JPH0898519A - 電源装置、点灯装置、電気装置および複写装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 起動時から確実に制御回路に電源を供給でき
る点灯装置に関する。 【構成】 ハロゲンランプILを始動させるに際しては、
電界効果トランジスタQ1のオンデューティ比を徐々に長
くさせてスイッチング動作させ、出力をしだいに大きく
しソフトスタートする。ハロゲンランプILは短絡状態か
ら定常状態に変化する過渡期であるため、検出巻線L2に
は電圧が誘起されずコンデンサC2には電圧を充電しな
い。電源巻線L3の電圧値に基づきコンデンサC4を充電
し、制御回路２を動作させる。ハロゲンランプILが始動
時から通常点灯状態になると、ハロゲンランプILは所定
の抵抗値になるため、検出巻線L2にも電圧が誘起され
る。検出巻線L2の電圧が電源巻線L3の電圧より高くなる
と、検出巻線L2の電圧によりコンデンサC4を充電し、制
御回路２を動作させる。検出巻線L2で検出された電圧に
より、制御回路２により電界効果トランジスタQ1のスイ
ッチングを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、起動時から確実に制御
回路に電源を供給できる電源装置、点灯装置、電気装置
および複写装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の点灯装置としては、たと
えば図５に示す構成が知られている。

【０００３】この図５に示す点灯装置は、直流電源Ｅに
抵抗R1を介して降圧チョッパ回路１が接続され、この降
圧チョッパ回路１は電界効果トランジスタQ1およびダイ
オードD1の直列回路が抵抗R1を介して直流電源Ｅに対し
て並列に接続されるとともに、このダイオードD1に対し
て並列にインダクタL1およびキャパシタC1の直列回路が
接続されている。

【０００４】また、インダクタL1にはフライバックタイ
プの検出巻線L2が磁気的に接続され、この検出巻線L2に
はダイオードD2およびコンデンサC2が直列に接続されて
いる。

【０００５】そして、検出巻線L2およびコンデンサC2の
接続点は、制御回路２のＧＮＤ端子に接続され、ダイオ
ードD2およびコンデンサC2の接続点は制御回路２のＶcc
端子に接続されるとともに、抵抗R2を介してＦ／Ｂ端子
に接続されている。また、直流電源Ｅの正極は抵抗R3を
介して制御回路２のＶcc端子に接続され、抵抗R1の両端
は制御回路２のＣＬＭ端子およびＧＮＤ端子に接続され
ている。

【０００６】さらに、コンデンサC1の両端子間には、ハ
ロゲンランプILが接続されている。

【０００７】そして、電界効果トランジスタQ1を制御回
路２によりスイッチング動作させ、キャパシタC1により
平滑して定電圧化し、ハロゲンランプILを点灯させてい
る。

【０００８】また、検出巻線L2で出力電圧を検出し、ダ
イオードD2で整流してコンデンサC2で平滑し、起動抵抗
R3を介した直流電源の電圧とともに、コンデンサC2の電
圧により制御回路２に電源を供給して制御回路２を動作
させている。

【０００９】そして、検出巻線L2で検出された電圧が上
昇してコンデンサC2の電圧が上昇すると、この電圧を制
御回路２にフィードバックして制御回路２により電界効
果トランジスタQ1を制御して変換回路１からの出力電圧
を低下させ、検出巻線L2で検出された電圧が低下してコ
ンデンサC2の電圧が低下すると、制御回路２により電界
効果トランジスタQ1を制御して変換回路１からの出力電
圧を増加させている。

【００１０】また、フライバックタイプの検出巻線L2で
は、図６に示すように、直流電源の電圧の変動にかかわ
らず、誘起電圧が一定であるので制御を行ないやすいも
のの、ハロゲンランプILが負荷の場合には、起動時の短
絡状態から徐々に抵抗値が安定する特性を有するので、
ハロゲンランプILが短絡状態でコンデンサC1に電圧が発
生していない場合には、図７に示すように、電圧が発生
せず制御回路２に電圧を供給できない。

【００１１】したがって、始動時に制御回路２による電
界効果トランジスタQ1の制御が不能になるおそれがあ
る。

【００１２】このため、ハロゲンランプの始動時でも確
実に制御を行なえるようにした回路として、たとえば図
８に示す構成が知られている。

【００１３】この図８に示す構成は、図５に示す構成
に、検出巻線L2とは別個にインダクタL1に磁気的に結合
したフォワードタイプの電源巻線L3を設け、この電源巻
線L3にダイオードD3およびコンデンサC4の直列回路を接
続し、このコンデンサC4にドロッパ回路３を接続したも
のである。また、このドロッパ回路３は、コンデンサC4
に対して並列にトランジスタQ4のコレクタ、エミッタ、
ダイオードD4およびコンデンサC5を接続し、トランジス
タQ4のコレクタ、ベース間に抵抗R4を接続し、トランジ
スタQ4のベースにツェナダイオードZD1 を介してコンデ
ンサC4およびコンデンサC2の接続点に接続したものであ
る。

【００１４】そして、図５に示す場合と同様に、検出巻
線L2で検出された電圧が上昇してコンデンサC2の電圧が
上昇すると、この電圧を制御回路２にフィードバックし
て制御回路２により電界効果トランジスタQ1を制御して
変換回路１からの出力電圧を低下させ、検出巻線L2で検
出された電圧が低下してコンデンサC2の電圧が低下する
と、制御回路２により電界効果トランジスタQ1を制御し
て変換回路１からの出力電圧を増加させている。

【００１５】また、フライバックタイプの検出巻線L2で
は、ハロゲンランプILが負荷の場合には、起動時の短絡
状態から徐々に抵抗値が安定する特性を有するので、ハ
ロゲンランプILが短絡状態でコンデンサC1に電圧が発生
していないが、電源巻線L3によりコンデンサC4が充電さ
れコンデンサC4に電圧が生じているので、コンデンサC4
の電圧をドロッパ回路３のトランジスタQ4により定電圧
に制御して制御回路２に供給している。

【００１６】そして、電源巻線L3の電圧は、図９に示す
ように、直流電源Ｅの電圧が上昇するに従い上昇する。
このため、直流電源Ｅの電圧に対応させるため、ドロッ
パ回路３により電源巻線L3の電圧を低下させる必要があ
り、このドロッパ回路３で電圧を低下させると直流電源
Ｅの電圧が高いときに損失が大きくなり、回路全体の効
率が低下してしまう。

【００１７】さらに、図１０に示すように、コンデンサ
C1の電圧が上昇するに従い低下するとともに、直流電源
Ｅの電圧が低い場合ａほど直流電源Ｅの電圧が高い場合
ｃに比べて低下してしまう。

【００１８】また、検出巻線L2の電圧をフィードバック
して制御回路２を制御する場合、図１１に示すように、
コンデンサC1の電流が所定量まで増加してもコンデンサ
C1の電圧値は一定であるものの、コンデンサC1の電流が
所定値以上増加するとａの区間では間欠発振を生じてし
まう。

【００１９】一方、電源巻線L3の電圧をフィードバック
して制御回路２を制御する場合、図１２に示すように、
検出巻線L2の場合と同様、コンデンサC1の電流が所定量
まで増加してもコンデンサC1の電圧値は一定であるもの
の、コンデンサC1の電流が所定値以上増加するとコンデ
ンサC1の電圧が急激に低下してしまう。

【００２０】そして、図１３（ａ）に示すように、電界
効果トランジスタQ1のオンデューティを徐々に大きくし
てハロゲンランプILをソフトスタートする際には、コン
デンサC1の電圧は時間とともに増加して、その後、定電
圧になる。一方、このソフトスタート時には、図１３
（ｂ）に示すように、電源巻線L3の電圧が上昇してコン
デンサC4の電圧が定格電圧以上になるおそれがあるた
め、コンデンサC4は必要以上大きな容量のコンデンサを
使用する必要がある。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、図５に
示す従来例の場合には、ハロゲンランプILの始動時は短
絡状態から徐々に抵抗値が安定する特性を有するので、
ハロゲンランプILが短絡状態でコンデンサC1に電圧が発
生していない場合には、電圧が発生せず制御回路２に電
圧を供給できず、制御を行なえなくなる問題を有してい
る。

【００２２】また、ハロゲンランプに限らず、容量性の
負荷を用いた場合にも同様である。

【００２３】一方、図８に示す従来例の場合には、ドロ
ッパ回路３を電源巻線L3に設けなければならないため、
電源効率が低下してしまう問題を有している。

【００２４】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、電源効率を低下させることなく起動時から確実に制
御できる電源装置、点灯装置、電気装置および複写装置
を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電源装置
は、直流電源の電圧をスイッチング素子およびインダク
タを有する変換回路で変換して負荷に電力を供給し、前
記インダクタに流れる電流を検出して制御回路により前
記スイッチング素子を制御し、前記負荷への電圧を一定
にする電源装置において、前記インダクタに対して磁気
的に結合して設けられた検出巻線と、前記インダクタに
対して磁気的に結合して設けられ前記検出巻線とは電気
的に反対の極性となる電源巻線と、前記検出巻線および
前記電源巻線のいずれか高い電圧を出力するオア回路
と、前記直流電源に接続された起動抵抗とを備え、前記
制御回路は、前記オア回路の出力および前記起動抵抗を
介した前記直流電源を電源として動作するものである。

【００２６】請求項２記載の電源装置は、請求項１記載
の電源装置において、変換回路は、始動時に過負荷状態
になるものである。

【００２７】請求項３記載の点灯装置は、請求項１また
は２記載の電源装置の負荷は、ランプであるものであ
る。

【００２８】請求項４記載の点灯装置は、請求項３記載
の点灯装置において、ランプが、電球であるものであ
る。

【００２９】請求項５記載の電気装置は、ランプと、こ
のランプを点灯する請求項３または４記載の点灯装置
と、この点灯装置を収容する筐体とを具備したものであ
る。

【００３０】請求項６記載の複写装置は、ランプと、こ
のランプを点灯する請求項３または４記載の点灯装置
と、前記ランプおよび点灯装置を収容する複写機本体と
を具備したものである。

【００３１】

【作用】請求項１記載の電源装置は、変換回路のインダ
クタに対して磁気的に結合した検出巻線および電源巻線
を設け、オア回路で検出巻線および電源巻線のいずれか
高い電圧を出力し、制御回路はオア回路の出力および起
動抵抗を介した直流電源を電源として動作するため、起
動時には起動抵抗を介した直流電源および電源巻線から
電源を取ることができ、始動時から制御を行なえるとと
もに、その後は検出巻線から電源を取ることができ、電
圧を降下させる手段は必要ないため、電源効率の低下も
ない。

【００３２】請求項２記載の電源装置は、請求項１記載
の電源装置において、変換回路は、始動時に過負荷状態
になるため、始動時に検出巻線に電圧が生じなくても電
源巻線を電源とすることができる。

【００３３】請求項３記載の点灯装置は、請求項１また
は２記載の電源装置の負荷は、ランプであるため、始動
時に短絡状態になって、検出巻線に電圧が生じなくても
電源巻線を電源とすることができる。

【００３４】請求項４記載の点灯装置は、請求項３記載
の点灯装置において、ランプを電球としたため、電源効
率を低下させることなく、始動時から制御を行なうこと
ができる。

【００３５】請求項５記載の電気装置は、請求項３また
は４記載の点灯装置と、この点灯装置を収容する筐体と
を具備したため、電源効率を低下させることなく、始動
時から制御を行なうことができる。

【００３６】請求項６記載の複写装置は、複写機本体に
ランプおよび請求項３または４記載の点灯装置を収容し
たため、電源効率を低下させることなく、始動時から制
御を行なうことができる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の複写装置の一実施例を図面を
参照して説明する。なお、従来例に対応する部分には同
一符号を付して説明する。

【００３８】図２において、11は複写機本体で、この複
写機本体11は上部に図示しない原稿載置用のガラス面を
有し、このガラス面上に開閉自在の蓋体12が取り付けら
れている。また、複写機本体11内には、用紙Ｐを搬送す
る搬送手段13および搬送された用紙に画像を現像、定着
する現像手段14などが配設されている。

【００３９】さらに、ガラス面に対して平行にレール15
が配設され、このレール15にはランプユニット16が移動
可能に設けられ、このランプユニット16内には負荷とし
てのハロゲンランプILが収納されている。そして、この
ハロゲンランプILには、点灯回路17が電気的に接続され
ている。

【００４０】そして、この点灯回路17は、図１に示すよ
うに、直流電源Ｅに抵抗R1を介して変換回路としての降
圧チョッパ回路１が接続され、この降圧チョッパ回路１
はスイッチング素子としての電界効果トランジスタQ1お
よびダイオードD1の直列回路が抵抗R1を介して直流電源
Ｅに対して並列に接続されるとともに、このダイオード
D1に対して並列にインダクタL1およびキャパシタC1の直
列回路が接続されている。

【００４１】また、インダクタL1にはフライバックタイ
プの検出巻線L2が磁気的に接続され、この検出巻線L2に
はダイオードD2およびコンデンサC2が直列に接続されて
いる。

【００４２】そして、検出巻線L2およびコンデンサC2の
接続点は、制御回路２のＧＮＤ端子に接続され、ダイオ
ードD2およびコンデンサC2の接続点は抵抗R2を介してＦ
／Ｂ端子に接続されている。また、直流電源Ｅの正極は
起動抵抗R3を介して制御回路２のＶcc端子に接続され、
抵抗R1の両端は制御回路２のＣＬＭ端子およびＧＮＤ端
子に接続されている。

【００４３】一方、インダクタL1にはフォワードタイプ
の電源巻線L3が磁気的に接続され、この電源巻線L3には
検出巻線L2とは反対極性に整流し、電気的極性を反対に
するダイオードD3およびコンデンサC4の直列回路が接続
されている。

【００４４】また、検出巻線L2およびダイオードD2の接
続点と、ダイオードD3およびコンデンサC4の接続点との
間にはダイオードD5が接続され、ダイオードD3およびダ
イオードD5にてオア回路21を構成している。

【００４５】さらに、コンデンサC1の両端子間には、ハ
ロゲンランプILが接続されている。

【００４６】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００４７】まず、図示しないガラス面上に原稿を配置
し、ハロゲンランプILを点灯させた状態で、ランプユニ
ット16をレール15に沿って移動させ、原稿の画像を読み
取り、搬送手段13で用紙Ｐを搬送して、現像手段14で用
紙Ｐに現像、定着を行なう。

【００４８】また、ハロゲンランプILを始動させるに際
しては、図４に示すように、電界効果トランジスタQ1の
オンデューティ比を徐々に長くさせてスイッチング動作
させ、図３（ａ）に示すように、出力をしだいに大きく
するソフトスタートを行なう。なお、制御回路２により
電界効果トランジスタQ1をオンしている期間ではインダ
クタL1を充電し、電界効果トランジスタQ1をオフするこ
とによりインダクタL1を放電させてダイオードD1を介し
てコンデンサC1を充電して、ハロゲンランプILを点灯さ
せる。

【００４９】このときは、ハロゲンランプILは短絡状態
から定常状態に変化する過渡期であるため、検出巻線L2
には電圧が誘起されずコンデンサC2には電圧が充電され
ないので、電源巻線L3の電圧値に基づきコンデンサC4を
充電し、このコンデンサC4の電圧に基づき制御回路２を
動作させる。

【００５０】その後、ハロゲンランプILが始動時から通
常点灯状態になると、ハロゲンランプILは所定の抵抗値
になるため、検出巻線L2にも電圧が誘起され、図３
（ｂ）に示すように、検出巻線L2の電圧が電源巻線L3の
電圧より高くなると、検出巻線L2の電圧によりコンデン
サC4を充電し、このコンデンサC4の電圧に基づき制御回
路２を動作させるとともに、この検出巻線L2で検出され
た電圧により、制御回路２により電界効果トランジスタ
Q1のスイッチングを制御する。

【００５１】そして、たとえば検出巻線L2により検出さ
れた電圧が所定値より低い場合には制御回路２により電
界効果トランジスタQ1をコンデンサC1の電圧が上昇する
方向に制御し、反対に、検出された電圧が高い場合には
制御回路２により電界効果トランジスタQ1をキャパシタ
C1の電圧が低下する方向に制御する。

【００５２】なお、制御回路２にはたとえば直流電源Ｅ
の投入時に電界効果トランジスタQ1を破壊から防止する
ための過電流保護回路などを設けてもよく、この過電流
保護回路動作時はソフトスタート時と同様に動作する。

【００５３】また、検出巻線L2および電源巻線L3の巻数
比は、電源巻線L3はソフトスタート時などに制御回路２
に適切な電圧を供給できるように、かつ、検出巻線L2は
ハロゲンランプILが定常状態になった後に制御回路２に
適切な電圧を供給できるように設定すればよい。

【００５４】上記実施例によれば、ハロゲンランプILが
短絡して検出巻線L2に電圧が誘起されない状態でも電源
巻線L3に電圧が誘起され、制御回路２に所定の動作を行
なわせることができるため、ハロゲンランプILが短絡状
態でも、間欠発振などが生ずることなく確実に電界効果
トランジスタQ1を制御できる。また、ハロゲンランプIL
の短絡時にも電界効果トランジスタQ1を確実に制御でき
るため、コンデンサC4に必要以上に大きな電圧がかかる
ことを防止できるので、コンデンサC4に必要以上の電圧
ストレスがかかることを防止できる。さらに、コンデン
サC4の電圧を低下させるドロッパ回路が不要になり、電
力損失がなくなるので、電源効率を向上できる。

【００５５】なお、ランプとしてはハロゲンランプを用
いて説明したが、放電ランプを用いても同様の効果を得
ることができる。

【００５６】

【発明の効果】請求項１記載の電源装置によれば、変換
回路のインダクタに対して磁気的に結合した検出巻線お
よび電源巻線を設け、オア回路で検出巻線および電源巻
線のいずれか高い電圧を出力し、制御回路はオア回路の
出力および起動抵抗を介した直流電源を電源として動作
するため、起動時には起動抵抗を介した直流電源および
電源巻線から電源を取ることができ、始動時から制御を
行なえるとともに、その後は検出巻線から電源を取るこ
とができ、電圧を降下させる手段は必要ないため、電源
効率の低下を防止できる。

【００５７】請求項２記載の電源装置によれば、請求項
１記載の電源装置に加え、変換回路は、始動時に過負荷
状態になるため、始動時に検出巻線に電圧が生じなくて
も電源巻線を電源とすることができる。

【００５８】請求項３記載の点灯装置によれば、請求項
１または２記載の電源装置の負荷は、ランプであるた
め、始動時に短絡状態になって、検出巻線に電圧が生じ
なくても電源巻線を電源とすることができる。

【００５９】請求項４記載の点灯装置によれば、請求項
３記載の点灯装置に加え、ランプを電球としたため、電
源効率を低下させることなく、始動時から制御を行なう
ことができる。

【００６０】請求項５記載の電気装置によれば、請求項
３または４記載の点灯装置と、この点灯装置を収容する
筐体とを具備したため、電源効率を低下させることな
く、始動時から制御を行なうことができる。

【００６１】請求項６記載の複写装置によれば、複写機
本体にランプおよび請求項３または４記載の点灯装置を
収容したため、電源効率を低下させることなく、始動時
から制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の点灯装置の一実施例を示す回路図であ
る。

【図２】同上複写装置を概念的に示す説明図である。

【図３】同上動作を示す波形図である。 （ａ） コンデンサC1の電圧を示す波形図 （ｂ） 検出巻線L2および電源巻線L3の電圧を示す波形
図

【図４】同上電界効果トランジスタQ1のオンデューティ
を示す波形図である。

【図５】従来例の点灯装置を示す回路図である。

【図６】同上検出巻線L2の電圧と直流電源Ｅの電圧との
関係を示すグラフである。

【図７】同上検出巻線L2の電圧とコンデンサC1の電圧と
の関係を示すグラフである。

【図８】他の従来例の点灯装置を示す回路図である。

【図９】同上電源巻線L3の電圧と直流電源Ｅの電圧との
関係を示すグラフである。

【図１０】同上電源巻線L3の電圧とコンデンサC1の電圧
との関係を示すグラフである。

【図１１】同上検出巻線L2により制御した場合のコンデ
ンサC1の電流とコンデンサC1の電流との関係を示すグラ
フである。

【図１２】同上電源巻線L3により制御した場合のコンデ
ンサC1の電流とコンデンサC1の電流との関係を示すグラ
フである。

【図１３】同上動作を示す波形図である。 （ａ） コンデンサC1の電圧を示す波形図 （ｂ） 電源巻線L3の電圧を示す波形図

【符号の説明】 １ 変換回路としての降圧チョッパ回路 ２ 制御回路 11 複写機本体 21 オア回路 Ｅ 直流電源 IL 負荷としてのハロゲンランプ L1 インダクタ L2 検出巻線 L3 電源巻線 Q1 スイッチング素子としての電界効果トランジスタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源の電圧をスイッチング素子およ
   びインダクタを有する変換回路で変換して負荷に電力を
   供給し、前記インダクタに流れる電流を検出して制御回
   路により前記スイッチング素子を制御し、前記負荷への
   電圧を一定にする電源装置において、 前記インダクタに対して磁気的に結合して設けられた検
   出巻線と、 前記インダクタに対して磁気的に結合して設けられ前記
   検出巻線とは電気的に反対の極性となる電源巻線と、 前記検出巻線および前記電源巻線のいずれか高い電圧を
   出力するオア回路と、 前記直流電源に接続された起動抵抗とを備え、 前記制御回路は、前記オア回路の出力および前記起動抵
   抗を介した前記直流電源を電源として動作することを特
   徴とした電源装置。
2. 【請求項２】 変換回路は、始動時に過負荷状態になる
   ことを特徴とした請求項１記載の電源装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の電源装置の負荷
   は、ランプであることを特徴とした点灯装置。
4. 【請求項４】 ランプが、電球であることを特徴とした
   請求項３記載の点灯装置。
5. 【請求項５】 ランプと、 このランプを点灯する請求項３または４記載の点灯装置
   と、 この点灯装置を収容する筐体とを具備したことを特徴と
   する電気装置。
6. 【請求項６】 ランプと、 このランプを点灯する請求項３または４記載の点灯装置
   と、 前記ランプおよび点灯装置を収容する複写機本体とを具
   備したことを特徴とする複写装置。