JPS6329287B2 - - Google Patents
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- JPS6329287B2 JPS6329287B2 JP54156656A JP15665679A JPS6329287B2 JP S6329287 B2 JPS6329287 B2 JP S6329287B2 JP 54156656 A JP54156656 A JP 54156656A JP 15665679 A JP15665679 A JP 15665679A JP S6329287 B2 JPS6329287 B2 JP S6329287B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/80—Details relating to power supplies, circuits boards, electrical connections
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/66—Regulating electric power
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B39/00—Circuit arrangements or apparatus for operating incandescent light sources
- H05B39/04—Controlling
- H05B39/08—Controlling by shifting phase of trigger voltage applied to gas-filled controlling tubes also in controlled semiconductor devices
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複写機等に用いられるランプの電力を
電源変動等にかかわらず常に一定に保つランプ印
加電力安定化装置に関する。
電源変動等にかかわらず常に一定に保つランプ印
加電力安定化装置に関する。
タングステンランプは光出力が電圧に大きく依
存する。第１図のようにタングステンランプＬを
交流電源PSに接続して点灯させた場合ランプＬ
の電力Ｐは交流電源PSの電圧（実効値）をＥと
しランプＬの抵抗をＲとすればＰ＝E2／Ｒとなり電 源電圧Ｅの２乗に依存して変化する。但し実際に
はランプＬの抵抗値Ｒが正の温度係数を持つの
で、その指数は２以下となるが、電力Ｐが変化す
ればタングステンランプＬの色温度変化による分
光分布の変化により、注目する波長域によつては
上記指数が２以上となる。従つて第１図のような
点灯方式を複写機等に応用した場合電源電圧が±
10％変化すると、ランプの光束が±30％程度変化
することになり複写濃度ムラ等の不都合が生ず
る。
存する。第１図のようにタングステンランプＬを
交流電源PSに接続して点灯させた場合ランプＬ
の電力Ｐは交流電源PSの電圧（実効値）をＥと
しランプＬの抵抗をＲとすればＰ＝E2／Ｒとなり電 源電圧Ｅの２乗に依存して変化する。但し実際に
はランプＬの抵抗値Ｒが正の温度係数を持つの
で、その指数は２以下となるが、電力Ｐが変化す
ればタングステンランプＬの色温度変化による分
光分布の変化により、注目する波長域によつては
上記指数が２以上となる。従つて第１図のような
点灯方式を複写機等に応用した場合電源電圧が±
10％変化すると、ランプの光束が±30％程度変化
することになり複写濃度ムラ等の不都合が生ず
る。
このような事情からランプの光出力の安定性に
厳しい用途に対しては電源とランプとの間に定ラ
ンプレギユレータを挿入しランプの電圧を一定に
保つことにより光出力の安定化を計るのが普通で
ある。例えば複写機等に関しては電源電圧の±15
％の変動に対するランプ電圧変動±５％以内とい
つた規格が設定される。
厳しい用途に対しては電源とランプとの間に定ラ
ンプレギユレータを挿入しランプの電圧を一定に
保つことにより光出力の安定化を計るのが普通で
ある。例えば複写機等に関しては電源電圧の±15
％の変動に対するランプ電圧変動±５％以内とい
つた規格が設定される。
一般にランプレギユレータはトライアツク等に
よる位相制御方式を採用しており、ランプの電
圧（又は電流）の平均値を検出してこれを一定に
保つ装置、ダイオード等の非直線性を利用して
ランプ電圧の近似的な実効値を検出して一定に保
つ装置、ランプの電圧又は電流の実効値を検出
して一定に保つ装置がある。
よる位相制御方式を採用しており、ランプの電
圧（又は電流）の平均値を検出してこれを一定に
保つ装置、ダイオード等の非直線性を利用して
ランプ電圧の近似的な実効値を検出して一定に保
つ装置、ランプの電圧又は電流の実効値を検出
して一定に保つ装置がある。
ところでランプの光出力はランプの電圧及び電
流の実効値に依存する。すなわちランプの光出力
を一定に保つにはランプの電圧又は電流の実効値
を一定に保つ必要がある。そして正弦波において
は実効値と平均値は と表わされ、波形を変化しない限りこの値は一定
であるから平均値を一定に保つことは実効値を一
定に保つことと同じことになる。
流の実効値に依存する。すなわちランプの光出力
を一定に保つにはランプの電圧又は電流の実効値
を一定に保つ必要がある。そして正弦波において
は実効値と平均値は と表わされ、波形を変化しない限りこの値は一定
であるから平均値を一定に保つことは実効値を一
定に保つことと同じことになる。
しかし上記ランプレギユレータでは位相制御方
式を採用しているので、ランプの電圧及び電流の
波形は正弦波に対して大幅に歪むため実効値と平
均値の関係は一定とならず波形により異なつてく
る。従つて、の装置では所要の精度が得られ
ない。の装置ではランプの電圧又は電流の平均
値を検出するため電源電圧の±10％の変化に対し
てランプの光出力も±10％以上変化する。の装
置にあつては位相変化がせまい範囲では近似的に
実効値検出方式と同等の精度が得られるが、広範
囲にわたる位相変化に対しては十分な精度を確保
できず、又回路が複雑になる。の装置は実効値
検出方式であつて(i) ランプを用いる方式、(ii)
ランプの発熱を利用する方式、(iii) 演算により実
効値を求める方式があるが、(i)の方式では応答が
遅くランプの切れ、汚れに対する保守が必要であ
る。また(ii)の方式では応答が遅く、(iii)の方式では
正確であるが複雑な構成となつてコスト的に不利
である。
式を採用しているので、ランプの電圧及び電流の
波形は正弦波に対して大幅に歪むため実効値と平
均値の関係は一定とならず波形により異なつてく
る。従つて、の装置では所要の精度が得られ
ない。の装置ではランプの電圧又は電流の平均
値を検出するため電源電圧の±10％の変化に対し
てランプの光出力も±10％以上変化する。の装
置にあつては位相変化がせまい範囲では近似的に
実効値検出方式と同等の精度が得られるが、広範
囲にわたる位相変化に対しては十分な精度を確保
できず、又回路が複雑になる。の装置は実効値
検出方式であつて(i) ランプを用いる方式、(ii)
ランプの発熱を利用する方式、(iii) 演算により実
効値を求める方式があるが、(i)の方式では応答が
遅くランプの切れ、汚れに対する保守が必要であ
る。また(ii)の方式では応答が遅く、(iii)の方式では
正確であるが複雑な構成となつてコスト的に不利
である。
本発明は上記欠点を除去し、電界効果トランジ
スタの非線形性を利用した単純な構成で高精度の
電力安定性を得ることができてしかも応答が早い
ランプ印加電力安定化装置を提供することを目的
とする。
スタの非線形性を利用した単純な構成で高精度の
電力安定性を得ることができてしかも応答が早い
ランプ印加電力安定化装置を提供することを目的
とする。
以下本発明について実施例をあげて図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
本発明の実施例は位相制御方式を採用した電圧
検出型の装置であり、タングステンランプの電
流、電圧の波形は第２図のようになり遮断位相角
θを変化させることによりランプ電圧を一定に保
つ。このような波形の場合平均値と実効値の比ｒ
はθに依存して となり、θが大となる程ｒが小さくなる。一方ラ
ンプの電力Ｐは前述のようにθに依存せずに Ｐ＝E2／Ｒ で表わされるが、ランプ電圧の平均値EAでＰを
表わすと、Ｅ＝EA／ｒであるから Ｐ＝E2／A／r2R となつてｒに依存し、すなわちθに依存する。こ
のことはランプ電圧の平均値EAを一定に保つて
もθが変化すればＰを一定に保つことができない
ことを表わしている。電源電圧の広範囲な変動に
対してＰ（すなわち光出力）を一定に保つにはθ
を大きく変化させて制御する必要があり、この場
合には平均値EAを検出する方式では所要の安定
性が得られないことがわかる。しかし上式で示す
通り実効値Ｅを一定に保てばＰはθ（又はｒ）に
無関係に一定に保つことができる。
検出型の装置であり、タングステンランプの電
流、電圧の波形は第２図のようになり遮断位相角
θを変化させることによりランプ電圧を一定に保
つ。このような波形の場合平均値と実効値の比ｒ
はθに依存して となり、θが大となる程ｒが小さくなる。一方ラ
ンプの電力Ｐは前述のようにθに依存せずに Ｐ＝E2／Ｒ で表わされるが、ランプ電圧の平均値EAでＰを
表わすと、Ｅ＝EA／ｒであるから Ｐ＝E2／A／r2R となつてｒに依存し、すなわちθに依存する。こ
のことはランプ電圧の平均値EAを一定に保つて
もθが変化すればＰを一定に保つことができない
ことを表わしている。電源電圧の広範囲な変動に
対してＰ（すなわち光出力）を一定に保つにはθ
を大きく変化させて制御する必要があり、この場
合には平均値EAを検出する方式では所要の安定
性が得られないことがわかる。しかし上式で示す
通り実効値Ｅを一定に保てばＰはθ（又はｒ）に
無関係に一定に保つことができる。
本発明の実施例はランプ電圧実効値Ｅの検出を
電界効果トランジスタを用いて行なうものであ
り、応答性、信頼性を確保しつつ高精度の光出力
安定性を得ることができる。
電界効果トランジスタを用いて行なうものであ
り、応答性、信頼性を確保しつつ高精度の光出力
安定性を得ることができる。
第３図は本発明の一実施例を示す。
タングステンランプＬの電圧はランプ電圧検出
用トランスＴにて検出されて整流回路RECで両
波整流された後抵抗Ｒ１，Ｒ２によつて分圧され
て電界効果トランジスタFETのゲートＧに印加
される。この電界効果トランジスタFETはゲー
ト電圧VGが０の時にドレイン電流IDがほぼ０にな
るようなバイアス電圧VSがソースＳに印加され、
ドレインＤに一定の直流電圧Vccが抵抗Ｒ３を介
して印加されている。抵抗Ｒ１，Ｒ２はゲート電
圧VGのピーク値がゲート・ソース間電圧VGSを越
えないようにゲート電圧VGを設定する値に選ば
れている。ドレイン電流IDはある範囲で次のよう
に近似できることが知られている。
用トランスＴにて検出されて整流回路RECで両
波整流された後抵抗Ｒ１，Ｒ２によつて分圧され
て電界効果トランジスタFETのゲートＧに印加
される。この電界効果トランジスタFETはゲー
ト電圧VGが０の時にドレイン電流IDがほぼ０にな
るようなバイアス電圧VSがソースＳに印加され、
ドレインＤに一定の直流電圧Vccが抵抗Ｒ３を介
して印加されている。抵抗Ｒ１，Ｒ２はゲート電
圧VGのピーク値がゲート・ソース間電圧VGSを越
えないようにゲート電圧VGを設定する値に選ば
れている。ドレイン電流IDはある範囲で次のよう
に近似できることが知られている。
ID＝IDSS（１−VGS／VP）2
ここにVPは電界効果トランジスタFETのカツ
トオフ電圧であり、IDSSはVGS＝０の時のドレイン
電流IDであつて −VP＝VS、VGS＝Vg−VS であるから ID＝IDSS／V2／P・V2 g となる。従つて電界効果トランジスタFETの出
力電圧V0は V0＝Vcc−ID・R3＝Vcc−KV2 gR3、Ｋ＝IDSS／V2／g となり、電界効果トランジスタFETの入力電圧
Vgの２乗に比例する成分を含む。この成分を積
分回路INTにより積分（平滑）してやればVgの
２乗平均値に比例した直流電圧VLが得られる。
この直流電圧VLはランプ電圧の実効値を反映し
ていると見ることができ、増幅器Ａ及び抵抗Ｒ６
〜Ｒ８よりなる回路で抵抗Ｒ４，Ｒ５による基準
電圧VRと比較され、その大小に対応した直流電
圧が発生する。この直流電圧及びのこぎり波発生
回路SWGからののこぎり波は抵抗Ｒ９，Ｒ１０
を介してコンパレータCOMPに入力されて比較
され、その出力によりトリガパルス発生装置PG
は増幅器Ａの出力電圧がのこぎり波を下回つた時
点でトリガパルスを発生する。トライアツク
TRCはそのトリガパルスによりターンオンし交
流電源PSからランプＬへの交流電力を位相制御
する。第４図に示すようにのこぎり波は交流電源
PSの出力に同期したものであり、トリガパルス
の発生位相θは増幅器Ａの出力電圧の大小に依存
する。
トオフ電圧であり、IDSSはVGS＝０の時のドレイン
電流IDであつて −VP＝VS、VGS＝Vg−VS であるから ID＝IDSS／V2／P・V2 g となる。従つて電界効果トランジスタFETの出
力電圧V0は V0＝Vcc−ID・R3＝Vcc−KV2 gR3、Ｋ＝IDSS／V2／g となり、電界効果トランジスタFETの入力電圧
Vgの２乗に比例する成分を含む。この成分を積
分回路INTにより積分（平滑）してやればVgの
２乗平均値に比例した直流電圧VLが得られる。
この直流電圧VLはランプ電圧の実効値を反映し
ていると見ることができ、増幅器Ａ及び抵抗Ｒ６
〜Ｒ８よりなる回路で抵抗Ｒ４，Ｒ５による基準
電圧VRと比較され、その大小に対応した直流電
圧が発生する。この直流電圧及びのこぎり波発生
回路SWGからののこぎり波は抵抗Ｒ９，Ｒ１０
を介してコンパレータCOMPに入力されて比較
され、その出力によりトリガパルス発生装置PG
は増幅器Ａの出力電圧がのこぎり波を下回つた時
点でトリガパルスを発生する。トライアツク
TRCはそのトリガパルスによりターンオンし交
流電源PSからランプＬへの交流電力を位相制御
する。第４図に示すようにのこぎり波は交流電源
PSの出力に同期したものであり、トリガパルス
の発生位相θは増幅器Ａの出力電圧の大小に依存
する。
今、何らかの理由でランプ電圧が上昇したとす
ると、このランプ電圧の上昇に伴ないVgが上昇
する。そして電界効果トランジスタFETの出力
電圧V0がVgの実効値の上昇分だけ減少し積分回
路INTの出力VLも減少する。この出力VLは増幅
器Ａにより基準電圧VRと比較されるが、その差
に対応して出力電圧が上昇する。この出力電圧が
コンパレータCOMPにてのこぎり波と比較され
てトリガパルス発生装置PGから発生するトリガ
パルスの位相がθの大きくなる方向にずれ、ラン
プＬに印加される電圧を減少させる。一方、ラン
プＬの電圧が減少した場合には逆にトライアツク
TRCの遮断位相角θが小さくなつてランプ電圧
を上昇させる。以上のようにこの例はVLとVRが
等しくなるように働く。VLはVgの２乗平均値、
すなわちランプ電圧の実効値の２乗に比例する量
であるからランプ電圧の実効値は常に一定に保た
れる。ランプ電圧が一定であるからランプ電力も
波形にかかわりなく一定となりランプの明るさも
一定に保たれる。しかも実効値の検出を電界効果
トランジスタという一つの素子のみで行なつてい
るから回路構成も単純になる。又基準電圧VRを
変化させればそれに応じてランプ電圧を変化させ
ることができ、調光機能を兼ねそなえることがで
きる。
ると、このランプ電圧の上昇に伴ないVgが上昇
する。そして電界効果トランジスタFETの出力
電圧V0がVgの実効値の上昇分だけ減少し積分回
路INTの出力VLも減少する。この出力VLは増幅
器Ａにより基準電圧VRと比較されるが、その差
に対応して出力電圧が上昇する。この出力電圧が
コンパレータCOMPにてのこぎり波と比較され
てトリガパルス発生装置PGから発生するトリガ
パルスの位相がθの大きくなる方向にずれ、ラン
プＬに印加される電圧を減少させる。一方、ラン
プＬの電圧が減少した場合には逆にトライアツク
TRCの遮断位相角θが小さくなつてランプ電圧
を上昇させる。以上のようにこの例はVLとVRが
等しくなるように働く。VLはVgの２乗平均値、
すなわちランプ電圧の実効値の２乗に比例する量
であるからランプ電圧の実効値は常に一定に保た
れる。ランプ電圧が一定であるからランプ電力も
波形にかかわりなく一定となりランプの明るさも
一定に保たれる。しかも実効値の検出を電界効果
トランジスタという一つの素子のみで行なつてい
るから回路構成も単純になる。又基準電圧VRを
変化させればそれに応じてランプ電圧を変化させ
ることができ、調光機能を兼ねそなえることがで
きる。
以上のように本発明によるランプ印加電力安定
化装置にあつては電界効果トランジスタの２乗特
性を利用してランプ印加電圧の２乗平均値を検出
して一定に保つようにしたので、応答性、信頼性
を確保しつつ高精度の電力安定性を得ることがで
き、回路構成も単純になる。
化装置にあつては電界効果トランジスタの２乗特
性を利用してランプ印加電圧の２乗平均値を検出
して一定に保つようにしたので、応答性、信頼性
を確保しつつ高精度の電力安定性を得ることがで
き、回路構成も単純になる。
第１図及び第２図は本発明を説明するための
図、第３図は本発明の一実施例を示すブロツク
図、第４図は同実施例の動作を示すタイミングチ
ヤートである。 FET……電界効果トランジスタ、PS……交流
電源、Ｌ……ランプ、Ｔ，REC……ランプ印加
電圧検出手段、INT……積分回路、Ａ……増幅
器、COMP……コンパレータ、SWG……のこぎ
り波発生回路、PG……トリガパルス発生装置、
TRC……トライアツク。
図、第３図は本発明の一実施例を示すブロツク
図、第４図は同実施例の動作を示すタイミングチ
ヤートである。 FET……電界効果トランジスタ、PS……交流
電源、Ｌ……ランプ、Ｔ，REC……ランプ印加
電圧検出手段、INT……積分回路、Ａ……増幅
器、COMP……コンパレータ、SWG……のこぎ
り波発生回路、PG……トリガパルス発生装置、
TRC……トライアツク。
Claims (1)
- １ ランプに交流電力を供給する交流電源と、上
記ランプに印加される交流電圧を検出するランプ
印加電圧検出手段と、このランプ印加電圧検出手
段から出力された第１の直流電圧の２乗に比例し
た電圧を発生する電界効果トランジスタと、この
電界効果トランジスタにより発生した電圧を積分
して上記第１の直流電圧の２乗平均値に比例した
第２の直流電圧を出力する積分手段と、この積分
手段の出力電圧と基準電圧とを比較してその差に
応じた第３の直流電圧を発生する手段と、上記交
流電源の出力に同期したのこぎの波を出力する手
段と、この手段からののこぎり波と上記第３の直
流電圧とを比較してこの比較結果に応じてトリガ
パルスを発生する手段と、この手段からのトリガ
パルスによつて上記ランプに印加される電力を位
相制御する手段とを有することを特徴とするラン
プ印加電力安定化装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15665679A JPS5679310A (en) | 1979-12-03 | 1979-12-03 | Load electric power stabilizer |
| US06/210,078 US4360783A (en) | 1979-12-03 | 1980-11-24 | Lamp power regulator |
| DE19803045631 DE3045631A1 (de) | 1979-12-03 | 1980-12-03 | Einrichtung zum automatischen nachstellen der, einem verbraucher zugefuehrten, elektrischen energie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15665679A JPS5679310A (en) | 1979-12-03 | 1979-12-03 | Load electric power stabilizer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5679310A JPS5679310A (en) | 1981-06-29 |
| JPS6329287B2 true JPS6329287B2 (ja) | 1988-06-13 |
Family
ID=15632419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15665679A Granted JPS5679310A (en) | 1979-12-03 | 1979-12-03 | Load electric power stabilizer |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4360783A (ja) |
| JP (1) | JPS5679310A (ja) |
| DE (1) | DE3045631A1 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3303450A1 (de) * | 1982-02-04 | 1983-08-11 | Canon K.K., Tokyo | Steuereinrichtung fuer kopiergeraete oder dergleichen |
| JPS5991517A (ja) * | 1982-11-18 | 1984-05-26 | Ricoh Co Ltd | デジタル交流安定化装置 |
| DE3308959A1 (de) * | 1983-03-12 | 1984-09-13 | Günter Dipl.-Phys. 3303 Vechelde Kramer | Schaltregler fuer effektivspannung |
| JPS6073717A (ja) * | 1983-09-29 | 1985-04-25 | Toshiba Electric Equip Corp | 電力変換装置 |
| JPH0763463B2 (ja) * | 1984-04-19 | 1995-07-12 | 株式会社東芝 | 放射線診断装置 |
| JPH0668705B2 (ja) * | 1984-09-26 | 1994-08-31 | 株式会社クラベ | 交流電圧安定化回路 |
| US4667121A (en) * | 1986-05-27 | 1987-05-19 | Motorola, Inc. | Integrated circuit speed controller |
| US4794422A (en) * | 1986-06-09 | 1988-12-27 | Xerox Corporation | Electrophotographic reproduction machine with document exposure system directly coupled to ac line input |
| US4857826A (en) * | 1986-11-26 | 1989-08-15 | Polytronics, Inc. | Tester system for electrical power circuits terminated at an outlet plug receptacle |
| DE3641070A1 (de) * | 1986-12-02 | 1988-06-16 | Philips Patentverwaltung | Schaltungsanordnung zum betrieb von hochdruck-gasentladungslampen mittels eines impulsfoermigen versorgungsstromes |
| JPS63250091A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-17 | 株式会社 モリタ製作所 | ハロゲンランプの制御装置 |
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