JPH079097U - レ−ザ管点灯電源装置における保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ＤＣ／ＤＣコンバ−タ方式のレ−ザ管点灯電
源装置において、レ−ザ管等が故障した場合に高圧電源
が非制御状態になることを防止し、且つ電源装置を自動
停止するための保護回路の提供にある。 【構成】 ＤＣ／ＤＣコンバ−タおよびその制御回路そ
して高圧電圧検出回路、比較回路、判定回路およびその
制御部よりなる保護回路によって構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する分野の説明】

本考案はＤＣ／ＤＣコンバ−タ方式のレ−ザ管点灯電源装置の保護回路に関 するもの。

【０００２】

【従来技術とその問題点】

図１は、この種の保護回路の従来例の一例である。 １はバッテリ−等の直流電源、今起動スイッチ２を閉じるとスイッチング素 子４のベ−スに起動抵抗６を経由してベ−ス電流が供給され、スイッチング 素子はオンして、高圧発生トランス３の一次巻線３−１に直流電源１の電圧 Ｅが加わり、高圧発生トランス３の一次巻線３−１のインダクタンスをＬ3-1 とすると、（Ｅ／Ｌ3-1）×ｔの電流が流れ、それによって高圧発生トラン ス３の一次巻線３−１の巻線数をＮ3-1、帰還巻線３−２の巻線数をＮ3-2、 帰還巻線３−２にＥ×（Ｎ3-2／Ｎ3-1）の電圧が発生する。 この帰還巻線３−２の電圧によって、スイッチング素子のベ−スにベ−ス抵 抗７を経由してベ−ス電流が供給される為スイッチング素子４はオン状態を 持続するが、スイッチング素子の電流増巾率をｈfeとすればベ−ス電流×ｈ fe＜（Ｅ／Ｌ3-1）×ｔとなるとスイッチング素子はオフして、二次巻線３ （２） −３に二次巻線の巻線数をＮ3-3とするとダイオ−ド１１を順バイアスする 方向にＥ×（Ｎ3-3／Ｎ3-1）の高電圧が発生する。この電圧が、レ−ザ管に 加わり、図２および図４のトリガ電圧Ｖtを超えると、レ−ザ管は点灯する。 レ−ザ管は点灯すると安定した電流を供給しないと、安定光が得られないこ とや寿命低下になることもある為、レ−ザ管と直列に挿入した電流検出抵抗 ９に流れるレ−ザ電流が一定になる様、電流検出抵抗９の端子電圧をツェナ −ダイオ−ド１２で検出し、レ−ザ電流が増え（減）ればツェナ−ダイオ− ドはオン（オフ）してトランジスタ５がオン（オフ）してスイッチング素子 ４をオフ（オン）させ、出力電圧を下げ（上げ）る。 このようにして、レ−ザ管に加わる電圧を制御する。 一方、レ−ザ管のガス抜け、或いは高圧回路の配線断線時にはレ−ザ管およ び電流検出抵抗９に電流が流れないので電流検出抵抗９に端子電圧が発生せ ず、よってツェナ−ダイオ−ド１２はオンせずトランジスタ５もオンせず、 従ってスイッチング素子４はオフせず高電圧が制御されず、いわゆるでっぱ なしの異常高電圧状態となり、感電や高圧発生トランス３の絶縁破壊による 漏電火災をひきおこす危険性があった。

【０００３】

【考案の目的】

従来技術ではレ−ザ管等の不具合によって異常高電圧が連続して発生するこ とがあり、感電や火災事故につながる危険性があった。本考案では、レ−ザ 管の不具合による異常高電圧を検出し出力を遮断する保護回路をもうけるこ とによって感電や火災を防止することを目的とする。

【０００４】

【考案の実施例】

図３は本考案の一実施例である。 図３において、図１と同一符号は同一部品を表わす。 図４のｔ0−ｔ1間において、電源動作スタ−トスイッチ４８をオフし、電流 投入スイッチ２をオンすると、トランジスタ４６がオフである為、Ｄフリッ （３） プフロップＩＣ４５のセット端子Ｓ2はハイレベル「Ｈ」、リセット端子Ｒ2 はロ−レベル「Ｌ」であるから出力Ｑ2は「Ｈ」となり、トランジスタ４７ はオンでスイッチング素子はオフとなる。それにつれて、アナログスイッチ ４３がオンとなる為オペアンプ４０の出力はＶref電圧となる。Ｖref電圧は 図４の（Ｖc＋Ｖd）／２の電圧に設定されているのでオペアンプ４１、４２ の出力は「Ｌ」、したがってＤフリップフロップＩＣ４４のセット端子Ｓ1 は「Ｌ」となる。また、ＤフリップフロップＩＣ４４のリセット端子Ｒ１は 電源投入スイッチ２がオンの時、コンデンサ３４と抵抗２８の微分回路によ ってリセットがかかるので、出力端子Ｑ1は「Ｌ」となる。次に、ｔ1−ｔ2間 でスタ−ト信号スイッチ４８をオンするとトランジスタ４６はオンとなり、 ＤフリップフロップＩＣ４５のＲ2は「Ｈ」、Ｓ2は「Ｌ」でＱ2は「Ｌ」と なる。従ってトランジスタ４７はオフになるので、スイッチング素子はオン となり、スイッチング作用によってトランスの２次側に所定の高電圧が発生 し、図２および図４のトリガ電圧Ｖtを超えるとレ−ザ管が点灯する。この 時レ−ザ管に加わる電圧は電圧検出抵抗１０、１５で分圧され、さらにオペ アンプ３９とオペアンプ４０の積分回路に導かれる。積分時定数は抵抗１８ とコンデンサ３３の積で与えられ、電圧検出抵抗１０、１５で分圧された電 圧Ｖaとオペアンプ４０の積分出力Ｖbがつり合った点で積分動作を停止する 構成になっている。また、積分動作の開始とりセットはコンデンサ３３と並 列に挿入されているアナログスイッチ４３によって行われる。すなわちアナ ログスイッチ４３がオンであればＶaに係わらず積分出力はＶref＝（ＶC＋ Ｖd）／２であり、オフになるとＶrefを起点としてＶa値まで積分を行う。 次にスタ−ト信号スイッチ４８をオンすると、前述した様にＤＦＦ ＩＣ４ ４、４５のＱ1、Ｑ2は共に「Ｌ」になるのでアナログスイッチ４３はオフと なって積分を開始する。ここで積分時定数を適当に選ぶと、レ−ザ管点灯時 に発生する高電圧は通常状態では時間的には数mＳであり、これを積分して も図４のａの様にわずかに変化するだけである。積分された電圧Ｖbはコン パレ−タ４１、４２で比較され、ＶcとＶd内にあればレ−ザ管は正常と判定 （４） される。

【０００５】 一方ｔ2においてレ−ザ管等の異常で高電圧が連続的に発生したと仮定する と、図−４のｂの様に積分され、ついには上限設定値Ｖcを超えてしまう。 すると、コンパレ−タ４１の出力が「Ｈ」になりＤ−ＦＦＩＣ４４Ｓ1を「 Ｈ」とし、Ｑ1は「Ｈ」にラッチされ、トランジスタ４７がオン、スイッチ ング素子４がオフになって異常高圧出力を遮断して不慮の事故を未然に防止 する。 それにあわせて同時にＤ−ＦＦＩＣ４４のＱ1は「Ｈ」であるから、アナロ グスイッチ４３をオンさせ積分回路をリセットして次の点灯の為の待機状態 になる。この待機状態を解除し、レ−ザ管を再点灯するには、スタ−ト信号 スイッチ４８を一度オフし、その後再びオンするいわゆるリセットを行うこ とによって達成される。すなわち、その詳細はＤ・ＦＦＩＣ４５のＱ2が「 Ｌ」から「Ｈ」にシフトし、同時にＤ・ＦＦＩＣ４４ＣＬ１端子も「Ｌ」か ら「Ｈ」にシフトし、ＩＣ４４のＱ1端子は「Ｌ」になり、トランジスタ４ ７がオフとなり、スイッチング素子４はオンとなり再点灯するものである。

【０００６】 次に、一例として、何らかの原因によって出力電圧が低下した場合において は、図４ｃの様に積分されＶdを超えて低下すると、コンパレ−タ４２が「 Ｈ」になりＤ・ＦＦＩＣ４４Ｓ1が「Ｈ」、そしてＱ1も「Ｈ」にラッチされ トランジスタ４７がオン、スイッチング素子４をオフして出力電圧を遮断し てレ−ザ管及び電源装置を保護する。 結論として、レ−ザ管に印加された電圧を分圧した電圧Ｖaを積分すること によって、点灯時に発生する高電圧は、異常と判定せず、レ−ザ−管の不具 合にもとずく連続した異常電圧のみ異常と判定できる。

【０００７】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように本考案によればレ−ザ管点灯電源装置におい （５） て、その負荷であるレ−ザ管のガス抜け或いは高圧回路の配線断線時等にお ける異常高電圧に起因する感電事故および火災を未然に防止することができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のレ−ザ管点灯電源装置の一例

【図２】レ−ザ管点灯トリガ電圧波形

【図３】本考案の一実施例

【図４】本考案の一実施例にもとずく動作波形図

【符号の説明】

１ 直流電源 ２ 電源投入スイッチ ３ 高圧発生トランス ４ スイッチング素子 ５ トランジスタ ６ 抵抗 ７ 抵抗 ８ 抵抗 ９ 抵抗（レ−ザ管電流検出用） １０ 抵抗（電圧検出用） １１ 整流ダイオ−ド １２ ツェナ−ダイオ−ド １３ 平滑用コンデンサ １４ レ−ザ管 １５ 抵抗（電圧検出用） （６） １６ 抵抗 １７ 抵抗 １８ 抵抗 １９ 抵抗 ２０ 抵抗 ２１ 抵抗 ２２ 抵抗 ２３ 抵抗 ２４ 抵抗 ２５ 抵抗 ２６ 抵抗 ２７ 抵抗 ２８ 抵抗 ２９ 抵抗 ３０ 抵抗 ３１ 抵抗 ３２ 抵抗 ３３ コンデンサ ３４ コンデンサ ３５ ダイオ−ド ３６ ダイオ−ド ３７ ダイオ−ド ３８ ダイオ−ド ３９ オペレ−ショナルアンプ回路 ４０ オペレ−ショナルアンプ回路 ４１ コンパレ−タ回路 ４２ コンパレ−タ回路 ４３ ダイオ−ド （７） ４４ フリップフロップ回路 ４５ フリップフロップ回路 ４６ トランジスタ ４７ トランジスタ ４８ スタ−ト信号用スイッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力巻線側と出力巻線側が絶縁されたト
   ランスの前記入力巻線にスイッチング素子を接続し、前
   記出力巻線側に整流用ダイオ−ドを接続したＤＣ／ＤＣ
   コンバ−タ方式のレ−ザ管点灯電源装置において、該電
   源装置の制御回路にレ−ザ管故障判定回路を内蔵しレ−
   ザ管の故障時に発生する異常高電圧を検出し該電源装置
   を自動停止することを特徴とするレ−ザ管点灯電源装置
   における保護回路。