回路38における電流検出レベルと、
入力電流波高値を決定する乗算回路の乗数を機器本体側
のCPU7から与えられるオフセット信号とした部分、
及びランプの光束読取り部が加わったところのみが相違
する。
に示す実施例7は、回路構成は実施例5にほぼ同じであ
り、出力電流検出回路38における電流検出レベルと、
入力電流波高値を決定する乗算回路の乗数を機器本体側
のCPU7から与えられるオフセット信号とした部分、
及びランプの光束読取り部が加わったところのみが相違
する。
【0044】この構成をとることにより、ランプの光束
安定までの時間と電流検出レベルが相互に最適値となる
よう、検出レベルがCPU7により制御され、また、入
力段の直流出力制御を、負荷が変動する時(負荷のオン
/オフ時等)に変えることが可能となる。
安定までの時間と電流検出レベルが相互に最適値となる
よう、検出レベルがCPU7により制御され、また、入
力段の直流出力制御を、負荷が変動する時(負荷のオン
/オフ時等)に変えることが可能となる。
【0045】なお、現在多くの家電品において用いられ
るようになったファジー制御やニューロ制御等をこの検
出レベル制御に、光束だけでなくスイッチング素子の発
熱量などのパラメータを含めて用いれば、より最適な制
御が可能となる。
るようになったファジー制御やニューロ制御等をこの検
出レベル制御に、光束だけでなくスイッチング素子の発
熱量などのパラメータを含めて用いれば、より最適な制
御が可能となる。
【0046】(実施例8)実施例8を説明する。本実施
例は、実施例5のような制御電源装置をモータ負荷のよ
うなピーク電流に対し、平均電流が低い負荷の制御回路
として用いた場合の例である。この制御電源装置をモー
タ負荷の制御回路に応用すれば、ピーク電流が大きくな
った時には定電流制御回路として働くことでピーク電流
を押え、スイッチング素子へのストレスを軽減でき、従
来ピーク電流で熱設計しなければならなかった、放熱
板,トランス,スイッチング素子を平均電流で熱設計す
ることが可能となる。
例は、実施例5のような制御電源装置をモータ負荷のよ
うなピーク電流に対し、平均電流が低い負荷の制御回路
として用いた場合の例である。この制御電源装置をモー
タ負荷の制御回路に応用すれば、ピーク電流が大きくな
った時には定電流制御回路として働くことでピーク電流
を押え、スイッチング素子へのストレスを軽減でき、従
来ピーク電流で熱設計しなければならなかった、放熱
板,トランス,スイッチング素子を平均電流で熱設計す
ることが可能となる。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ランプやモータ等、電源投入時に大きな突入電流が流れ
る負荷を接続したとき、突入電流を抑えることができ、
かつ短時間に負荷電流を安定化できる。また、請求項4
〜7の発明では、更に交流入力電流を正弦波状に制御で
きて、力率の改善及び電流波形歪の低減ができる。
ランプやモータ等、電源投入時に大きな突入電流が流れ
る負荷を接続したとき、突入電流を抑えることができ、
かつ短時間に負荷電流を安定化できる。また、請求項4
〜7の発明では、更に交流入力電流を正弦波状に制御で
きて、力率の改善及び電流波形歪の低減ができる。
【図1】 実施例1の回路図
【図2】 実施例1の動作説明図
【図3】 実施例2の回路図
【図4】 実施例3の回路図
【図5】 実施例5の回路図
【図6】 実施例5の動作説明図
【図7】 実施例5の各部波形図
【図8】 実施例5における時分割制御の説明図
【図9】 実施例6の回路図
【図10】 実施例7の回路図
【図11】 位相制御方式の説明図
【図12】 ソフトスタートの説明図
【図13】 従来例の回路図
1 出力電圧検出回路 2 出力電流検出回路 3 PWM制御回路 4 OR回路
Claims (7)
- 【請求項1】 出力電流検出手段と、出力電圧検出手段
と、前記出力電流検出手段の出力と前記出力電圧検出手
段の出力から大きい値の方の出力を選択する選択手段
と、当該制御電源装置の主回路を断続するスイッチング
素子と、前記選択手段の出力に応じて前記スイッチング
素子を断続制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る制御電源装置。 - 【請求項2】 入力電圧検出手段と、この入力電圧検出
手段の出力により出力電流検出手段の出力を補正する補
正手段とを更に備えたことを特徴とする請求項1記載の
制御電源装置。 - 【請求項3】 負荷であるランプの光束を検出する光束
検出手段と、この光束検出手段の出力に応じて出力電流
検出手段の検出レベルを設定する検出レベル設定手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項1記載の制御電源
装置。 - 【請求項4】 入力段と出力段とを備える制御電源装置
であって、入力段は、整流回路と、この整流回路の交流
入力電圧の波形を検出する交流入力電圧波形検出手段
と、前記入力段の主回路を断続する第1のスイッチング
素子と、前記入力段の出力電流を検出する第1の出力電
流検出手段と、この第1の出力電流検出手段の出力波形
が前記交流入力電圧波形検出手段の出力波形に近似する
ように前記第1のスイッチング素子を断続制御する第1
の制御手段とを備え、出力段は、この出力段の出力電流
を検出する第2の出力電流検出手段と、前記出力段の出
力電圧を検出する出力電圧検出手段と、前記第2の出力
電流検出手段と前記出力電圧検出手段の出力から大きい
値の方の出力を選択する選択手段と、前記出力段の主回
路を断続する第2のスイッチング素子と、前記選択手段
の出力に応じて前記第2のスイッチング素子を断続制御
する第2の制御手段とを備えたことを特徴とする制御電
源装置。 - 【請求項5】 1つの制御手段を時分割で切り換えて第
1の制御手段と第2の制御手段とすることを特徴とする
請求項4記載の制御電源装置。 - 【請求項6】 入力段の出力電圧を検出する第2の出力
電圧検出手段を更に備え、この第2の出力電圧検出手段
の出力レベルが一定になるよう第1の制御手段を動作さ
せることを特徴とする請求項4記載の制御電源装置。 - 【請求項7】 負荷であるランプの光束を検出する光束
検出手段と、この光束検出手段の出力に応じて第2の出
力電流検出手段の検出レベルを設定する検出レベル設定
手段とを更に備えたことを特徴とする請求項4記載の制
御電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4172571A JPH0622541A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 制御電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4172571A JPH0622541A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 制御電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0622541A true JPH0622541A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=15944308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4172571A Withdrawn JPH0622541A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 制御電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0622541A (ja) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0847250A (ja) * | 1994-07-01 | 1996-02-16 | Consorzio Per La Ric Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | スイッチング電源のファジー制御のためのプロセスおよびスイッチング電源のためのファジー制御装置 |
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JP2010244959A (ja) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光素子の制御回路 |
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JP2019219379A (ja) * | 2018-06-21 | 2019-12-26 | エー・ウント・エー・エレクトロニック・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング | 電子装置、そのような電子装置を備えた光ガスセンサー及びそのような電子装置を用いて放射線源の電力を制御する方法 |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP4172571A patent/JPH0622541A/ja not_active Withdrawn
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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