CN100352133C - 闪光灯电容充电控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及闪光灯电容充电控制方法和装置及其应用，所述对闪光灯电容作充电控制的方法。该方法包含：当一个启动信号产生时产生一个输入电流，用以诱发一个给闪光灯电容充电的电流；侦测表示闪光灯电容电压的一个第一电压以及对应输入电流的一个第二电压；利用测得该第一电压低于及高出一个第一参考电压的状态控制一个再充电信号的发出及取消；利用测得该第二电压高出及低于一个第二参考电压的状态控制一个电流限制信号的发出及取消；只在再充电信号发出及电流限制信号取消时，才发出前述启动信号；提供一个脚位以连接决定第二参考电压的电阻元件。本发明通过集成电路的脚位外接电阻元件，可以轻易地将想要的电流限制值调定。

Description

闪光灯电容充电控制方法和装置

技术领域

本发明涉及一种闪光灯的电路，具体是一种闪光灯电容充电控制方法和装置及其应用，特别涉及一种利用一个可调的充电电流限制来对闪光灯电容充电的控制方法和装置及其应用。

背景技术

利用闪光灯的照相机一般包括一个对附加在照相机中的闪光灯电容充电的充电线路。该闪光灯电容以电荷的方式储存能量。该能量在稍后会被闪光灯在拍摄照片时利用来产生闪光。

一般而言，在一个有充电电路的照相机，会有一个电池来提供某种程度的电压给一个电压增高变压器来(Step uptransformer)作为充电线路的一部分。该变压器将一个大约3伏特的电压(电池电压)转换成一个闪光灯电容充电用的300伏特电压，闪光灯电容再提供储存在其本身的能量给一个触发电路。此电路一部分功能是提供增高电压给闪光灯(灯泡)使用到大约4000伏特。该电压造成闪光灯泡内气体的离子化。当闪光灯被触发时，闪光灯电容经由被离子化的闪光灯泡放电在其中产生非常大的电流。该电流在闪光灯泡中造成闪光。

图1表示一个美国专利6,518,733号中揭露的闪光灯电容充电线路的方块图。一个电源传送电路120作为从输入源170转换电源到闪光灯电容144(最好接上负载)之用。电源传送电路120包括一个适应工作期间的线路(adaptive ON-time circuit)130、一个适应不工作期间的线路(adaptive OFF-time circuit)135、变压器122、开关晶体管124、锁存器(Latch)126以及输出二极管142。电源传送电路120是经由输出二极管142与闪光灯电容144连接在一起。输出二极管142的阳极连接到变压器122输出端的第2绕组，其阴极连接到闪光灯电容144。输入源170连接到变压器122一次侧的输入端。变压器122的一次侧输出端连接到开关晶体管124的集电极。开关晶体管124的发射极连接到适应工作期间的线路130。

一次侧以及二次侧的绕组电极方向最好是安排让相对应的绕组极性相反。如图1所示的极性标示112及114说明一次侧以及二次侧绕组的极性是相反的。这种相反的极性安排对于要应用一种反激线路拓扑(flyback circuit topology)时是很有用的。

适应工作期间的线路130包括一个第一开关电阻131，其连接于开关晶体管124的发射极并构成工作期间的交点134。工作期间线路130还包括一个工作期间比较器132。工作期间比较器132和工作期间交点134及工作期间参考电压VREF1 133连接以接收电压信号。

适应不工作期间的线路135包括一个第二开关电阻136，用以连接到变压器122的第二绕组以及不工作期间比较器137的正向(non-inverting)端。不工作期间比较器137同时也接收一个不工作期间参考电压信号-VREF2 138。不工作期间的参考电压-VREF2138之所以表示为负值是因为跟经过第二开关电阻136的反向电压作比较。

适应工作期间线路130以及适应不工作期间线路135分别提供一个给锁存器126使用的信号。举例来说，锁存器126可以是一个设定/重置(set/reset)锁存器。特别是当锁存器126的重置部分和工作期间线路130连接以接受其输出，并且设定部分和不工作期间线路135连接以接受其输出的情况下。如果锁存器126同时接受到设定和重置信号，重置信号的输入将取得优先权。锁存器126根据工作期间线路130以及不工作期间线路135所提供的输出提供一个锁存器锁输出给开关晶体管124的基极。该锁存器锁输出将改变其态位来开启或关闭开关晶体管124来产生直流电转直流电所需要的交换(switching)动作。

习见如上所述的线路，除了变压器以及闪光灯电容之外的线路及元件会存在单一的一块集成电路(IC)中。参考电压VREF1133及VREF2 138在集成电路制作时就已经决定了，所以没有改变充电电流限制的方法。这对闪光灯及照相机系统设计是不利的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一个方法及元件，利用一个可以调整的充电电流限制来对闪光灯电容充电。具体涉及一种闪光灯电容充电控制方法和装置及其应用。

为实现上述目的，本发明提供闪光灯电容充电的控制方法，包含：当一个启动信号产生时产生一个输入电流用以诱发一个给闪光灯电容充电的电流；侦测表示闪光灯电容电压的一个第一电压以及对应输入电流的一个第二参考电压；利用测得该第一电压低于及高出一个第一参考电压的状态控制一个再充电信号的发出及取消；利用测得该第二电压高出及低于一个第二参考电压的状态控制一个电流限制信号的发出及取消；只在再充电信号发出及电流限制信号取消时，才发出前述启动信号；提供一个脚位以连接决定第二参考电压的电阻元件。

本发明所述闪光灯电容充电控制方法，输入电流由前述启动信号接通一个开关形成一个变压器一次侧回路来产生，并由该启动信号切断开关来停止。

本发明所述闪光灯电容充电控制方法，进一步包含产生一个定电流通过前述电阻元件的步骤，其中，该第二参考电压是通过电阻元件两端的电压差。

为实现上述目的，本发明进一步提供一个与一个微处理器连接的闪光灯电容充电控制装置。该闪光灯电容充电控制装置包括：一个变压器，当一个启动信号产生时产生一个输入电流用以诱发一个给闪光灯电容充电的电流；一个再充电控制装置，侦测表示闪光灯电容电压的一个第一电压并利用测得该第一电压低于及高出一个第一参考电压的状态控制一个再充电信号的发出及取消；一个电流限制装置，侦测对应输入电流的一个第二电压并利用测得该第二电压高出及低于一个第二参考电压的状态控制一个电流限制信号的发出及取消；只在再充电信号发出及电流限制信号取消时，才发出前述启动信号；其中第二参考电压的值是由前述微处理器所决定。

本发明所述与一个微处理器一起作用的闪光灯电容充电控制装置，其中的电流限制装置包含：

一个利用侦测到电压高于或低于参考电压的状态发出或取消电流限制信号的比较器装置；以及

一个当再充电信号发出而且电流限制信号取消的时候发出启动信号，在其它时间取消启动信号的设定重置锁存器。

本发明所述与一个微处理器一起作用的闪光灯电容充电控制装置，其中的比较器装置包含：

一个电流源；

一个电阻元件，含有一个第一端接到电流源并且一个第二端接到地电压；

一个比较器，含有一个正相输入端接到电阻元件的第一端，一个负相输入端接收侦测到的第二电压，以及一个输出端输出电流限制信号；

其中，电阻元件的值是可以调整的。

本发明所述与一个微处理器一起作用的闪光灯电容充电控制装置，进一步包含一个接在输入电流路径上的开关，分别在启动信号发出及取消时接通及切断。

本发明所述与一个微处理器一起作用的闪光灯电容充电控制装置，进一步包含一个接在输入电流路径上的电阻，其中，侦测到的第二电压即为该电阻两端的电压差。

为实现上述目的，本发明还提供一个集成电路作为闪光灯电容的充电电流限制的具体应用。该集成电路包含：第一、第二、第三以及第四脚位，分别接到一个地(ground)电压、一个从闪光灯电容侦测到的第一电压、一个第一电阻元件以及一个变压器；一个开关和一个第二电阻元件串接在第一及第四脚位之间；一个再充电控制装置连接到第二脚位利用测得前述第一电压低于及高出一个第一参考电压的状态控制一个再充电信号的发出及取消；一个比较器装置，包含：一个电流源接到第三脚位、一个比较器的正相输入端接到第三脚位且其负相输入端接到前述开关及该第二电阻元件的连接点；一个设定重设锁存器，其设定输入接到再充电控制装置以接收再充电信号，其重置输入接到比较器的输出而该设定重置锁存器的输出接到前述开关的控制端。

本发明所述对闪光灯电容的充电电流做限制的集成电路，其中，前述开关为一个晶体管。

总而言之，本发明提供一个方法用来对闪光灯电容充电进行控制，以及一个闪光灯电容的充电控制装置，其中的一个充电电流限制是可调的。该充电限制线路设计成让集成电路有一个脚位可以外接一个电阻元件来决定电流限制值。如此一来，闪光灯及照相机的设计者可以轻易地将想要的电流限制值调定，甚至可以由使用者手动或微处理器自动对电流限制值作设定。

附图说明

图1表示一个美国专利6,518,733号中揭露的闪光灯电容充电线路方块图；

图2A及2B为一个本发明实施例闪光灯电容充电装置的线路方块图；

图3为使用于图2B中电容充电装置的信号时序图；

图4为一种本发明实施例闪光灯电容充电方法的流程图。

具体实施方式

本发明透过后附详细说明的附图将会比较容易全盘了解，其仅为图解之用而非将本发明限制于附图所示的范围。

图2A是根据本发明其中一种实现方法产生的闪光灯电容充电装置电路方块图。该闪光灯电容充电装置在照相机中与一个微处理器(图例未显示)连结产生作用，其包含：一个电容C1、一个电压增高变压器21、一个集成电路22、一个超快(ultra-fast)二极管D1、一个闪光灯电容23、一个分压器24以及一个可变电阻25。电压增高变压器21用一次侧绕组的一端接收从输入源20来的一次侧输入电压，一次侧绕组的另一端接到集成电路22的SWITCH脚位；因此只有在集成电路22把SWITCH这个脚位接到地端的时候会产生一个输入电流来触发一个给闪光灯电容的充电电流。SWITCH这个脚位只有在集成电路22一个内部作用信号VS(第2A图中未表示，稍后将会描述)发出时会接到地端。

集成电路22包含最少五个脚位：VIN、GND、VFB、LIMIT以及SWITCH，分别接到：从输入源20来的一次侧输入电压、一个地电压、从分压电路24来的输出电压以侦测在闪光灯电容上的电压、电阻元件25以及电压增高变压器21的一次侧绕组。集成电路22从分压器24接收到输出电压VFB，在当电压VFB比一个参考电压VBG低的时候发出一个内部再充电信号L-set并在电压VFB比参考电压VBG高的时候取消掉信号L-set。同时集成电路22侦测一个电压VC来对应变压器21一次侧绕组的输入电流，利用侦测到该电压VC高于或低于一个参考电压V-limit的状态来分别发出及取消一个内部电流限制信号。并且只有在再充电信号发出及电流限制信号取消时发出前述启动信号VS。参考电压V-limit是由一个可用从微处理器来的信号ADJ调整阻值的电阻元件25所决定。集成电路22的细节如下参考图2B的描述。

如图2B所示，集成电路22包括一个开关221、一个再充电控制装置222、一个比较装置包含一个电流源223及一个比较器224、一个设定重置锁存器225以及一个电阻R1。开关221和电阻R1在脚位SWITCH及GND中间作串接。再充电控制装置222连接到脚位VIN、GND及VFB以根据侦测到的电压VFB比参考电压VBG(图中未表示)低或高来分别发出或取消再充电信号L-set。电流源223接到脚位LIMIT。比较器224的正输入接到脚位LIMIT，其负输入接到开关221以及电阻R1相接的接点。设定重置锁存器225将其设定输入S接到再充电控制装置222来接收再充电信号L-set，将其重置输入R接到比较器224的输出并将其输出Q接到开关221的控制端点。开关221如习知可为晶体管M1。集成电路22的操作原理如下参考图3的描述。

电流源223产生一个定电源通过外接电阻25产生前述参考电压V-limit在脚位LIMIT上。于A～I期间，再充电控制装置222侦测到电压VFB比参考电压VBG还低时发出(拉低)再充电信号L-set。在期间A时，比较器224于侦测到电压VC比参考电压V-limit还低时取消(拉高)电流限制信号L-reset，所以设定重置锁存器225因为再启动信号L-set发出且电流限制信号L-reset取消，而发出(拉高)启动信号VS。发出的启动信号VS打开晶体管M 1，造成变压器21一次侧的回路关闭而产生输入电流。如此电压VFB由于输入电流触发的充电电流而升高。在期间B时，电压VC被侦测到已超过参考电压V-Limit所以电流限制信号L-reset被发出(拉低)，设定重置锁存器因此取消(拉低)启动信号VS以关闭晶体管M1；如此便切断了输入电流，电压VC因此降低直到小于V-limit。在期间C～I中，在A及B期间发生的操作重复如图3所示。在期间J时，闪光灯电容23已经被过度充电而电压VFB比电压VBG还要高。再充电控制装置222因此取消(拉高)再充电信号L-set所以设定重置锁存器225也取消(拉低)启动信号VS来关掉晶体管M1，闪光灯电容的充电因此停止。由于设定重置锁存器的特性，将会在信号L-set取消时将信号L-reset于内部拉低。

在图3中，电压VFB在期间A～I时从最低电位(接近0)升高到VBG。这过程在产生闪光后立即发生。请注意最大的充电电流值被电压V-limit限制为一个定值。既然集成电路22透过脚位LIMIT连接到外部电阻元件25，闪光灯及照相机设计者可以轻易的将参考电压调定为想要的值。甚至如图2A所示，外接的电阻元件25可以是一个可以透过照相机中微处理器的一个脚位ADJ来调整电阻值的可变电阻。

图4是一个本发明所涵盖闪光灯电容充电方法的流程图。

在步骤S40中，一个闪光灯电容经由离子化的闪光灯泡放电产生闪光。

在步骤S41中，侦测出一个在闪光灯电容上的电压VFB和一个对应变压器一次侧输入电流的电压VC。

在步骤S42中，提供一个电流源产生经过一个外接电阻的定电流。

在步骤S43中，在侦测到电压VFB小于一个参考电压VBG时发出再充电信号。并在侦测到电压VC小于外接电阻两端电压差V-limit时取消电流限制信号。

在步骤S44中，因为再充电信号发出及电流限制信号取消，发出启动信号。如此会将开关接通而使变压器一次侧回路关闭。这会产生一个输入电流以触发一个给闪光灯电容的充电电流。

在步骤S45中，因为电压VC升高超过V-limit而发出电流限制信号。启动信号因为电流限制信号的发出而取消并切断开关，造成输入电流停止。

在步骤S46中，电压VC因为输入电流停止开始降低。当电压VC降到比电压V-limit低时，电流限制信号将被取消。

在步骤S47中，当电压VFB高出电压VBG时，再充电信号便被取消。启动信号因为再充电信号的取消而取消。如此便结束了闪光灯电容的充电。

虽然本发明己以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动与润饰，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。

附图中符号的简单说明如下：

112、114：绕组极性标示

120：电源传送电路

122：电压增高变压器

124：晶体管

126：锁存器

130：适应工作期间的线路

131：第一开关电阻

132：工作期间比较器

133：工作期间参考电压

134：工作期间交点

135：适应不工作期间的线路

136：第二开关电阻

137：不工作期间比较器

138：不工作期间参考电压

142：开关晶体管

144：闪光灯电容

20：输入源

C1：电容

D1：超快二极管

21：电源增高变压器

22：集成电路

23：闪光灯电容

24：分压线路

25：可变电阻元件

VIN、VFB、LIMIT、ADJ、SWITCH：信号名称

GND：地电压

221：开关

M1：开关晶体管

222：再充电控制装置

223：电流源

224：比较器

225：设定重置锁存器

R1：电阻

VS、VC、V-limit：电压及参考电压名称

L-set、L-reset：信号名称、

Claims (10)

1.一种闪光灯电容充电控制方法，其特征在于所述闪光灯电容充电控制方法包含如下步骤：

当一个启动信号产生时，产生一个输入电流，用以诱发一个给闪光灯电容充电的电流；

侦测一个来自于闪光灯电容电压的第一电压以及一个对应于输入电流的第二电压；

利用测得该第一电压低于及高出一个第一参考电压的状态控制一个再充电信号的发出及取消；

利用测得该第二电压高出及低于一个第二参考电压的状态控制一个电流限制信号的发出及取消；

只有在该再充电信号发出及该电流限制信号取消的时候发出前述启动信号；

提供一个脚位以连接决定前述第二参考电压的电阻元件。

2.如权利要求1所述闪光灯电容充电控制方法，其特征在于：输入电流由前述启动信号接通一个开关形成一个变压器一次侧回路来产生，并由该启动信号切断开关来停止。

3.如权利要求1所述闪光灯电容充电控制方法，其特征在于

进一步包含产生一个定电流通过前述电阻元件的步骤，其中，该第二参考电压是通过电阻元件两端的电压差。

4.一种闪光灯电容充电控制装置，与一个微处理器一起作用，其特征在于所述闪光灯电容充电控制装置包含：

一个变压器，当一个启动信号产生时产生一个输入电流，用以诱发一个给闪光灯电容充电的电流；

一个再充电控制装置，侦测一个来自于闪光灯电容电压的第一电压，在测得第一电压低于一个第一参考电压的时候发出一个再充电信号，并在第一电压高出第一参考电压的时候取消再充电信号；以及

一个电流限制装置，侦测一个对应于输入电流的第二电压，在测得第二电压低于一个第二参考电压的时候取消一个电流限制信号，并在第二电压高出第二参考电压的时候发出电流限制信号；

只有在再充电信号发出及电流限制信号取消的时候发出前述启动信号；

其中，第二参考电压是由微处理器所决定。

5.如权利要求4所述闪光灯电容充电控制装置，其特征在于电流限制装置包含：

一个利用侦测到电压高于或低于参考电压的状态发出或取消电流限制信号的比较器装置；以及

一个当再充电信号发出而且电流限制信号取消的时候发出启动信号，在其它时间取消启动信号的设定重置锁存器。

6.如权利要求5所述闪光灯电容充电控制装置，其特征在于其中的比较器装置包含：

一个电流源；

一个电阻元件，含有一个第一端接到电流源并且一个第二端接到地电压；

一个比较器，含有一个正相输入端接到电阻元件的第一端，一个负相输入端接收侦测到的第二电压，以及一个输出端输出电流限制信号；

其中，电阻元件的值是可以调整的。

7.如权利要求4所述闪光灯电容充电控制装置，其特征在于：

进一步包含一个接在输入电流路径上的开关，分别在启动信号发出及取消时接通及切断。

8.如权利要求4所述闪光灯电容充电控制装置，其特征在于：进一步包含一个接在输入电流路径上的电阻，其中，侦测到的第二电压即为该电阻两端的电压差。

9.一种对闪光灯电容的充电电流做限制的集成电路，其特征在于所述对闪光灯电容的充电电流做限制的集成电路包含：

第一、第二、第三以及第四脚位，分别接到一个地电压、一个从闪光灯电容侦测到的第一电压、一个第一电阻元件以及一个变压器；

一个开关和一个第二电阻元件串接在第四及第一脚位之间；

一个再充电控制装置连接到第二脚位，分别利用测得前述第一电压低于及高出一个第一参考电压的状态来发出及取消一个再充电信号；

一个比较器装置，包含：

一个电流源，其接到第三脚位；以及

一个比较器，其正相输入端接到第三脚位且其负相输入端接到前述开关及该第二电阻元件的连接点；一个设定重设锁存器，其设定输入接到再充电控制装置以接收再充电信号，其重置输入接到比较器的输出而该设定重置锁存器的输出信号接到前述开关的控制端。

10.如权利要求9所述对闪光灯电容的充电电流做限制的集成电路，其特征在于前述开关为一个晶体管。

Images