JPH06250747A - 基準光源ランプ用スイッチング電源 - Google Patents

基準光源ランプ用スイッチング電源

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JPH06250747A
JPH06250747A JP3204693A JP3204693A JPH06250747A JP H06250747 A JPH06250747 A JP H06250747A JP 3204693 A JP3204693 A JP 3204693A JP 3204693 A JP3204693 A JP 3204693A JP H06250747 A JPH06250747 A JP H06250747A
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JP
Japan
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circuit
voltage
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reference voltage
light source
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JP3204693A
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Inventor
Hisanao Matsuura
久尚 松浦
Mitsuru Kobayashi
満 小林
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力電圧投入時に基準光源ランプに流れる突
入電流を減少させ、基準光源ランプに与えるストレスの
小さな基準光源ランプ用スイッチング電源を得る。 【構成】 出力電圧の基準となる基準電圧を発生する基
準電圧発生回路3と基準電圧と出力電圧の差を増幅する
エラーアンプ5の間に、入力電圧投入時に基準電圧を徐
々に立ち上げる基準電圧ソフトスタート回路4を取り付
ける。 【効果】 入力電圧投入時に基準光源ランプに流れる突
入電流の時間を減少させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、リモートセンシング
用光学センサ等の校正に用いる基準光源ランプを安定し
た光度で点灯させるための基準光源ランプ用スイッチン
グ電源に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来の基準光源ランプ用スイッ
チング電源の構成図であり、各ブロック内に描かれた回
路は一例を示している。1は入力電圧から必要とする出
力電圧を作る電力変換回路、2は電力変換回路1からの
出力電圧を検出する電圧検出回路、3は出力電圧の基準
となる基準電圧を作る基準電圧発生回路、5は電圧検出
回路2からの出力と基準電圧発生回路3で作られた基準
電圧との差を増幅するエラーアンプ、6は出力電流を検
出する出力電流検出回路、7は過電流検出の基準となる
基準電圧を作るカレントリミッタ基準電圧発生回路、8
は出力電流検出回路6からの出力とカレントリミッタ基
準電圧発生回路7で作られた基準電圧との差を増幅する
カレントリミッタエラーアンプ、9は三角波発振回路、
10はエラーアンプ5およびカレントリミッタエラーア
ンプ8の出力と三角波発生回路9で発生した三角波から
電力変換回路1を駆動するためのパルス信号を作るPW
M(Pulse Width Modulation)
回路、11はPWM回路10から出力されたパルス信号
を電力変換回路1が駆動できるレベルまで増幅するドラ
イブ回路、12はPWM回路10に作用して入力電圧投
入時に出力電圧が徐々に立ち上がるようにするソフトス
タート回路、13は基準光源ランプである。
【0003】従来の基準光源ランプ用スイッチング電源
は上記のように構成されている。電力変換回路1では入
力電圧を基準光源ランプ13の点灯に必要な電圧に変換
する。例ではbuck型スイッチングレギュレータを用
いており入力電圧を降圧して出力電圧を得ている。得ら
れた出力電圧を基準光源ランプ13に加えると共に電圧
検出回路2で分圧して基準電圧発生回路3で発生した基
準電圧と比較できるレベルに下げ、エラーアンプ5では
電圧検出回路2の出力と基準電圧との差を増幅すること
により出力電圧の変動につれてエラーアンプ5の出力レ
ベルが上下する。一方、出力電流検出回路6では検出し
た電流を電圧に変換し、カレントリミッタエラーアンプ
8において、カレントリミッタ基準電圧発生回路7で作
られた過電流検出の基準となるカレントリミッタ基準電
圧と比較することによって過電流検出を行っている。P
WM回路10では図7に示すとおり三角波発振回路9で
発生した三角波をエラーアンプ5およびカレントリミッ
タエラーアンプ8の出力がクロスする幅を持つパルス信
号を作ることにより定常時には出力電圧が安定するよう
に過電流検出時には出力電圧を下げ電流を制限するよう
にパルス幅が変動し、ドライブ回路11でPWM回路1
0から出力されたパルス信号を増幅して電力変換回路1
内のスイッチングトランジスタを駆動している。また、
入力電圧投入時に出力電圧が急激に立ち上がるのを防ぐ
ためにソフトスタート回路12により図8のようにパル
ス幅が徐々に広がるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の基
準光源ランプ用スイッチング電源では、図9(a)
(b)に示したように入力電圧投入時に定常電流の10
倍程度の突入電流が100msecぐらいの時間流れる
ため基準光源ランプ10の寿命が著しく劣化するという
問題点があった。突入電流の原因は入力電圧投入時の基
準光源ランプ10の温度が定常電流通電中に比べ低いた
め抵抗値も低いということと、電力変換回路1内のスイ
ッチング素子のストレージタイムがあるため出力電圧波
形がソフトスタート回路12を備えているにもかかわら
ず最小オン・デューティに制限を受けるので、出力電圧
波形が0Vからなだらかに立ち上がるのではなく、図9
に示したようにある電圧値Vxが基準光源ランプ13に
瞬間的に加わるためである。理論的にはソフトスタート
回路12により出力電圧立ち上がり時間を長くすれば突
入電流の時間幅はある程度改善されるが、体積・質量の
増加に比較して効果は小さく、ソフトスタート回路8内
のキャパシタの大きさの物理的制約から10sec程度
が限度でありこれ以上大きなキャパシタを使用するのは
現実的ではない。
【0005】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたものであり、入力電圧投入時に基準光源ランプ
に流れる突入電流の大きさあるいは時間幅を減らし基準
光源ランプに加わるストレスを減少させることを目的と
している。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る基準光源
ランプ用スイッチング電源の実施例1の回路においては
入力電圧投入時に電圧安定化用基準電圧を徐々に立ち上
げる基準電圧ソフトスタート回路を基準電圧発生回路と
エラーアンプの間に設けたものである。
【0007】さらに、別の実施例においては上記電圧安
定化用基準電圧ソフトスタート回路に加え、三角波発振
回路に接続し入力電圧投入後の一定時間三角波の発振周
波数を低く保つ発振周波数変換回路を設けたものであ
る。
【0008】さらに別の実施例においては上記電圧安定
化用基準電圧ソフトスタート回路に加え、入力電圧投入
時にカレントリミッタ基準電圧発生回路で作られたカレ
ントリミッタ基準電圧を徐々に立ち上げるカレントリミ
ッタ基準電圧ソフトスタート回路を設けたものである。
【0009】さらに別の実施例においては上記電圧安定
化用基準電圧ソフトスタート回路およびカレントリミッ
タ基準電圧ソフトスタート回路に加え、出力電流検出回
路に代えて入力電流を検出する入力電流検出回路を設け
たものである。
【0010】さらに別の実施例においては上記カレント
リミッタ基準電圧ソフトスタート回路を設け、電圧安定
化用基準電圧ソフトスタート回路を除いたものである。
【0011】
【作用】上記のように電圧安定化用基準電圧ソフトスタ
ート回路を備えた基準光源ランプ用スイッチング電源に
入力電圧を投入すると、出力電圧の立ち上がりの傾斜が
なだらかになり基準光源ランプへの突入電流の流れる時
間幅が減少する。
【0012】また、電圧安定化用基準電圧ソフトスター
ト回路に加え、発振周波数変換回路を備えた基準光源ラ
ンプ用スイッチング電源では、入力電圧印加後の一定時
間は発振周波数が低いのでパルス幅のオン・デューティ
がいっそう小さくなり、光源側へ供給する電圧が小さく
なるのでさらに突入電流の大きさも減少する。
【0013】また、電圧安定化用基準電圧ソフトスター
ト回路に加え、カレントリミッタ基準電圧ソフトスター
ト回路を備えた基準光源ランプ用スイッチング電源で
は、入力電圧投入時の突入電流が流れようとする期間
は、カレントリミッタが掛かり出力電圧が低く抑えられ
るとともに突入電流も非常に低く抑えられる。
【0014】また、出力電流検出回路の代わりに入力電
流検出回路を備えた基準光源ランプ用スイッチング電源
では、ランプ電流値をスイッチング電源の入力側で検出
するため、より低い電流値を検出するので電流検出部で
の損失を小さくでき、より効率を落とさずに突入電流の
大きさが減少する。
【0015】また、電圧安定化用基準電圧ソフトスター
ト回路を持たなくても大きいカレントリミッタ基準電圧
ソフトスタート回路定数を持たせたランプ電流検出回路
を備えるだけで、ランプ突入電流制限をこの電流制限ル
ープを支配的に働かせることでできるので簡単な回路構
成でも従来よりも大きく突入電流の大きさが減少する。
【0016】
【実施例】
実施例1 図1はこの発明の実施例1を示す回路図であり、1〜3
および5〜13は上記従来装置と全く同一のものであ
る。4は基準電圧ソフトスタート回路であって、この実
施例では直列に接続した抵抗とキャパシタで構成されキ
ャパシタの他端は接地する。抵抗の他端には基準電圧発
生回路3の出力を接続し、抵抗とキャパシタの接続点を
エラーアンプ5の入力に接続する。
【0017】前記のように構成された基準光源ランプ用
スイッチング電源においては、基準電圧ソフトスタート
回路4により出力電圧の基準となる基準電圧が徐々に立
ち上がるためそれに連れて出力電圧も従来よりゆっくり
と立ち上がる。これにより図10(a)(b)に示した
ように基準光源ランプに突入電流の流れる時間幅が大き
く減少する。
【0018】実施例2 図2はこの発明の実施例を示す回路図であり、上記実施
例1に入力電圧投入後の一定時間三角波の発振周波数を
下げておく発振周波数変換回路14を三角波発振回路6
に付加したものである。この実施例での発振周波数変換
回路はタイマ回路によって三角波の発振周波数を決定す
る抵抗を切換える構造となっている。
【0019】前記のように構成された基準光源ランプ用
スイッチング電源においては、基準電圧ソフトスタート
回路4により突入電流の流れる時間が減少するととも
に、発振周波数変換回路14により入力電圧投入後の一
定時間三角波の発振周波数を強制的に下げることによ
り、入力電圧投入後の一定時間は、発振周波数は低くな
るものの、電力変換回路内のパワートランジスタのスト
レージタイムは一定なのでパルス幅のオン・デューティ
はより小さくなるため出力電圧の立ち上がりはより小さ
くなるので、図11(a)(b)に示したようにVxが
減少し、これに伴い突入電流が大幅に減少する。
【0020】実施例3 図3はこの発明のさらに別の実施例を示す回路図であ
り、上記実施例1に過電流検出の基準となるカレントリ
ミッタ基準電圧を徐々に立ち上げるカレントリミッタ基
準電圧ソフトスタート回路15をカレントリミッタ基準
電圧発生回路7とカレントリミッタエラーアンプ8の間
に付加する。この実施例でのカレントリミッタ基準電圧
ソフトスタート回路は上記基準電圧ソフトスタート回路
と同じ構成である。
【0021】前記のように構成された基準光源ランプ用
スイッチング電源においては、基準電圧ソフトスタート
回路4により突入電流の流れる時間が減少するとともに
カレントリミッタ基準電圧ソフトスタート回路15によ
り入力電圧投入時にカレントリミッタ基準電圧が徐々に
立ち上がることにより図12(a)(b)に示すように
基準光源ランプ13に流れる電流は制限されながら徐々
に増えていき突入電流は極めて小さく抑えられる。
【0022】実施例4 図4はさらに別の実施例を示す回路図であり、上記実施
例3の出力電流検出回路11の代わりに入力電流検出回
路16を設ける。この実施例での入力電流検出回路16
は出力電流検出回路6と同様に抵抗で電流を検出する構
成である。
【0023】前記のように構成された基準光源ランプ用
スイッチング電源においては、基準電圧ソフトスタート
回路4により突入電流の流れる時間が減りカレントリミ
ッタ基準電圧ソフトスタート回路15により突入電流は
極めて小さく抑えられる。また、上記実施例3のように
出力ラインに抵抗を挿入するのではなく入力側で電流検
出を行っているため、電力変換回路にbuck型スイッ
チングレギュレータを用いているので入力電流が出力電
流よりも低く、電流検出部での損失を低く抑えられる。
出力電圧・電流波形を図13(a)(b)に示す。
【0024】実施例5 図5はこの発明のさらに別の実施例を示す回路図であ
り、図3に示した実施例から電圧安定化用の基準電圧ソ
フトスタート回路4を省略したものである。
【0025】前記のように構成された基準光源ランプ用
スイッチング電源においては、カレントリミッタ基準電
圧ソフトスタート回路15の時定数を支配的にすること
により、突入電流は十分に小さく抑えられており、基準
光源ランプに対してストレスを与えることはない。その
ため体積・質量に制約がある場合に最も構造の簡単な付
加回路で最も大きな効果を発揮するものである。出力電
圧・電流波形を図14(a)(b)に示す。
【0026】ところで上記説明では、この発明を基準光
源ランプの点灯に利用する場合について述べたが、その
他突入電流によって大きなストレスを受ける機器の電源
としても利用できることはいうまでもない。
【0027】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0028】基準電圧ソフトスタート回路を取り付ける
ことにより、突入電流の流れる時間幅を短縮することが
できる。
【0029】さらに、発振周波数変換回路を取り付ける
ことにより突入電流の大きさも減少することができ、ま
たカレントリミッタ基準電圧ソフトスタート回路を取り
付けることにより突入電流の大きさをより大幅に減少さ
せることができる。
【0030】また、出力電流検出回路の代わりに入力電
圧検出回路を取り付けることにより、電流検出部の損失
を減少させ、効率の低下を小さく抑えることができる。
【0031】また、カレントリミッタ基準電圧ソフトス
タート回路のみを取り付けることにより、非常に簡単な
付加回路で突入電流を減少させるのに大きな効果を発揮
し、体積・質量の増加が極めて小さいにもかかわらず基
準光源ランプに与えるストレスの非常に小さなスイッチ
ング電源を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す回路図である。
【図2】この発明の実施例2を示す回路図である。
【図3】この発明の実施例3を示す回路図である。
【図4】この発明の実施例4を示す回路図である。
【図5】この発明の実施例5を示す回路図である。
【図6】従来の基準光源ランプ用スイッチング電源を示
す回路図である。
【図7】PWM回路の動作を示す波形図である。
【図8】ソフトスタート回路動作時のPWM回路の動作
を示す波形図である。
【図9】従来の基準光源ランプ用スイッチング電源の出
力電圧・電流の波形図である。
【図10】実施例1の出力電圧・電流の波形図である。
【図11】実施例2の出力電圧・電流の波形図である。
【図12】実施例3の出力電圧・電流の波形図である。
【図13】実施例4の出力電圧・電流の波形図である。
【図14】実施例5の出力電圧・電流の波形図である。
【符号の説明】
1 電力変換回路 2 電圧検出回路 3 基準電圧発生回路 4 基準電圧ソフトスタート回路 5 エラーアンプ 6 出力電流検出回路 7 カレントリミッタ基準電圧発生回路 8 カレントリミッタエラーアンプ 9 三角波発振回路 10 PWM回路 11 ドライブ回路 12 ソフトスタート回路 13 基準光源ランプ 14 発振周波数変換回路 15 カレントリミッタ基準電圧ソフトスタート回路 16 入力電流検出回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力電圧から必要とする出力電圧を作る
    ための電力変換回路、出力電圧を検出するための電圧検
    出回路、出力電圧の基準となる電圧を発生する基準電圧
    発生回路、入力電圧投入時に基準電圧発生回路で作られ
    た基準電圧を徐々に立ち上げる基準電圧ソフトスタート
    回路、電圧検出回路からの出力と基準電圧ソフトスター
    ト回路からの出力の差を増幅するエラーアンプ、出力電
    流を検出するための出力電流検出回路、過電流検出の基
    準となる電圧を発生するカレントリミッタ基準電圧発生
    回路、出力電流検出回路の出力とカレントリミッタ基準
    電圧発生回路の出力の差を増幅するカレントリミッタエ
    ラーアンプ、電力変換回路を駆動するためのパルス信号
    をつくるために必要な三角波を発生する三角波発振回
    路、エラーアンプおよびカレントリミッタエラーアンプ
    の出力と三角波発振回路で作られた三角波から電力変換
    回路を駆動するためのパルス信号を作るPWM(Pul
    se Width Modulation)回路、入力
    電圧投入時に出力電圧を徐々に立ち上げるためにPWM
    回路から出力されたパルス信号のパルス幅を徐々に広げ
    ていくソフトスタート回路、PWM回路から出力された
    パルス信号で電力変換回路を駆動するためのドライブ回
    路を備えたことを特徴とする基準光源ランプ用スイッチ
    ング電源。
  2. 【請求項2】 入力電圧投入後の一定時間、定常時より
    低い周波数の三角波を発振するために三角波発振回路に
    接続された発振周波数変換回路を備えたことを特徴とす
    る請求項1記載の基準光源ランプ用スイッチング電源。
  3. 【請求項3】 入力電圧投入時にカレントリミッタ基準
    電圧発生回路で作られたカレントリミッタ基準電圧を徐
    々に立ち上げるカレントリミッタ基準電圧ソフトスター
    ト回路を備えたことを特徴とする請求項1記載の基準光
    源ランプ用スイッチング電源。
JP3204693A 1993-02-22 1993-02-22 基準光源ランプ用スイッチング電源 Pending JPH06250747A (ja)

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