JPS60198094A - 定光量光源装置 - Google Patents
定光量光源装置Info
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- JPS60198094A JPS60198094A JP59053905A JP5390584A JPS60198094A JP S60198094 A JPS60198094 A JP S60198094A JP 59053905 A JP59053905 A JP 59053905A JP 5390584 A JP5390584 A JP 5390584A JP S60198094 A JPS60198094 A JP S60198094A
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- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 18
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Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は光源にハロゲンランプを使い、一定光量を安定
して得る定光量光源装置に関する〇〔従来技術〕 従来、ランプの点灯方式には第１図に示すような交流点
灯、第２図に示すようなスイッチング電源を使った直流
点灯などがあげられる。光源に定格１．２ Ｖ・１００
Ｗのハロゲンランプを使用した場合には・第１図の交流
点灯ではトランス５が非常に大型かつ大重量になり、取
扱いが不便である。
して得る定光量光源装置に関する〇〔従来技術〕 従来、ランプの点灯方式には第１図に示すような交流点
灯、第２図に示すようなスイッチング電源を使った直流
点灯などがあげられる。光源に定格１．２ Ｖ・１００
Ｗのハロゲンランプを使用した場合には・第１図の交流
点灯ではトランス５が非常に大型かつ大重量になり、取
扱いが不便である。
その上、入力１の変動により、ハロゲンランプの光量が
変動し１、その変動量は入力１の±１Ｄ％の変動に対し
て±３０−にも達し、光学的にフィードバックをかけな
くては安定した光量が得られない欠点がある＠一方、第
２図の直流点灯ではスイッチング電源を使うことにより
小型かつ比較的軽凰で、安定な電源が得られ、ランプを
定光量で点灯できるが、構成が複雑になり、コストは第
１図の場合の５倍以上になる。このように小型・軽量か
つ低価格で安定した光量を得られる点灯装置が実現でき
なかった。
変動し１、その変動量は入力１の±１Ｄ％の変動に対し
て±３０−にも達し、光学的にフィードバックをかけな
くては安定した光量が得られない欠点がある＠一方、第
２図の直流点灯ではスイッチング電源を使うことにより
小型かつ比較的軽凰で、安定な電源が得られ、ランプを
定光量で点灯できるが、構成が複雑になり、コストは第
１図の場合の５倍以上になる。このように小型・軽量か
つ低価格で安定した光量を得られる点灯装置が実現でき
なかった。
本発明はこのような問題を解決するもので、その目的と
するところは低価格で小型軽量かつ安定した光量が得ら
れる定光量光源装置を提供することにある。
するところは低価格で小型軽量かつ安定した光量が得ら
れる定光量光源装置を提供することにある。
本発明の定光量光源装置は、電源１次側に商用電源１０
０ｖの全波整流波を印加し、フォワード型あるいはプッ
シュプル型の他励式コンバーターで５０〜５０に’Ｈｚ
の高周波で全波整流波をスイッチングして２次側のハロ
ゲンランプへ電力全供給し点灯させ、かつ、外部からの
ＯＮ・ＯＦＦ信号でランプの点・消灯ができ、かつ、入
力電圧の経時的な変動を検知して、ランプ駆動パルス幅
を自動的に調整し、ランプ光量を一定に保つ機能を有す
ることを特徴とした装置である。
０ｖの全波整流波を印加し、フォワード型あるいはプッ
シュプル型の他励式コンバーターで５０〜５０に’Ｈｚ
の高周波で全波整流波をスイッチングして２次側のハロ
ゲンランプへ電力全供給し点灯させ、かつ、外部からの
ＯＮ・ＯＦＦ信号でランプの点・消灯ができ、かつ、入
力電圧の経時的な変動を検知して、ランプ駆動パルス幅
を自動的に調整し、ランプ光量を一定に保つ機能を有す
ることを特徴とした装置である。
以下、本発明について実施例に基づき詳細に説明をする
。第６図に本発明のブロック図を示す。
。第６図に本発明のブロック図を示す。
本例はフォワード型コンバーターで、２次側負荷は電源
に直列に接続した１２Ｖ １００Ｗハロゲンランプであ
る。第３図により各部動作を簡単に説明する。まず、入
力１を整流回路７で余波整流し、制御回路１１から送ら
れる約３０ＫＨｚのパルス信号をパルストランス１０に
より、絶縁兼電圧電流変換して、パワートランジスタな
どのスイッチング素子９に伝えて、余波整流波を高速ス
イッチングし、トランス５を介してハロゲンランプ乙に
一定電力を常に実効値で等しくなるように供給するもの
である。本例のようにフォワード型コンバーターを用い
た場合には、トランス５の磁束リセット動作のためにリ
セットエネルギーの吸収を行なう１００μＦ程度の電解
コンデンサーを整流回路７の後に平滑コンデンサーと同
じ形で設ける場合があり、このときはスイッチング素子
９に印加する電圧は余波整流波ではなく、かなりのリッ
プルを含んだ平滑波になる・制御回路１１は補助トラン
ス１７、整流回路１８、平滑回路１９から供給される補
助電源により動作するが、前述のように外部から補助電
源が供給される場合は１７、１８ 、’１９は不要であ
る。制御回路１１は光量設定とＯＮ −ＯＦＦ信号４に
従い、スイッチング素子へ送るパルス信号幅を制御し、
ハロゲンランプ６の光量制御とＯＮ・ＯＦＦ制御をする
０以上が各部の動作である０ 次に、ハロゲンランプの定電力駆動方法、メイントラン
ス５の巻線比と容量、制御回路の動作について詳述する
。
に直列に接続した１２Ｖ １００Ｗハロゲンランプであ
る。第３図により各部動作を簡単に説明する。まず、入
力１を整流回路７で余波整流し、制御回路１１から送ら
れる約３０ＫＨｚのパルス信号をパルストランス１０に
より、絶縁兼電圧電流変換して、パワートランジスタな
どのスイッチング素子９に伝えて、余波整流波を高速ス
イッチングし、トランス５を介してハロゲンランプ乙に
一定電力を常に実効値で等しくなるように供給するもの
である。本例のようにフォワード型コンバーターを用い
た場合には、トランス５の磁束リセット動作のためにリ
セットエネルギーの吸収を行なう１００μＦ程度の電解
コンデンサーを整流回路７の後に平滑コンデンサーと同
じ形で設ける場合があり、このときはスイッチング素子
９に印加する電圧は余波整流波ではなく、かなりのリッ
プルを含んだ平滑波になる・制御回路１１は補助トラン
ス１７、整流回路１８、平滑回路１９から供給される補
助電源により動作するが、前述のように外部から補助電
源が供給される場合は１７、１８ 、’１９は不要であ
る。制御回路１１は光量設定とＯＮ −ＯＦＦ信号４に
従い、スイッチング素子へ送るパルス信号幅を制御し、
ハロゲンランプ６の光量制御とＯＮ・ＯＦＦ制御をする
０以上が各部の動作である０ 次に、ハロゲンランプの定電力駆動方法、メイントラン
ス５の巻線比と容量、制御回路の動作について詳述する
。
まず、ハロゲンランプの定電力駆動方法について述べる
。今、入力１に交流電力が入力され、その電圧Ｖｐとし
、ハロゲンランプ６を実効電力Ｐで点灯させた時の駆動
電圧波形を第４図に示す。
。今、入力１に交流電力が入力され、その電圧Ｖｐとし
、ハロゲンランプ６を実効電力Ｐで点灯させた時の駆動
電圧波形を第４図に示す。
駆動電圧及び電流のピーク値をそれぞれｙｐに・工Ｐに
とし、そのデューテ、イーをＤとすると次式５式％ （１） （２） ここで、■８はランプを電力Ｐで直流点灯させたときの
直流電圧値である。即ち、直流点灯時の供給電力と電力
実効値が等しくなるようにランプを高周波点灯させる。
とし、そのデューテ、イーをＤとすると次式５式％ （１） （２） ここで、■８はランプを電力Ｐで直流点灯させたときの
直流電圧値である。即ち、直流点灯時の供給電力と電力
実効値が等しくなるようにランプを高周波点灯させる。
ところが、入力１の電圧ｖｐが経時的な変動をすると、
ランプ供給電力Ｐはその２乗で変動し、光量も大きく変
化するＯその値はｖ、ｐの±１０％の変動に対し、±３
０％にも及ぶ０従って、定光量を得るためにはＶＰの変
化を検知してランプ駆動波形のデユーティ−Ｄを補正し
て、供給電力Ｐが一定になるようにすればよいわけであ
る。第５図の駆動電圧平均値をＶａｖとし、点灯時のラ
ンプの抵抗をＲＺとすると駆動電力は次式で示せる。
ランプ供給電力Ｐはその２乗で変動し、光量も大きく変
化するＯその値はｖ、ｐの±１０％の変動に対し、±３
０％にも及ぶ０従って、定光量を得るためにはＶＰの変
化を検知してランプ駆動波形のデユーティ−Ｄを補正し
て、供給電力Ｐが一定になるようにすればよいわけであ
る。第５図の駆動電圧平均値をＶａｖとし、点灯時のラ
ンプの抵抗をＲＺとすると駆動電力は次式で示せる。
Ｖ ａ ｖ ＝ ’Ｖ ｓ ／ Ｄ −・・・（４）入
力−の電圧ｙｐがＸ％の変動をするとＶａｖもこれに比
例して２％の変動をする。供給電力Ｐを一定に保つため
にパルス幅りをα％変化させたと ・すると、 Ｐ＝（（１４ｚ）Ｖａｖ）２．（（１＋α）Ｄ）２／Ｒ
２′・・・・・・（６） （５）と（６）は等しいので、αを算出すると、α＝□
−１・・・・・・（７） １＋ｇ となり、（７）式で供給電力は常に一定に保てる。
力−の電圧ｙｐがＸ％の変動をするとＶａｖもこれに比
例して２％の変動をする。供給電力Ｐを一定に保つため
にパルス幅りをα％変化させたと ・すると、 Ｐ＝（（１４ｚ）Ｖａｖ）２．（（１＋α）Ｄ）２／Ｒ
２′・・・・・・（６） （５）と（６）は等しいので、αを算出すると、α＝□
−１・・・・・・（７） １＋ｇ となり、（７）式で供給電力は常に一定に保てる。
次に、メイントランス５の巻線比と容量について述べる
。これについても実効値でめることができる。メイント
ランスの１次側印加電圧の実効値をＶ ｐ ｓ巻数をｎ
Ｐとし、２次側印加電圧実効値をＶ Ｂ 、巻数を？ｌ
Ｓとすると従来のトランスと同様に次式で関係が示せる
。
。これについても実効値でめることができる。メイント
ランスの１次側印加電圧の実効値をＶ ｐ ｓ巻数をｎ
Ｐとし、２次側印加電圧実効値をＶ Ｂ 、巻数を？ｌ
Ｓとすると従来のトランスと同様に次式で関係が示せる
。
ｎ ｓ ／ ｎ ｐ ＝ ’Ｖ ｓ ／ Ｖ ｐ −−
・−＝ （３１トランスの容量はハロゲンランプの定格
電力の１１〜１．２倍を目安にコア材の選定をすればよ
い０本例ではコア材にフェライトコアＨ７Ｇ利を用い、
コアサイズはＥ工４０を使用している。
・−＝ （３１トランスの容量はハロゲンランプの定格
電力の１１〜１．２倍を目安にコア材の選定をすればよ
い０本例ではコア材にフェライトコアＨ７Ｇ利を用い、
コアサイズはＥ工４０を使用している。
最後に、制御回路１１の構成と動作について説明する。
制御回路１１の構成を第４図に示す◇パルス幅制御回路
２７は市販のスイッチングレギュレーターコントロール
用ＩＣを使用しており、工０内部では第５図の２８に示
すような三角波あるいはノコギリ波と設定電圧２９が重
なり合う幅で決定されるパルス波を出力し・このパルス
波でスイッチング素子９がドライブされる。従って）１
０ゲンランプの定電力駆動で述べた制御を設定電圧２９
で行なえばよいわけである。本例では入力１の電圧変動
量が補助電源２０の電圧変動量に比例することを利用し
、補助電源２０とツェナーダイオードなどによって得ら
れる定電圧源２１の電圧差を比較器２２でめることによ
り検知している。
２７は市販のスイッチングレギュレーターコントロール
用ＩＣを使用しており、工０内部では第５図の２８に示
すような三角波あるいはノコギリ波と設定電圧２９が重
なり合う幅で決定されるパルス波を出力し・このパルス
波でスイッチング素子９がドライブされる。従って）１
０ゲンランプの定電力駆動で述べた制御を設定電圧２９
で行なえばよいわけである。本例では入力１の電圧変動
量が補助電源２０の電圧変動量に比例することを利用し
、補助電源２０とツェナーダイオードなどによって得ら
れる定電圧源２１の電圧差を比較器２２でめることによ
り検知している。
この人力１の電圧変動はランプ駆動電力の一部を抵抗を
介して取り出して平滑化ｌ〜、この電圧と定電圧源２１
との電圧を比較することにＪ：っても検知することがで
き、外部から補助電源の供給が得られる場合には第４図
の１７．１８．１９が不要になるのでコストダウンがは
かれる。比較器２２には、出力電圧が（７）式の関係に
従って変動するような増幅度をもたせる。次に、この２
２からの出力電圧に光量調整回路２３で設定された電圧
が加算器２４でめられ、定電力でハロゲンランプを駆動
させるために必要な制御電圧信号が得られる。
介して取り出して平滑化ｌ〜、この電圧と定電圧源２１
との電圧を比較することにＪ：っても検知することがで
き、外部から補助電源の供給が得られる場合には第４図
の１７．１８．１９が不要になるのでコストダウンがは
かれる。比較器２２には、出力電圧が（７）式の関係に
従って変動するような増幅度をもたせる。次に、この２
２からの出力電圧に光量調整回路２３で設定された電圧
が加算器２４でめられ、定電力でハロゲンランプを駆動
させるために必要な制御電圧信号が得られる。
２５はＯＮ・ＯＦＦ制御回路で外部０Ｎ−ＯＦＦ制御信
号４に従って、ＯＮ状態では２４からの信号をそのまま
伝え、０ＦＩＰ状態では第５図の２８と重ならない高い
レベルの電圧信号を出すことによりＯＮ・Ｑ ’Ｅ Ｆ
制御をしている０２７はソフトスタート回路で２６のＯ
Ｎ・ＯＦＦ動作で前述の制御電圧信号が急変して、冷却
状態で抵抗値が部端に低い時のハロゲンランプに急激に
大電力が加わった短絡状態となってランプやスイッチン
グ素子などが破損するのを防ぐ役〒をする・〔効 果〕 本実施例により、第１図の交流点灯回路の約１．５倍の
低コストで、交流または直流点灯した場−合と同等の光
電とランプ寿命が得られ、低価格で小型・軽量な定光量
光源装置が得られた０また、定光電化のためのフィード
バック系としては受光素子を使っても可能で□あるが、
受光素子感度の温度依存性が大きく、使いにくい欠点が
あるが１本例ではこのような素子を使用せずに入力電圧
変動±１０％、周囲温度０℃〜５０℃の範囲で光量変動
±５％以下という良好な結果を得ている。
号４に従って、ＯＮ状態では２４からの信号をそのまま
伝え、０ＦＩＰ状態では第５図の２８と重ならない高い
レベルの電圧信号を出すことによりＯＮ・Ｑ ’Ｅ Ｆ
制御をしている０２７はソフトスタート回路で２６のＯ
Ｎ・ＯＦＦ動作で前述の制御電圧信号が急変して、冷却
状態で抵抗値が部端に低い時のハロゲンランプに急激に
大電力が加わった短絡状態となってランプやスイッチン
グ素子などが破損するのを防ぐ役〒をする・〔効 果〕 本実施例により、第１図の交流点灯回路の約１．５倍の
低コストで、交流または直流点灯した場−合と同等の光
電とランプ寿命が得られ、低価格で小型・軽量な定光量
光源装置が得られた０また、定光電化のためのフィード
バック系としては受光素子を使っても可能で□あるが、
受光素子感度の温度依存性が大きく、使いにくい欠点が
あるが１本例ではこのような素子を使用せずに入力電圧
変動±１０％、周囲温度０℃〜５０℃の範囲で光量変動
±５％以下という良好な結果を得ている。
本発明の応用分野は光プリンタ、イメージセンサなどの
光源としての応用が上げられるＯ
光源としての応用が上げられるＯ
第１図はハロゲンランプを交流点灯させるための回路例
。同じく第２図はハロゲンランプを直流点灯させるため
の回路例。第３図は本発明のブロック図。第４図は本発
明の制御回路内ブロック図。 第５図はパルス幅制御の説明図。 １・・・入力（商用電源１ｏｏｖ） ２・・・ＯＮ・ＯＦＦ制御回路 ３・・・ソフトスタート回路 ４・・・外部ＯＮ・ＯＦＦ制御信号 ５・・・トランス ６・・・ハロゲンランプ ７・・・整流回路（全波整流） ８・・・平滑回路（１次側用） ９・・・スイッチング素子 １０・・・パルストランス １１・・・制御回路 １２・・・補助電源 １３・・・整流回路（２次側用） １４・・・平滑回路（２次側用） １５・・・過電流検知回路 １６・・・過電圧検知回路 １７・・・補助トランス １８・・・整流回路（補助電源用） １９・・・平滑回路（補助電源用） ２０・・・補助電源 ２１・・定電圧電源 ２２・・・比較器 ２３・・・光ｍ調整回路 ２４・・・加算器 ２５・・・ＯＮ・ＯＦＦ制御回路 ２６・・・ソフトスタート回路 ２７−・・パル７、１１／ｉｌ制御１ｃ２８・・・基準
三角波 ２９・・パルス幅制御電圧 以 上 出願人 株式会社諏訪精 代理人 弁理士 最上 二Ｎ ３ 図 １ ４ Ｊ”Ｌ 第４図 第５゛図
。同じく第２図はハロゲンランプを直流点灯させるため
の回路例。第３図は本発明のブロック図。第４図は本発
明の制御回路内ブロック図。 第５図はパルス幅制御の説明図。 １・・・入力（商用電源１ｏｏｖ） ２・・・ＯＮ・ＯＦＦ制御回路 ３・・・ソフトスタート回路 ４・・・外部ＯＮ・ＯＦＦ制御信号 ５・・・トランス ６・・・ハロゲンランプ ７・・・整流回路（全波整流） ８・・・平滑回路（１次側用） ９・・・スイッチング素子 １０・・・パルストランス １１・・・制御回路 １２・・・補助電源 １３・・・整流回路（２次側用） １４・・・平滑回路（２次側用） １５・・・過電流検知回路 １６・・・過電圧検知回路 １７・・・補助トランス １８・・・整流回路（補助電源用） １９・・・平滑回路（補助電源用） ２０・・・補助電源 ２１・・定電圧電源 ２２・・・比較器 ２３・・・光ｍ調整回路 ２４・・・加算器 ２５・・・ＯＮ・ＯＦＦ制御回路 ２６・・・ソフトスタート回路 ２７−・・パル７、１１／ｉｌ制御１ｃ２８・・・基準
三角波 ２９・・パルス幅制御電圧 以 上 出願人 株式会社諏訪精 代理人 弁理士 最上 二Ｎ ３ 図 １ ４ Ｊ”Ｌ 第４図 第５゛図
Claims (1)
- 光源にハロゲンランプを使用し、このランプの電源１次
側に単相商用交流電源の余波整流波を印加し、これを６
０〜５０ ’Ｋ Ｈｚの高周波でスイッチングすること
により２次側の該ランプを点灯させる回路に、外部から
の信号による該ランプのＯＮ・ＯＦＦ制御及び単相商用
交流電源の経時変動に対する光量の一定値制御機能を付
加したことを特徴とする小型軽量な定光量光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59053905A JPS60198094A (ja) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | 定光量光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59053905A JPS60198094A (ja) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | 定光量光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60198094A true JPS60198094A (ja) | 1985-10-07 |
Family
ID=12955726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59053905A Pending JPS60198094A (ja) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | 定光量光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60198094A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006156376A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-15 | Matsushita Electric Works Ltd | 高輝度放電ランプ安定器及び高輝度放電ランプを動作するための方法 |
-
1984
- 1984-03-21 JP JP59053905A patent/JPS60198094A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006156376A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-15 | Matsushita Electric Works Ltd | 高輝度放電ランプ安定器及び高輝度放電ランプを動作するための方法 |
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