JPS58140821A

JPS58140821A - 交流安定化電源

Info

Publication number: JPS58140821A
Application number: JP2408882A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Eda; 江田　忠弘; Hideyasu Endo; 英康遠藤; Satoshi Mori; 敏森
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1982-02-17
Filing date: 1982-02-17
Publication date: 1983-08-20

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、交流電源と負荷との間に介在する位相制御回
路を制御するについて、負荷電圧を検出し、この負荷電
圧に応じて位相制御を行い、負荷にかかる電圧の調整を
行う交流安定化電源に関し、特に、その交流安定化電源
における負荷電圧検出回路に関する。

負荷電圧を検出し、その負荷電圧に応じて位相制御を行
い、負荷にかかる電圧を調整する交流安定化電源は、定
電力制御が要求される負荷への通電付勢に用いられる。

例えば、交流安定化電源が複写機用ハロゲンランプの駆
動源として用いられるのは、複写プロセスとしてその露
光用に安定した照明が必要とされるからである。定電力
制御が正確に行なわれるためには、負荷にかかる電圧を
正確に検出し、この検出された電圧によって位相制御が
正確に行なわれなければならない。従来において、この
負荷にかかる電圧を検出するためには、負荷に並列に負
荷電圧の検出トランスが接続されて、負荷電圧検出回路
が構成されていた。第１図はそのような構成の交流安定
化電源の一例を示すものである。第１図において、１′
は交流電源、２はトライアックなどのスイッチング素子
からなる位相制御回路、３は負荷、４は負荷の両端に接
続されて負荷電圧を検出するトランス、５は検出回路、
６は位相制御回路２の導通位相角を制御する導通位相制
御回路、７は比較回路、８は基準電圧発生回路である。

この交流安定化電源は、負荷３に給電される電力を一定
に保つために、負荷３にかかる位相制御された電圧を検
出トランス４で検出し、検出回路５により検出トランス
４で検出さ、れた信号から、負荷３に給電されている電
力に対応する信号（例えば、実効値電圧）を得る。これ
を比較回路７で基準電圧と比較し、その比較出力により
導通位相制御回路６が、位相制御回路２の導通位相角を
制御し、負荷３に給電される電力を一定に保つように位
相制御される。このような構成の交流安定化電源におい
ては、負荷３にかかる電圧の検出に、噴出トランス４の
使用を欠くことができない。ところが、このようなトラ
ンスは大形で且つ重着も大であるため、池の抵抗やダイ
オード等と一緒にプリント基板の上にコンパクトに組み
立てることが難しいばかりか、負荷に給電される負荷電
圧が直流分を含んでいる場合には、負荷電圧の検出に誤
差が生ずるので、正確な定電力制御を行うことが期待で
きない。このため、そのような検出トランスを用いない
定電圧電源装置が従来において提案された。例えば、実
公昭５６−１７７７４号においては、主位相制御装置と
同位相で動作する副位相制御装置で位相制御された電圧
が供給される擬似負荷回路を設け、この擬似負荷からの
電圧を検出することで、負荷電圧を検出することと同様
な効果を得るようにして、実際の負荷にかかる負荷電圧
を検出する検出トランスを省略することとした。この発
明では、大形な重置も犬である検出トランスを省略でき
たが、負荷にかかる電圧を位相制御された負荷電圧で直
接に検出していないため、擬似負荷回路と、実際の負荷
回路の対応がつかなくなると、正確な定電力制御を行う
ことが期待できない。また、従来において提案された検
出トランスを用いない交流安定化電源の他の例として、
特公昭４９−９８１８号の提案がある。これは、負荷電
圧検出回路として豆電球回路を用いている。負荷と並列
に接続された豆電球の回路は、負荷にかかる電圧に比例
して、豆電球回路の発光光量が変化するので、この発光
光量により負荷にかかる電圧を検出し、位相制御に用い
ようとするものである。この発明では、検出トランスを
用いないで、かつ負荷にかかる電圧を直接に光量に変え
て検出しているので、正確な負荷電圧の検出ができて定
電圧制御を行なえるものの、負荷電圧の検出を豆電球回
路の発光光量というアナログ的な情報により行っている
ので、温度ドラフトや発光強度のバラツキによって、検
出電圧精度が影響を受ける。

本発明の第１の目的は、交流安定化電源における負荷電
圧検出回路の検出トランスをなくすことであり、第２の
目的は交流安定化電源における負荷電圧検出をデジナル
的な情報によって行うことである。

上記目的を達成するために本発明においては、負荷にか
かる電圧を検出するために、負荷への電力供給のオンま
たはオフのタイミング情報を検出シ、コのタイミング信
号と電源供給源の交流電源信号から負荷に供給される電
力に関連する信号を演算し得ている。本発明の好ましい
実施例においては、負荷への電力供給のオンまたはオフ
のタイミング情報の検出を、負荷または位相制御回路に
並列に接続された発光ダイオードを含む高インピーダン
ス回路で行い、発光ダイオードの点灯、不点灯により、
タイミング情報を得る。

次に本発明の一実施例を示す交流安定化電源のブロック
図を参照して、本発明の基本原理を説明する。

第２図において、１は交流電源、２はトライアンク、ト
ランジスタなどのスイッチング素子からなる位相制御回
路、３は負荷、６は位相制御回路２の導通位相角を制御
する導通位相制御回路、７は比較回路、８は基準電圧発
生回路である。これらは第１図の従来例のものと変わり
がない。１２は負荷３の両端に並列に接続されたタイミ
ング検出回路で、発光ダイオードＤ、および高インピー
ダンスの抵抗Ｒ３を主として構成されている。抵抗Ｒ１
は負荷３に電圧が印加されたとき発光ダイオードを点灯
させられる程度で、できるだけ大きなものとする。２０
は検出回路で、発光ダイオードＬＥＤ。

の点灯、不点灯の発光タイミング信号を受け、更に信号
線２１から交流電源信号を得て、負荷３に供給される電
力に関連する信号を得るものである。

この検出回路２０の詳細は後述するが、タイミング検出
回路１２からの゛タイミング信号で交流電流信号をオン
・オフするアナログゲート回路を主体に構成される。こ
の第２図に示す交流安定化電源の動作概要を第３図の波
形図を参照して説明すると、第３図の波形図において、
ヒ）は交流電源波形、（ロ）は位相制御回路２で位相制
御された負荷３０両端の波形、ｆ→は負荷３の両端に接
読されたタイミング検出回路１２°の発光ダイオードＬ
ＥＤの点灯波形、に）は検出回路２０に加わる交流電源
信号としての波形、（羽は検出回路でつくられる負荷電
圧検出波形をそれぞれ示しており、概略的には、交流電
源ｌから負荷３への電力供給を位相制御回路２を通して
、通電電圧の位相制御を行い、負荷３に常に一定の負荷
電圧、例えば実効値電圧がかかるようにして負荷電力を
一定に制御すみものである。

そして、負荷電圧の実効値制御を行うために負荷３にか
かる電圧が検出され、その負荷にかかる電圧から実効値
が検出されて導通位相制御回路６への制御電圧が形成さ
れる。この制御電圧の形成の際に基準電圧発生回路８の
電圧と負荷にかかる電圧の実効値電圧とが比較回路７で
比較され、負荷電力が基準電圧発生回路８の電圧で規定
されるように働く。この負荷３にかかる電圧を検出する
負荷電圧検出回路１４は、直接的に、負荷３に加わる位
相制御された負荷電圧を取り出すものでなく、負荷３の
両端に接続されたタイミング検出回路１２によって、オ
ン・オフの位相制御された、そのオン・オフのタイミン
グ情報を取り出し、検出回路１２によってそのタイミン
グ情報と位相制御される前の供冶電源の信号から間接的
に負荷電圧を検出するようにしている。このタイミング
検出回路１２は、要する（こ負荷に給電される位相制御
された供給電源のタイミング信号を取り出せば良いので
あるから、負荷３の両端に接続さμるだけでなく、位相
制御回路２の両端にも接続されつる。

この様子を第４図に示す。第４図では、変形される要部
のみを示しているが、１２．はタイミング検出回路であ
り、タイミング検出回路１２と同様な構成のものである
。タイミング検出回路１２ｍはタイミング検出回路１２
に替って用いられる。タイミング検出回路１２．は位相
制御回路２と並列に接続されるもので、要するに、負荷
にかかる電圧を検出するためのタイミング情報を、位相
制御回路のオン・オフ信号から取り出す構成となってい
る。

また１他の例として、第５図のように位相相制御回路２
のオン・オフを制御する導通位相制御回路６からタイミ
ング情報を取り出すようにしても良ＧＡ０負荷に供給す
る電源として、整流波形電源を用いる場合には、タイミ
ング検出回路は、第６図および第７図に示すような簡単
な発光ダイオード回路で良い。両波整流電源を負荷に電
力を供給する供給電源として用いるような構成の交流安
定化電源においては、負荷に流れる供給電流には直流分
を多く含むので、本発明のようなタイミング情報による
負荷電圧の検出方法は、特に有効なものとなる。第６図
または第７図においては、位相制御回路２または負荷３
に接続されるタイミング検出回路１２．またはタイミン
グ検出回路１２．を中心とした変形される要部のみしか
示していないが、この第６図に対応する具体化された構
成が第８図に示される。第８図においては、タイミング
検出回路１２．と検出回路２０．から構成される負荷電
圧検出回路が具体的に示めされる。負荷３には、交流電
源１の交流電圧をダイオードブリッジにより、両波整流
された整流波形が位相制御されて給電される。位相制御
回路２はトランジスタＴ、にょるスイッチング回路で、
そのオン・オフのタイミング信号は、タイミング検出回
路１２．で検出される。

この検出信号は発光ダイオードＬＥＤ５の点灯、不点灯
の発光信号で、検出回路２０．のホトトランジスタＴ、
に伝えられる。検出回路２０．は、この光信号のタイミ
ング信号を受け、更をこ、負荷に供給する供給電源と同
じ両波整流信号２１をダイオードブリッジＤＢ２から受
けて、負荷にかかる電圧を検出し実効値電圧に変えて、
制御信号を形成するための負荷電圧検出信号とされる。

すなわち、検出回路２０．は、タイミング検出回路１２
．からの光信号をホトトランジスタで受けて、このホト
トランジスタによりトランジスタＴ２をオン台オフし、
ダイオードブリッジＤＢ２からの信号をオン・オフする
アナログゲート回路であり、ダイオードブリッジＤＢ２
からは、負荷３にダイオードブリッジＤＢＩから供給す
る給電信号と同じ両波整流信号が供給されるので、抵抗
Ｒ４の両端には、負荷３にかかる電圧と同じ電圧信号が
現われる。この信号をダイオードＤ　５　、ンエナーダ
イオードＤ６、抵抗Ｒ５，ＲａおよびコンデンサＣＩの
回路により、実効値電圧に変換して負荷電圧検出信号と
して出力する。この負荷電圧検出信号が位相制御するた
めの制御電圧を形成するために用いられる。その他のブ
ロックの回路構成については繁雑さを避けるために図示
されていない。第９図において、このような本発明によ
る負荷電圧検出回路を用いた全体的な交流安定化電源の
回路構成図が、−より具体的に示される。第９図におい
て、検出回路２０．の負荷電圧検出信号が、演算増幅器
ＯＰＩの比較回路７の一方の入力端に入力され、他方の
入力端からの基準電圧ｖｒｅｔと比較され、所定の誤差
電圧、すなわち減算された差電圧による制御電圧が発生
する。一方、給電電源に同期した鋸歯状波発生回路３０
を含む導通位相制御回路６が、その制御電圧と内部で発
生する鋸歯状波電圧から、位相制御回路２のオン・オフ
の導通位相角を制御する信号を出力する。この第９図の
回路例では、トランジスタ６０でホトカプラＰＣＩの発
光ダイオードをドライブして、光出力により信号を出す
ような構成をとっている。なお、第５図において、負荷
電圧検出回路のタイミング検出回路１２２として導通位
相制御装置からの信号を得る構成を説明したが、そのよ
うな導通位相制御装置６からタイミング信号をとる構成
を第９図に示すような回路に適用する場合には、導通位
相制御回路６のドライブ回路のトランジスタ６０に、ホ
トカプラＰＣ２の発光ダイオードを接続する。この場合
、位相゛制御回路２と並列に接続されているタイミング
検出回路１２、は省略される。その回路構成の変形され
る要部のみを第１０図に示す。第１０図において、導通
位相制御回路の出力段のドライブ回路のトランジスタ６
０には、位相制御回路２と結合されるホトカプラＰＣＩ
の発光ダイオード部の他に、検出回路２０１と結合され
るホトカプラＰＣ２の発光ダイオード部が合わせて接続
される。このような回路構成の利点は、導通位相制御回
路、負荷電圧検出回路は通常、直流回路になっているの
で、負荷回路の交流回路とは分離して構成し、その交流
・直流間の耐圧がｌＫｖ〜４ＫＶ程度に構成しなければ
ならないが、こ５ような制約が緩和され接続が容易とな
る。

このように本発明によれば、負荷電圧を検出する検出ト
ランスを不要にでき、しかも、負荷電圧の検出がアナロ
グ情報によるものではないので、温度ドリフトや発光強
度のバラツキなど影響を受けないような回路構成となり
、安価な部品でも十分に利用できるｄ負荷にかかる電圧
を検せするための回路が、要するに、負荷に給電される
位相制御された電圧のオン・オフ信号を検出するだけの
回路であり、このオン・オフ信号と負荷に給電する前の
供給電源の信号から、演算して負荷電圧を検出する。こ
の負荷電圧を演算する回路も、オン・オフ信号によって
制御される簡単なアナログゲート回路で構成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の交流安定化電源のブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示す交流安定化電源のブロック図、
第３図は第２図の交流安定化電源の動作波形図、第４図
は第２図の交流安定化電源の波形例の要部を示す図、第
５図は第２図の交流安定化電源の他の変形例の要部を示
す図、第６図および第７図は負荷への供給電源として両
波整流波形電源を用いる場合の交流安定化電源に本発明
を実施する要部のタイミング回路の変形例をそれぞれに
示す図である。第８図は負荷への供給電源として両波整流波形電源を用
いる交流安定化電源に適用する本発明の負荷電圧検出回
路を具体的に示した回路図、第９図は第８図の交流安定
化電源を全体的に具体的に示した回路構成図、第１Ｏ図
は第９図を回路において第５図のダイミング検出方法を
適用する場合の一部を変形する要部のみを示す図である
。ｌ：交流電源　　　　　２：位相制御回路３：負　荷　
　　　　　４：検出トランス６：導通位相制御回路　　
　　７：比較回路８：基準電圧発生回路　１４：負荷電
圧検出回路１２　＋　１２ｓ　１１２２　＋　１２ｓ　
＋　１２４　＋　１２５　：タイミング検出回路２０：
検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　交流電源と、この電源から給電される負荷と
、この負荷と上記電源との間に介在する位相制御回路と
、負荷電圧検出回路と、負荷電圧検出信号により位相制
御回路の導通位相角を制御する導通位相制御装置を備え
、負荷に一定電力を供給する交流安定化電源において、
負荷電圧検出回路は、負荷への電力供給のオンまたはオ
フのタイミング検出回路からの信号と交流電源からの信
号とにより、負荷に供給される電力に関連する信号を得
て、負荷電圧検出信号と場ることを’！？徴とする交流
安定化電源。
（２）　　負荷への電力供給のオンまたはオフのタイミ
ング検出回路は、負荷に並列接続した高インピーダンス
回路であり、信号を負荷の両端から検出する、前記特許
請求の範囲第（１１項記載の交流安定化電源。
（３）負荷への電力供給のオンまたはオフのタイミング
検出回路は、位相制御回路に並列液ａｌｊ高インピーダ
ンス回路であり、信号を位相制御回路の両端から検出す
る、前記特許請求の範囲第（１）項に記載の交流安定化
電源。
（４）負荷への電力供給のオンまたはオフのタイ象ング
検出回路は、位相制御回路の導通位相角を制御する導通
位相制御装置の出力信号を検出する回路である、前記特
許請求の範囲第（１）項に記載の交流安定化電源。
（５）　　負荷への電力供給のオンまたはオフのタイミ
ング検出回路のタイミング検出信号は発光タイオードか
らの光信号である、前記特許請求の範囲第（２）項、第
（３）項、または第（４）項に記載の交流安定化電源。