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JPS6349801B2 - - Google Patents
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JPS6349801B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6349801B2
JPS6349801B2 JP9760180A JP9760180A JPS6349801B2 JP S6349801 B2 JPS6349801 B2 JP S6349801B2 JP 9760180 A JP9760180 A JP 9760180A JP 9760180 A JP9760180 A JP 9760180A JP S6349801 B2 JPS6349801 B2 JP S6349801B2
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JP
Japan
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load
value
transistor
lamp
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JP9760180A
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Inventor
Kyoto Nagasawa
Tadahiro Eda
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Publication date
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic 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
    • G05F1/10Regulating voltage or current 
    • G05F1/12Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC
    • G05F1/40Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
    • G05F1/44Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only
    • G05F1/45Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load
    • G05F1/455Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load with phase control

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば複写機等の露光ランプにお
ける負荷電力を電源変動等にかかわらず常に一定
に保つようにした負荷電力安定化装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a load power stabilizing device that always keeps the load power in an exposure lamp of a copying machine or the like constant regardless of fluctuations in the power supply or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば、複写機の露光ランプの点灯回路に用い
られる負荷電力安定化装置(ランプレギユレー
タ)には、従来次に掲げる方式のものがある。
For example, load power stabilizing devices (lamp regulators) used in lighting circuits for exposure lamps in copying machines have conventionally been of the following types.

(A) ランプの電圧又は電流の平均値を平均回路に
よつて検出し、その検出した平均値と基準値と
の誤差に応じてランプへの給電を位相制御して
供給電力を一定にし、それによつてランプ光量
を一定に保つ方式。
(A) The average value of the voltage or current of the lamp is detected by an averaging circuit, and the phase of the power supply to the lamp is controlled according to the error between the detected average value and the reference value to keep the supplied power constant. This method keeps the amount of light from the lamp constant.

(B) 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、その検出した近
似実効値と基準値との誤差に応じてランプへの
給電を位相制御して供給電力を一定にし、それ
によつてランプ光量を一定に保つ方式。
(B) Detects the approximate effective value of the lamp voltage using the nonlinearity of a diode, etc., and supplies power to the lamp by controlling the phase according to the error between the detected approximate effective value and the reference value. A method of keeping the power constant, thereby keeping the lamp light intensity constant.

(C) ランプの電圧又は電流の実効値を、ランプの
発熱又は発光量が印加電圧又は電流の実効値に
比例することを利用して検出し、その検出した
実効値と基準値との誤差に応じてランプへの給
電を位相制御して供給電力を一定にし、それに
よつてランプ光量を一定に保つ方式。
(C) The effective value of the voltage or current of the lamp is detected using the fact that the amount of heat generated or light emitted by the lamp is proportional to the effective value of the applied voltage or current, and the error between the detected effective value and the reference value is A method that adjusts the phase of the power supply to the lamp to keep the supplied power constant, thereby keeping the amount of light from the lamp constant.

しかしながら、上記(A)〜(C)の各方式によるラン
プレギユレータは、夫々次の(イ)〜(ハ)のような欠点
がある。
However, the lamp regulators according to each of the above methods (A) to (C) have the following drawbacks (A) to (C), respectively.

(イ) ランプ光量を一定にするには、ランプの電圧
又は電流の実効値を一定にする必要があるが、
交流波形が変化しなければ、実効値と平均値の
比(波形率)は一定であるので、平均値を一定
に保つようにしても同様の効果が得られる。
(b) In order to keep the lamp light intensity constant, it is necessary to keep the effective value of the lamp voltage or current constant;
If the AC waveform does not change, the ratio of the effective value to the average value (waveform ratio) is constant, so the same effect can be obtained even if the average value is kept constant.

ところが、(A)の方式では位相制御を行なうた
め、交流波形が変化して波形率が変わり、平均
値ではランプ光量を一定にすることができなく
なる。
However, since the method (A) performs phase control, the AC waveform changes and the waveform rate changes, making it impossible to keep the lamp light amount constant using the average value.

(ロ) (B)の方式では、位相変化の狭い範囲では近似
的に実効値検出方式と同等の精度が得られる
が、広範囲に亘る位相変化に対しては十分な精
度を確保できず、また回路自体が複雑である。
(B) In method (B), accuracy approximately equivalent to the effective value detection method can be obtained in a narrow range of phase changes, but sufficient accuracy cannot be ensured over a wide range of phase changes, and The circuit itself is complex.

(ハ) (C)の方式では、検出に時間がかかるため応答
性が悪く、またランプの発光を受光素子によつ
て検出する場合、露光ランプと同一の条件で点
灯する別なパイロツトランプを使用して行なつ
ているので、ランプ切れ、汚れに対する保守が
必要である。
(C) In method (C), the response is poor because detection takes time, and when detecting lamp light emission using a light receiving element, a separate pilot lamp that is lit under the same conditions as the exposure lamp is used. Therefore, maintenance is required to prevent lamps from burning out and dirt.

その他、計測器等に用いられている最急降下法
による実効値変換を利用して実効値を演算するこ
とが考えられるが、演算回路が複雑であり、コス
ト上の問題がある。
Another possibility is to calculate the effective value using effective value conversion using the steepest descent method, which is used in measuring instruments, but the calculation circuit is complicated and there is a cost problem.

このような背景に鑑み、本出願人は先に、負荷
の電圧又は電流の実効値又は二乗平均値を、ソー
スバイアス電圧をピンチオフ電圧と一致させるこ
とによつて得られる電界効果トランジスタの入出
力間における二乗特性を利用して検出し、その検
出した実効値又は二乗平均値と予め設定した基準
値との誤差に応じて負荷への給電を位相制御して
負荷電力を一定に保つようにした負荷電力安定化
装置を、特願昭54−156656号(特開昭56−79310
号)として特許出願している。
In view of this background, the present applicant has previously proposed that the effective value or root mean square value of the voltage or current of the load can be obtained by matching the source bias voltage with the pinch-off voltage between the input and output of a field effect transistor. A load that is detected using the square-law characteristic of , and that maintains the load power constant by controlling the phase of the power supply to the load according to the error between the detected effective value or root mean square value and a preset reference value. A power stabilizing device was proposed in Japanese Patent Application No. 156656/1983 (Japanese Patent Application No. 79310/1983).
A patent application has been filed as No.

その発明で利用している電界トランジスタによ
る二乗特性について第1図を参照して説明する。
The square-law characteristic of the electric field transistor used in the invention will be explained with reference to FIG.

Nチヤンネル形の電界効果トランジスタ
(FET)1のドレイン(出力)電流IDとゲート・
ソース間の入力電圧VGSとの間には ID=IDSS(VGS/VP−1)2 ……(1) の関係が成立する。
Drain (output) current ID and gate current of N-channel field effect transistor (FET) 1
The relationship I D = I DSS (V GS /V P −1) 2 ...(1) holds between the input voltage V GS between the sources.

なお、(1)式において、IDSSはFET1のゲートG
とソースS間をシヨートした時(VGS=0のドレ
イン飽和電流であり、VPはピンチオフ電圧(ID
0となるための|VGS|の値)である。
In addition, in equation (1), I DSS is the gate G of FET1
When shot between the source S and the drain saturation current (V GS = 0), V P is the pinch-off voltage (I D =
value of |V GS | to become 0).

入力電圧VGSは、ソースバイアス電圧VSからゲ
ート入力電圧VGを差し引いた値であるから、(1)
式は ID=IDSS(VS/VP−VG/VP−1)2 ……(2) となる。
Since the input voltage V GS is the value obtained by subtracting the gate input voltage V G from the source bias voltage V S , (1)
The formula is ID=I DSS (V S /V P −V G /V P −1) 2 ...(2).

この(2)式において、VS=VPとすると ID=IDSS/VP 2・VG 2=KVG 2 ……(3) となる。なお、K=IDSS/VP 2は一定である。 In this equation (2), if V S =V P , then I D =I DSS /V P 2 ·V G 2 =KV G 2 (3). Note that K=I DSS /V P 2 is constant.

したがつて、例えばバイアス回路を構成する可
変抵抗器RSを調整して、ソースバイアス電圧VS
をFET1のピンチオフ電圧VPと一致するように
すれば、FET1の出力電流IDはゲート入力電圧
VGの二乗に比例し、その出力電圧V0も(4)式に示
すようになり、 V0=VDD−ID・RD=VDD−K・RD・VG 2 ……(4) 入力電圧VGの二乗に比例する成分を含む。な
お、(4)式中RDはドレイン抵抗の抵抗値である。
Therefore, for example, by adjusting the variable resistor R S that constitutes the bias circuit, the source bias voltage V S
If I make it match the pinch-off voltage V P of FET1, the output current I D of FET1 will be equal to the gate input voltage
It is proportional to the square of V G , and its output voltage V 0 is also shown in equation (4), V 0 = V DD −I D・R D = V DD −K・R D・V G 2 ……( 4) Contains a component proportional to the square of the input voltage V G. Note that R D in formula (4) is the resistance value of the drain resistance.

そこで、このように設定したFET1からなる
二乗回路に、ランプ電圧に応じた直流電圧を入力
し、その出力を積分(平滑)回路によつて平均化
すれば、ランプ電圧の二乗平均値に応じた値が得
られ、さらにその平方根を取れば実効値に応じた
値も得られる。
Therefore, by inputting a DC voltage corresponding to the lamp voltage into the square circuit consisting of FET 1 set in this way and averaging the output using an integrating (smoothing) circuit, it is possible to obtain a value corresponding to the root mean square value of the lamp voltage. A value is obtained, and by taking the square root of the value, a value corresponding to the effective value can also be obtained.

そして、これを負荷電力安定化装置に適用すれ
ば、非常に簡単な回路構成で全位相変化範囲に亘
つて負荷電圧又は電流の二乗平均値又は実効値を
高速にしかも精度良く検出でき、それによつてラ
ンプへの供給電力の制御も高精度で行なえ、ラン
プ光量を常に一定に保てる。
If this is applied to a load power stabilizing device, the root mean square value or effective value of the load voltage or current can be detected quickly and accurately over the entire phase change range with a very simple circuit configuration. The power supplied to the lamp can also be controlled with high precision, and the amount of light from the lamp can always be kept constant.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、上記のような二乗回路において
は、次のような難点がある。
However, the above-mentioned squaring circuit has the following drawbacks.

すなわち、FET1のピンチオフ電圧VPは一般
に正に温度係数を有し、温度が上昇する程大きい
値となる。そのため、FET1のソースバイアス
電圧VSが一定であると、温度変化によりVS=VP
なる条件を満足できなくなつてしまい、ゲート入
力電圧VGが一定でも二乗出力V0が変化すること
になる。
That is, the pinch-off voltage V P of the FET 1 generally has a positive temperature coefficient, and the value increases as the temperature rises. Therefore, if the source bias voltage V S of FET1 is constant, V S = V P due to temperature change.
As a result, the squared output V 0 will change even if the gate input voltage V G is constant.

この発明は上記の点に鑑みてなされたものであ
り、前述のような実効値又は二乗平均値検出回路
を用いた負荷電力安定化装置において、温度が変
化しても常にVs=Vpなる条件を満足するように
して、負荷の電圧又は電流の実効値又は二乗平均
値を正確に検出し、負荷電流を一定に保つことが
できるようにすることを目的とする。
This invention has been made in view of the above points, and is intended to maintain the condition that Vs = Vp at all times even when the temperature changes in a load power stabilizing device using the effective value or root mean square value detection circuit as described above. It is an object of the present invention to satisfactorily detect the effective value or root mean square value of the voltage or current of a load, and to maintain the load current constant.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明は上記の目的を達成するため、負荷の
電圧又は電流の実効値又は二乗平均値を、ソース
バイアス電圧をピンチオフ電圧と一致させること
によつて得られる電界効果トランジスタの入出力
間における二乗特性を利用して検出すると共に、
その検出した実効値又は二乗平均値と予め設定し
た基準値との誤差に応じて負荷への給電を位相制
御して負荷電力を一定に保つようにした負荷電力
安定装置において、 電源とアース間にエミツタとコレクタをそれぞ
れエミツタ負荷とコレクタ負荷を介して接続した
トランジスタのコレクタより得られる出力電圧を
上記電界効果トランジスタにソースバイアス電圧
として印加するソースバイアス回路を設け、 上記トランジスタを上記出力電圧の温度係数が
上記電界効果トランジスタのピンチオフ電圧の温
度係数と同じ極性となるように選び、このトラン
ジスタのコレクタ負荷とエミツタ負荷との比率を
可変することにより、上記出力電圧の温度係数と
電界効果トランジスタのピンチオフ電圧の温度係
数とを一致させるように上記コレクタ負荷又はエ
ミツタ負荷を調整するための第1の調整手段と、 上記トランジスタのベース電位を変更すること
によりその動作点を調整して、上記出力電圧を電
界効果トランジスタのピンチオフ電圧と一致させ
るように調整するための第2の調整手段とを設け
たものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a square characteristic between the input and output of a field effect transistor, which is obtained by making the effective value or root mean square value of the voltage or current of the load match the source bias voltage and the pinch-off voltage. In addition to detecting using
In a load power stabilizer that keeps the load power constant by controlling the phase of the power supply to the load according to the error between the detected effective value or root mean square value and a preset reference value, there is a A source bias circuit is provided that applies an output voltage obtained from the collector of a transistor whose emitter and collector are connected via an emitter load and a collector load, respectively, to the field effect transistor as a source bias voltage. is selected to have the same polarity as the temperature coefficient of the pinch-off voltage of the field-effect transistor, and by varying the ratio of the collector load and emitter load of this transistor, the temperature coefficient of the output voltage and the pinch-off voltage of the field-effect transistor can be adjusted. a first adjusting means for adjusting the collector load or the emitter load so as to match the temperature coefficient of the transistor; and adjusting the operating point of the transistor by changing the base potential of the transistor, and A second adjustment means is provided for adjusting the voltage to match the pinch-off voltage of the effect transistor.

〔作用〕[Effect]

このように構成すれば、第1の調整手段によつ
てソースバイアス回路のトランジスタのコレクタ
より得られる出力電圧と電界効果トランジスタの
ピンチオフ電圧Vpの温度係数を一致させるよう
に調整し、第2の調整手段によつて上記出力電圧
を電界効果トランジスタのピンチオフ電圧Vpと
一致させるようにトランジスタの動作点を調整す
ると、その出力電圧がソースバイアス電圧Vsと
して電界効果トランジスタのソースに印加される
ので、温度が変化してもVsとVpが同様に変化し
て常時Vs=Vpの関係が維持される。
With this configuration, the first adjustment means adjusts the temperature coefficient of the output voltage obtained from the collector of the transistor of the source bias circuit and the pinch-off voltage Vp of the field effect transistor to match, and the second adjustment means By adjusting the operating point of the transistor so that the output voltage matches the pinch-off voltage Vp of the field effect transistor, the output voltage is applied to the source of the field effect transistor as the source bias voltage Vs, so that the temperature increases. Even if the voltage changes, Vs and Vp change in the same way, and the relationship of Vs=Vp is always maintained.

したがつて、前述の問題が解決され、負荷の電
圧又は電流の実効値又は二乗平均値を正確に検出
して、負荷電力を一定に保つことができる。
Therefore, the above-mentioned problem is solved, and the effective value or root mean square value of the voltage or current of the load can be accurately detected and the load power can be kept constant.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を図面の第2図及び第
3図を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 and 3 of the drawings.

第2図は、この発明による負荷電力安定化装置
を複写機の露光ランプのランプレギユレータに適
用した場合の実施例を示すブロツク回路図であ
る。
FIG. 2 is a block circuit diagram showing an embodiment in which the load power stabilizing device according to the present invention is applied to a lamp regulator of an exposure lamp of a copying machine.

この第2図において、ランプ2には、交流電源
(AC200V)4からの電圧が後述するトリガパル
ス発生回路14からのトリガパルスSPによりター
ンオンされる双方向性三端子サイリスタ(以下
「トライアツク」という)3によつて位相制御さ
れて印加されている。
In FIG. 2, the lamp 2 is connected to a bidirectional three-terminal thyristor (hereinafter referred to as "TRIAT") which is turned on by a trigger pulse SP from a trigger pulse generation circuit 14 (described later), which is supplied with voltage from an AC power supply (AC200V) 4. )3 and is applied with phase control.

このランプ電圧Voutを、ランプ電圧検出トラ
ンス5によつて絶縁的に検出した後、整流回路6
によつて両波整流する。
After this lamp voltage Vout is insulatedly detected by the lamp voltage detection transformer 5, the rectifier circuit 6
Both waves are rectified by

次に、このようにして得た電源周波数の2倍の
周波数で脈動する直流電圧Vaを、温度補正作用
もなす二乗回路7によつて二乗演算して電圧V0
(V0∝Va2)を得る。
Next, the DC voltage Va that pulsates at twice the power supply frequency obtained in this way is squared by a squaring circuit 7 that also performs a temperature correction function to obtain a voltage V 0
(V 0 ∝Va 2 ) is obtained.

この二乗回路7は、整流回路6の出力端子間に
直列に接続した抵抗R3,R4と、ゲートGを抵抗
R3,Rの4接続点aに、ドレインDを抵抗RDを介
して直流電圧(+12V)VDDが供給される電源端
子dに、ソースSをコンデンサCを介してアース
に、夫々接続したNチヤンネル形の電界効果トラ
ンジスタ(FET)1と、ソースバイアス電圧VS
を出力するソースバイアス回路8とからなる。
This squaring circuit 7 consists of resistors R 3 and R 4 connected in series between the output terminals of the rectifier circuit 6, and a gate G connected to a resistor.
The drain D is connected to the power supply terminal d to which DC voltage (+12V) V DD is supplied via the resistor R D , and the source S is connected to the ground via the capacitor C to the four connection points a of R 3 and R, respectively. N-channel field effect transistor (FET) 1 and source bias voltage V S
and a source bias circuit 8 that outputs.

このソースバイアス回路8は、直流電圧VDD
供給される電源端子dとアースとの間に直列に接
続した可変抵抗R1及び抵抗R2と、ベースをその
ままその接続点bに、エミツタをエミツタ負荷で
ある可変抵抗Reを介して電源端子dに、コレク
タをコンデンサCに並列に接続したコレクタ負荷
である抵抗Rcを介してアースに夫々接続したト
ランジスタ9とからなり、このソースバイアス回
路8は温度補償作用もなす。
This source bias circuit 8 consists of a variable resistor R 1 and a resistor R 2 connected in series between a power supply terminal d to which a DC voltage V DD is supplied and the ground, a base connected to the connection point b, and an emitter connected to the emitter. The source bias circuit 8 consists of a transistor 9 connected to a power supply terminal d via a variable resistor Re serving as a load, and to ground via a resistor Rc serving as a collector load whose collector is connected in parallel to a capacitor C. It also acts as a compensator.

なお、電源端子dに供給される直流電圧VDD
は、図示しない定電圧回路を介して供給されるの
で電圧変動がなく一定である。
Note that the DC voltage V DD supplied to the power supply terminal d
is supplied via a constant voltage circuit (not shown), so there is no voltage fluctuation and is constant.

また、抵抗R3,R4の抵抗値は、その接続点a
から出力されるゲート入力電圧VGのピーク値が
ゲート・ソース間電圧VGSを越えないような値に
してある。
Also, the resistance value of resistors R 3 and R 4 is the connection point a
The peak value of the gate input voltage V G output from the gate is set to a value that does not exceed the gate-source voltage V GS .

さらに、コンデンサCは、ゲート入力電圧VG
における電源周波数の2倍の周波数成分をバイパ
スするために設けてある。
Furthermore, the capacitor C is connected to the gate input voltage V G
This is provided to bypass the frequency component twice the power supply frequency.

ここで、温度補償作用をなすソースバイアス回
路8について説明する。
Here, the source bias circuit 8, which performs a temperature compensation function, will be explained.

ソースバイアス回路8の出力電圧はトランジス
タ9のコレクタから出力され、ソースバイアス電
圧VSとして電界効果トランジイタのソースに印
加される。したがつて、このソースバイアス電圧
VSは、 VS=Rc/Re(r・VDD−VBE) ……(5) ただし、r=R1/R1+R2、 VBE:トランジスタのベース・エミツタ間電圧 と表わすことができ、その温度係数ΔVS/ΔTは、
直流電圧VDDの温度係数を零とすると(5)式より ΔVS/ΔV=−Rc/Re・ΔVBE/ΔT ……(6) と表わすことができる。
The output voltage of the source bias circuit 8 is output from the collector of the transistor 9 and is applied to the source of the field effect transistor as a source bias voltage V S . Therefore, this source bias voltage
V S is expressed as: V S = Rc/Re(r・V DD − V BE )...(5) However, r=R 1 /R 1 + R 2 , V BE : Can be expressed as the voltage between the base and emitter of the transistor. The temperature coefficient ΔV S /ΔT is
If the temperature coefficient of the DC voltage V DD is zero, it can be expressed as ΔV S /ΔV=−Rc/Re·ΔV BE /ΔT (6) from equation (5).

(6)式において、トランジスタのベースエミツタ
間電圧VBEの温度係数ΔVBE/ΔTは、周知のよう
に負の値(約−2mV/℃)であるから、VS
温度係数ΔVS/ΔTは、FET1のピンチオフ電圧
VPの温度係数と同様に正となる。しかも、Rc/
Reの値を可変することにより温度係数ΔVS/ΔV
を任意に設定することができる。
In equation (6), the temperature coefficient ΔV BE /ΔT of the transistor base-emitter voltage V BE is a negative value (approximately -2 mV/°C), so the temperature coefficient ΔV S /ΔT of V S is , pinch-off voltage of FET1
Similar to the temperature coefficient of V P , it is positive. Moreover, Rc/
By varying the value of Re, the temperature coefficient ΔV S /ΔV
can be set arbitrarily.

したがつて、可変抵抗Reの抵抗値を可変して
ソースバイアス電圧VSの温度係数ΔVS/ΔTを、
FET1のピンチオフ電圧VPの温度係数ΔVP/ΔT
(例えば4mV/℃)と一致させると共に、VS
VPとなるように可変抵抗R1の抵抗値を可変して
r(r=R1/R1+R2)を選んでおけば、温度変化に よつてピンチオフ電圧Vpが変動しても、それに
応じてソースバイアス電圧VSが変化するので、
常にVS=VPなる関係を維持できる。
Therefore, by varying the resistance value of the variable resistor Re, the temperature coefficient ΔV S /ΔT of the source bias voltage V S can be changed as follows.
Temperature coefficient of pinch-off voltage V P of FET1 ΔV P /ΔT
(for example, 4 mV/℃), and V S =
If the resistance value of the variable resistor R 1 is varied and r (r=R 1 /R 1 +R 2 ) is selected so that the pinch-off voltage V p changes due to temperature change, Since the source bias voltage V S changes accordingly,
The relationship VS = VP can always be maintained.

それによつて、FET1のゲートGに入力され
る電圧VGは、第1図において説明した原理によ
り、正確に二乗演算される。
Thereby, the voltage V G input to the gate G of the FET 1 is accurately squared according to the principle explained in FIG.

上述の説明から明らかなように、第2図のバイ
アス回路8において、可変抵抗Reはトランジス
タ9エミツタ負荷とコレクタ負荷との比率を、出
力電圧Vsの温度係数をFET1のピンチオフ電圧
Vpの温度係数と一致させるように調整するため
の第1の調整手段を兼ねており、可変抵抗R1
トランジスタ9の出力電圧VsがFET1のピンチ
オフ電圧Vpと一致するように、トランジスタ9
のベース電位を変更することによりその動作点を
調整するための第2の調整手段である。
As is clear from the above explanation, in the bias circuit 8 shown in FIG.
The variable resistor R1 also serves as a first adjusting means for adjusting the temperature coefficient of Vp to match the temperature coefficient of the transistor 9, and the variable resistor R1 adjusts the output voltage of the transistor 9 so that the output voltage Vs of the transistor 9 matches the pinch-off voltage Vp of the FET1.
This is a second adjustment means for adjusting the operating point of the transistor by changing its base potential.

次に、この二乗回路7の出力電圧V0を平滑回
路等からなる平均回路10により平均化し、電圧
VGの二乗平均値すなわちランプ電圧Voutの二乗
平均値に比例した直流電圧VL(VL∝Vout2)を得
る。
Next, the output voltage V 0 of this square circuit 7 is averaged by an averaging circuit 10 consisting of a smoothing circuit, etc., and the voltage
A DC voltage V L (V L ∝Vout 2 ) proportional to the root mean square value of V G , that is, the root mean square value of the lamp voltage Vout is obtained.

そして、この直流電圧VLの平方根を取れば、
ランプ電圧Voutの実効値に比例した直流電圧を
得ることができるが、直流電圧VLの値が確定す
れば、その平方根との関係は一定であり、またラ
ンプレギユレータは計測器ではなく実効値自体を
得なくとも充分効果があるので、この実施例では
直流電圧VLをそのまま利用する。
Then, if we take the square root of this DC voltage V L , we get
A DC voltage proportional to the effective value of the lamp voltage Vout can be obtained, but once the value of the DC voltage VL is determined, the relationship with its square root is constant, and the lamp regulator is not a measuring instrument but an effective value. In this embodiment, the direct current voltage V L is used as it is, since it is sufficiently effective even without obtaining the value itself.

この直流電圧VLと複写機の制御部からのコピ
ー濃度信号に応じて図示しない基準電圧選択回路
から出力される基準電圧VREFとを、反転型の差動
増幅器11に入力して、VREFの電圧レベルに応じ
て増減し、且つ両者の差が大きくなる程低下し、
小さくなる程増加する誤差電圧VERを得る。
This DC voltage V L and a reference voltage V REF outputted from a reference voltage selection circuit (not shown) in accordance with a copy density signal from a control section of the copying machine are input to an inverting differential amplifier 11, and V REF It increases or decreases depending on the voltage level of , and decreases as the difference between the two increases,
Obtain the error voltage V ER that increases as it becomes smaller.

次に、この誤差電圧VERと、鋸歯状波発生回路
13からの電源4の第3図イに示すような交流電
圧に位相、周波数とも一致した同図ロに示すよう
な鋸歯状波電圧VTとを比較器12によつて比較
し、VER=VTの時点で所定期間ハイレベル“H”
となる信号Scを得て、トライアツク3の点弧角
を決定する。
Next, this error voltage V ER is combined with the sawtooth wave voltage V shown in FIG. T is compared by the comparator 12, and at the time when V ER = V
Obtain the signal Sc to determine the firing angle of the triator 3.

そして、この信号Scをトリガパルス発生回路
14に入力して、トライアツク3をトリガし得る
第3図ハに示すトリガパルスSPを形成し、このト
リガパルスSPをパルストランス15を介してトラ
イアツク3のゲートに印加して、トライアツク3
をターンオンし、それによつてランプ2への供給
電圧波形を位相制御する。
Then, this signal Sc is input to the trigger pulse generation circuit 14 to form a trigger pulse S P shown in FIG. Triack 3 is applied to the gate of
is turned on, thereby controlling the phase of the supply voltage waveform to lamp 2.

このようにすれば、今何らかの理由でランプ電
圧Voutが上昇すると電圧VGも上昇する。電圧VG
が上昇すると、二乗回路7の出力V0が、電圧V2 G
による上昇分だけ減少((4)式参照)し、平均回路
10の出力VLも減少する。
In this way, if the lamp voltage Vout increases for some reason, the voltage V G will also increase. Voltage V G
rises, the output V 0 of the squaring circuit 7 increases to the voltage V 2 G
(see equation (4)), and the output V L of the averaging circuit 10 also decreases.

そして、基準電圧VREFが一定で電圧VLが低く
なると、差動増幅器11から出力される誤差電圧
VERが上昇するため、トリガパルス発生回路14
から出力されるトリガパルスSPの発生位相が遅れ
る。
Then, when the reference voltage V REF is constant and the voltage V L decreases, the error voltage output from the differential amplifier 11
Since V ER increases, the trigger pulse generation circuit 14
The generation phase of the trigger pulse S P output from is delayed.

すなわち、トライアツク3の遮断位相角θ(第
3図ハに示す)が大きくなり、ランプ2に印加さ
れる電圧Voutが減少する。
That is, the cut-off phase angle .theta. (shown in FIG. 3C) of the triax 3 increases, and the voltage Vout applied to the lamp 2 decreases.

また、ランプ電圧Voutが低下すると、上記の
場合とは逆にトライアツク3の遮断位相角θが小
さくなり、ランプ電圧Voutが上昇する。
Further, when the lamp voltage Vout decreases, the cut-off phase angle θ of the triax 3 decreases, contrary to the above case, and the lamp voltage Vout increases.

このように、ランプ2に印加される電圧Vout
が変化すると、これを元に戻すように動作するの
で、ランプ電圧Voutの二乗平均値は常に一定に
保たれる。換言すれば、ランプ電圧の実効値電圧
が一定になる。
Thus, the voltage Vout applied to the lamp 2
When Vout changes, it returns to its original value, so the root mean square value of the lamp voltage Vout is always kept constant. In other words, the effective value voltage of the lamp voltage becomes constant.

それによつて、ランプ電力も一定になり、ラン
プ光量も一定になる。そのため、ランプの色温度
が一定になるので、コピーの演色性を常に一定に
することができる。
As a result, the lamp power becomes constant, and the amount of lamp light also becomes constant. Therefore, since the color temperature of the lamp is constant, the color rendering properties of copies can always be constant.

なお、上記実施例ではランプ電圧の二乗平均値
を検出する方式について述べたが、ランプ電流の
二乗平均値又は実効値を検出する方式にすること
もできる。
In the above embodiment, a method of detecting the root mean square value of the lamp voltage has been described, but a method of detecting the root mean square value or the effective value of the lamp current may also be used.

また、上記実施例では、この発明を、複写機の
露光ランプのランプレギユレータに適用した場合
について述べたが、ランプ以外の交流負荷のレギ
ユレータにも適用し得ることは勿論である。
Further, in the above embodiment, the present invention was applied to a lamp regulator of an exposure lamp of a copying machine, but it goes without saying that the invention can also be applied to a regulator of an AC load other than a lamp.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明による負荷電力
安定化装置にあつては、電界効果トランジスタに
よる二乗特性を利用した二乗回路において、ソー
スバイアス電圧をピンチオフ電圧の温度による変
動に応じて変化させ、両者を常に一致させる温度
補償機能を有するバイアス回路によつて発生させ
るようにしたので、環境温度が変化しても負荷の
電圧又は電流の実効値又は二乗平均値を正確に検
出して制御することができる。
As explained above, in the load power stabilizing device according to the present invention, the source bias voltage is changed in accordance with the fluctuation of the pinch-off voltage due to temperature in the squaring circuit that utilizes the squaring characteristic of the field effect transistor, and both of them are Since the voltage is generated by a bias circuit that has a temperature compensation function that always matches the voltage, the effective value or root mean square value of the voltage or current of the load can be accurately detected and controlled even if the environmental temperature changes. .

そのため、電力制御を略±1%程度の高精度で
行なうことが可能となる。
Therefore, it is possible to perform power control with high accuracy of approximately ±1%.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の前提となる負荷電力安定化
装置に用いる二乗回路の基本回路図である。第2
図はこの発明の実施例を示すブロツク回路図であ
る。第3図イ〜ハは第2図の動作説明に供する信
号波形図である。 1……電界効果トランジスタ(FET)、2……
ランプ、3……トライアツク、7……二乗回路、
8……ソースバイアス回路、9……トランジス
タ、10……平均回路、11……差動増幅器、1
2……比較器、13……鋸歯状波発生回路、14
……トリガパルス発生回路、15……パルストラ
ンス、Re……可変抵抗(エミツタ負荷、第1の
調整手段)、R1……可変抵抗(第2の調整手段)。
FIG. 1 is a basic circuit diagram of a squaring circuit used in a load power stabilizing device, which is the premise of this invention. Second
The figure is a block circuit diagram showing an embodiment of the present invention. 3A to 3C are signal waveform diagrams for explaining the operation of FIG. 2. 1... Field effect transistor (FET), 2...
Lamp, 3...triax, 7...square circuit,
8... Source bias circuit, 9... Transistor, 10... Average circuit, 11... Differential amplifier, 1
2... Comparator, 13... Sawtooth wave generation circuit, 14
...Trigger pulse generation circuit, 15...Pulse transformer, Re...Variable resistor (emitter load, first adjustment means), R1 ...Variable resistance (second adjustment means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 負荷の電圧又は電流の実効値又は二乗平均値
を、ソースバイアス電圧をピンチオフ電圧と一致
させることによつて得られる電界効果トランジス
タの入出力間における二乗特性を利用して検出す
ると共に、その検出した実効値又は二乗平均値と
予め設定した基準値との誤差に応じて前記負荷へ
の給電を位相制御して負荷電力を一定に保つよう
にした負荷電力安定化装置において、 電源とアース間にエミツタとコレクタをそれぞ
れエミツタ負荷とコレクタ負荷を介して接続した
トランジスタのコレクタより得られる出力電圧を
前記電界効果トランジスタにソースバイアス電圧
として印加するソースバイアス回路を設け、 前記トランジスタを前記出力電圧の温度係数が
前記電界効果トランジスタのピンチオフ電圧の温
度係数と同じ極性となるように選び、このトラン
ジスタのコレクタ負荷とエミツタ負荷との比率を
可変することにより、前記出力電圧の温度係数と
前記電界効果トランジスタのピンチオフ電圧の温
度係数とを一致させるように前記コレクタ負荷又
はエミツタ負荷を調整するための第1の調整手段
と、 前記トランジスタのベース電位を変更すること
によりその動作点を調整して、前記出力電圧を前
記電界効果トランジスタのピンチオフ電圧と一致
させるように調整するための第2の調整手段とを
設けたことを特徴とする負荷電力安定化装置。
[Claims] 1. The effective value or root mean square value of the voltage or current of the load is determined by using the square characteristic between the input and output of the field effect transistor obtained by matching the source bias voltage with the pinch-off voltage. In a load power stabilizing device that detects the detected effective value or root mean square value and controls the phase of the power supply to the load according to the error between the detected effective value or root mean square value and a preset reference value to keep the load power constant. , a source bias circuit is provided between the power supply and the ground for applying an output voltage obtained from the collector of the transistor whose emitter and collector are connected via an emitter load and a collector load, respectively, to the field effect transistor as a source bias voltage; By selecting the temperature coefficient of the output voltage to have the same polarity as the temperature coefficient of the pinch-off voltage of the field effect transistor, and varying the ratio of the collector load and emitter load of this transistor, the temperature coefficient of the output voltage and a first adjusting means for adjusting the collector load or emitter load so as to match the temperature coefficient of the pinch-off voltage of the field effect transistor; and adjusting the operating point of the transistor by changing the base potential of the transistor. and a second adjusting means for adjusting the output voltage to match the pinch-off voltage of the field effect transistor.
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