CN101034846B - 电容器充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明可以用简单的电路结构正确地检测输出电压。本发明的电容器充电装置(210)包括变压器(10)和由流过变压器(10)的次级线圈(14)的电流进行充电的输出电容器(C1)，通过对设置在变压器(10)的初级线圈(12)的路径上的开关晶体管(Tr1)进行开关控制，对输出电容器(C1)充电。开关控制单元(40)控制开关晶体管(Tr1)的导通、截止。电压检测单元(18、108)监视设置在变压器(10)的次级线圈(14)上的抽头(16)的电压(Vmoni)。开关控制单元(40)将由电压检测单元检测到的电压(Vmoni)视为电容器充电装置(210)的输出电压(Vout)，控制开关晶体管(Tr1)的导通、截止。

Description

电容器充电装置
技术领域
本发明涉及开关电源，特别涉及对电容器充电而生成高电压的电容器充电装置。
背景技术
在各种电子设备中，为了产生比输入电压高的电压而提供给负载，使用升压型的开关电源。这样的升压型的开关电源包括开关元件、变压器，通过使开关元件分时地导通/截止使变压器产生反向电动势，通过由流过变压器的次级线圈的电流对电容器充电，将输入电压升压后输出。
在变压器的初级线圈的一端施加输入电压，在另一端连接开关元件。变压器的次级线圈的一端的电压被固定，在另一端经由整流用的二极管与输出电容器连接。
在这样的开关电源中，如果作为开关元件而设置的开关晶体管导通，则变压器的初级侧流过电流，在变压器中积累能量。接着，如果开关晶体管截止，则在变压器的次级侧被积累在变压器中的能量经由整流用的二极管作为充电电流被传送到输出电容器并对其充电。通过重复开关晶体管的导通/截止，可以对输出电容器充电，输出电压上升。
例如，参照专利文献1～3，公开了监视变压器的初级侧或者次级侧的状态，并且根据这些状态控制开关晶体管的导通/截止的自激式的电容器充电装置的控制电路。
〔专利文献1〕特开2003-79147号公报
〔专利文献2〕美国专利6518733号
〔专利文献3〕美国专利6636021号
发明内容
课题1.电容器充电装置有时根据呈现在输出电容器的输出电压来控制电路动作。例如，为了驱动负载，通过监视输出电压来判断是否已生成了足够的输出电压，即是否充电完成的检测。例如，在专利文献1中，通过监视变压器的初级线圈两端的电压来间接地监视输出电压，检测充电完成。
但是，由于变压器的初级线圈两端的电压与输出电压的相关根据变压器的绕线比等而变化，所以存在难以正确地检测输出电压的问题。其结果，为了驱动负载而不能得到足够的驱动电压，或者由于超过必要的电压而过充电，存在消耗无用电力的担心。
而且，在输出电容器呈现的输出电压通过电阻分压并且直接监视的情况下，需要高耐压的电阻元件。高耐压的电阻元件难以内置于LSI内部，需要作为芯片部件来设置，所以导致部件数量和安装面积的增大。进而，为了不使积累在输出电容器中的电荷经由电阻元件被放电到地，有时必须反向地设置二极管。
课题2.本申请人对可调节对于输出电容器的充电电流的大小的电容器充电装置的研究结果，想到以下的课题。
如果在电容器充电装置中使充电电流变化，则为了将变压器的初级线圈和变压器的初级电流导通/截止而设置的开关元件中流过的电流也变化。
例如，在作为开关元件而利用了双极晶体管的情况下，为了使双极晶体管导通/截止，需要对其基极间歇地提供基极电流以作为开关信号。这时，在使基极电流的振幅不依赖于充电电流(即双极晶体管的集电极电流)而设为固定时，设想产生无用的消耗电流，或者不能得到足够的充电电流。双极晶体管的集电极电流虽然受到基极电流影响，但是对于必要的充电电流(集电极电流)，在提供了必要以上的大基极电流的情况下，过剩的基极电流与无用的电力消耗相关联。相反，对于必要的充电电流，在仅提供小的基极电流的情况下，不能生成充分的集电极电流，对充电动作产生障碍。
在作为开关元件而使用了MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor)的情况下也产生同样的问题。即，对应于充电电流的MOSFET的漏极电流受其栅极电压的影响，如果将栅极电压的振幅或者对于栅极电容的驱动电流设为不依赖于充电电流(漏极电流)的固定值时，设想产生无用的消耗电流，或者不能得到足够的充电电流的情况。
课题3.在这样的电容器充电装置中，开关晶体管的导通/截止的定时成为影响一般处于折衷关系的效率和充电速度的极重要的技术课题。例如，在上述的专利文献1～3中，公开了根据变压器的初级线圈中流过的电流决定开关晶体管的导通的定时，并且根据次级线圈中流过的电流决定开关晶体管的截止的定时的控制方式。
按照上述专利文献中记载的方式，由于次级线圈中流过的电流以足够小的定时，即以被积累在变压器中的能量被释放到输出电容器的定时来导通开关晶体管，所以可以提高能量的利用效率。但是，在该方式中，由于开关晶体管截止的截止时间根据被积累在变压器中的能量来决定，所以存在不能进行输出电容器的急速充电的问题。
1、本发明的一个方式，提供可用简单的电路结构正确地检测输出电压的电容器充电装置。
本发明的一个方式是控制电路，用于电容器充电装置，该电容器充电装置包含变压器和由变压器的次级线圈中流过的电流进行充电的输出电容器，通过对设置在变压器的初级线圈的路径上的开关晶体管进行开关控制，对输出电容器进行充电。该控制电路包括：开关控制单元，控制开关晶体管的导通/截止；以及电压检测单元，监视被设置在变压器的次级线圈中的抽头的电压，开关控制单元将由电压检测单元检测到的电压作为电容器充电装置的输出电压，控制开关晶体管的导通/截止。
如果在变压器的次级线圈中设置抽头(F圈)，监视其电位，则可以高精度地检测与在电容器中呈现的输出电压对应的电压。而且，通过将抽头的位置设置在次级线圈的接地侧，即低电压侧，由于不需要进行电阻分压，所以部件数量也不增加。即，按照该方式的控制电路，可以正确地监视输出电压，并合适地实施开关控制。
开关控制单元也可以包括充电完成检测单元，通过比较由电压检测单元检测到的电压和规定的阈值电压，检测充电完成，如果检测到充电完成，则停止开关晶体管的导通/截止。
如上，因为由电压检测单元检测的抽头的电压成为与输出电压对应的电压，所以与直接监视输出电容器上呈现的电压的情况相比，可以在精度上不恶化地检测满充电状态，停止开关。
控制单元也可以重复以下动作，即在变压器的初级线圈中流过的电流达到规定的峰值电流之前的期间将开关晶体管导通，之后，在某个截止时间的期间将开关晶体管截止。这时，也可以对应于由电压检测单元检测到的电压使截止时间变化。开关控制单元也可以在由电压检测单元检测到的电压越大时，越短地设定截止时间。
这时，因为可以高精度地监视输出电压，所以可以合适地控制开关晶体管的截止时间，即对输出电容器提供充电电流的时间。
开关控制单元也可以包括：初级电流检测电路，检测流过变压器的初级线圈的初级电流；比较器，比较由初级电流检测电路检测到的初级电流和规定的峰值电流值，如果初级电流超过峰值电流值，则输出作为规定电平的比较信号；截止时间设定电路，在从比较器输出的比较信号成为规定电平时，计数某个截止时间；以及驱动电路，重复以下动作，即在通过截止时间设定电路计数截止时间期间，将开关晶体管截止，并且在经过截止时间后，将开关晶体管导通。截止时间设定电路也可以根据由电压检测单元检测到的电压，使截止时间变化。截止时间设定电路也可以在由电压检测单元检测到的电压越大时，越短地设定截止时间。
一个方式的控制电路也可以被一体集成在一个半导体衬底上。所谓“一体集成”包括电路的全部结构要素被形成在半导体衬底的情况，和将电路的主要结构要素一体集成的情况，为了用于调节电路常数，也可以将一部分电阻或电容器等设置在半导体衬底的外部。通过将控制电路作为一个LSI集成，可以减少电路面积。
本发明的另一个方式是电容器充电装置。该装置包括：变压器，包含初级线圈和次级线圈，对初级线圈的一端施加输入电压，对另一端连接开关晶体管；输出电容器，一端被接地；二极管，阳极被连接到变压器的次级线圈侧，阴极被连接到输出电容器的另一端侧；以及上述任意一项技术方案的控制电路，控制开关晶体管的导通/截止。
按照该方式，可以高精度地检测输出电容器上呈现的输出电压，从而进行开关控制，而且，可以缩小安装面积。
本发明的再一个方式是发光装置。该装置包括：上述的电容器充电装置；以及由电容器充电装置的输出电容器上呈现的输出电压所驱动的发光元件。按照该方式，因为减少了电容器充电装置的安装面积，部件数量，所以容易安装到小型的设备上。
本发明的再一个方式是电子设备。该电子设备包括：上述的发光装置；以及控制发光装置的发光状态的控制单元。按照该方式，因为减少了电容器充电装置的安装面积，部件数量，所以将设备的框架小型化。
本发明的再一个方式是控制方法，用于电容器充电装置，该电容器充电装置包含变压器和由变压器的次级线圈中流过的电流进行充电的输出电容器，通过对设置在变压器的初级线圈的路径上的开关晶体管进行开关控制，对输出电容器进行充电。该方法包括重复执行的以下步骤：第一步骤，检测变压器的初级线圈中流过的初级电流；第二步骤，在被检测到的初级电流达到规定的峰值电流之前的期间将开关晶体管导通；以及第三步骤，之后，在某个截止时间的期间将开关晶体管截止；还包括第四步骤，检测被设置在变压器的次级线圈中的抽头的电压达到了规定的阈值电压的情况。在抽头的电压超过阈值电压时，停止从第一步骤至第三步骤的重复。在第三步骤中，根据设定在变压器的次级线圈中的抽头的电压来设定截止时间。
2、以下说明的本发明的另一个方式的目的，是提供在充电电流可调节的电容器充电装置中，能够将开关晶体管以最佳状态进行驱动的控制电路。
本发明的一个方式是控制电路，用于电容器充电装置，该电容器充电装置包含变压器和由变压器的次级线圈中流过的电流进行充电的输出电容器，通过对设置在变压器的初级线圈的路径上的开关晶体管进行开关控制，对输出电容器进行充电。该控制电路包括：初级电流检测电路，检测变压器的初级线圈中流过的初级电流；以及开关控制单元，至少监视由初级电流检测电路检测到的初级电流，并且将在该初级电流达到规定的峰值电流值之前的期间对开关晶体管指示导通，以及之后，在某个截止时间的期间对开关晶体管指示截止的信号输出到开关晶体管的控制端子。开关控制单元根据规定的峰值电流值，调节对开关晶体管的控制端子输出的开关信号。
在该方式中，通过规定的峰值电流值规定充电电流。在有关结构中，通过根据规定的峰值电流值，调节对开关晶体管的控制端子提供的开关信号，可以提供最适合于开关晶体管的导通/截止的开关信号。
开关晶体管也可以是双极晶体管，开关控制单元根据规定的峰值电流值，调节对双极晶体管的基极作为开关信号输出的基极电流的电流值。开关控制单元也可以在规定的峰值电流值越大时，越大地设定基极电流的电流值。开关控制单元也可以将基极电流的电流值设定为与规定的峰值电流值成比例。
这时，因为根据由规定的峰值电流值规定的充电电流，规定开关晶体管的基极电流，所以可以提供最适合的对应于开关晶体管的集电极电流的基极电流，可以实现电路的高效率。
开关控制单元也可以包含电流生成单元，该电流生成单元接受用于指示规定的峰值电流值的电流调节信号，生成对应于该电流调节信号的电流，在开关晶体管应导通期间，将由电流生成单元生成的电流作为开关信号提供给开关晶体管的基极。
电流调节信号也可以从外部输入到被设置在控制电路中的充电电流控制端子。按照该结构，可以从外部控制充电电流，同时可以根据从外部设定的充电电流，调节开关晶体管的控制信号。
开关控制单元也可以监视输出电容器上呈现的输出电压，根据该输出电压调节截止时间。输出电压的监视不用说可以是直接或间接方式。这时，在充电开始之后的输出电压低时，高效率地使用被积累在变压器中的能量，同时，随着输出电压变高，可以提高充电速度，能够实现效率和充电速度的平衡。
本发明的另一个方式也是控制电路，用于电容器充电装置，该电容器充电装置包含变压器和由变压器的次级线圈中流过的电流进行充电的输出电容器，通过对设置在变压器的初级线圈的路径上的开关晶体管进行开关控制，对输出电容器进行充电。该控制电路包括：电流生成单元，生成与对于输出电容器的充电电流的大小对应的电流；驱动电路，在开关晶体管应导通期间，将由电流生成单元生成的电流提供作为开关晶体管的双极晶体管的基极电流。电流生成单元也可以根据充电电流的峰值来设定基极电流的电流值。
电容器充电装置的控制电路也可以被一体集成在一个半导体衬底上。所谓“一体集成”包括电路的全部结构要素被形成在半导体衬底的情况，和将电路的主要结构要素一体集成的情况，为了用于调节电路常数，也可以将一部分电阻或电容器等设置在半导体衬底的外部。通过将控制电路作为一个LSI集成，可以减少电路面积。
本发明的另一个方式是电容器充电装置。该装置包括：变压器，包含初级线圈和次级线圈，对初级线圈的一端施加输入电压，对另一端连接开关晶体管；输出电容器，一端被接地；二极管，阳极被连接到变压器的次级线圈侧，阴极被连接到输出电容器的另一端侧；以及上述的控制电路，控制开关晶体管的导通/截止。
按照该方式，可以合适地控制对电容器的充电电流，同时可以根据充电电流，将开关晶体管的驱动状态最佳化，可以减少消耗电流。
本发明的再一个方式是发光装置。该装置包括：上述的电容器充电装置；以及由电容器充电装置的输出电容器上呈现的输出电压所驱动的发光元件。按照该方式，可以高效地生成发光元件的驱动所需要的高电压。
本发明的再一个方式是电子设备。该电子设备包括：上述的发光装置；以及控制发光装置的发光状态的控制单元。
3、而且，以下说明的本发明其它方式的目的是提供取得充电速度和效率的平衡的电容器充电装置。
本发明的一个方式是控制电路，用于电容器充电装置，该电容器充电装置包含变压器和由变压器的次级线圈中流过的电流进行充电的输出电容器，通过对设置在变压器的初级线圈的路径上的开关晶体管进行开关控制，对输出电容器进行充电。该控制电路包括：截止信号生成单元，监视流过变压器的初级线圈的电流，在该电流增加至规定的峰值电流时，输出规定电平的截止信号；第一导通信号生成单元，监视变压器的初级线圈两端的电压，在该初级线圈两端的电压降低至规定的第一阈值电压时，输出规定电平的第一导通信号；第二导通信号生成单元，监视对应于输出电容器上呈现的输出电压的监视电压，并且根据该监视电压设定截止时间，在从截止信号生成单元输出规定电平的截止信号起，经过了截止时间后，输出规定电平的第二导通信号；以及开关控制单元，接受从截止信号生成单元输出的截止信号和从第一、第二导通信号生成单元输出的第一、第二导通信号，根据截止信号将开关晶体管截止，并且根据第一、第二导通信号将开关晶体管导通。
在该方式中，在开关晶体管导通的状态下，在变压器中积累能量。截止信号生成单元通过设定在变压器的初级线圈中流过的电流的峰值，决定在变压器中积累的能量。在开关晶体管截止的状态下，从变压器的次级线圈向输出电容器流过充电电流，随着时间，积累在变压器中的能量被释放出来。在能量的释放完成时，变压器的初级线圈两端的电压由于谐振而衰减下去。第一导通信号生成单元通过初级线圈两端的电压降低至规定的第一阈值电压，检测能量的释放完成，决定下一个开关晶体管导通的定时。第二导通信号生成单元与积累的变压器中的能量无关，根据输出电压设定开关晶体管应导通的期间，设定下一个开关晶体管导通的定时。
按照该方式，可以通过截止信号生成单元设定变压器中积累的能量，即充电速度，同时，根据从第一、第二导通信号生成单元的其中一个输出的导通信号，设定开关晶体管的导通的定时，从而可以调节使效率和充电速度中的哪一个优先。
开关控制单元也可以在从截止信号生成单元输出规定电平的截止信号时，将开关晶体管截止，在从第一导通信号生成单元输出的第一导通信号和从第二导通信号生成单元输出的第二导通信号中，根据先成为规定电平的导通信号，将开关晶体管截止。
开关控制单元也可以构成为可选择根据第一导通信号和截止信号动作的第一模式，以及根据第二导通信号和截止信号动作的第二模式。这时，可以根据应用或使用本电容器充电装置的状况等切换使效率优先的模式或使充电速度优先的模式。
开关控制单元也可以在监视电压在规定的第二阈值电压以下的情况下，根据第二导通信号将开关晶体管导通。
在输出电容器上呈现的输出电压低的情况下，变压器的初级线圈两端的电压变小，由于干扰的影响，有时有误生成第一导通信号的危险。因此，在输出电压低的情况下，通过根据第二导通信号将开关晶体管导通，可以保证将开关晶体管适当地导通。
第二导通信号生成单元将对应于变压器的次级线圈中设置的抽头上所呈现的电压的电压作为监视电压来设定截止时间。由于在变压器的次级线圈中设置的抽头上呈现在输出电压上乘以了对应于匝数的比率的电压，所以可以根据输出电压适当地设定截止时间。
开关控制单元也可以包含由截止信号置位，由第一导通信号或者第二导通信号复位的触发电路，根据该触发电路的输出信号，控制开关晶体管的导通/截止。
导通信号生成单元也可以在监视电压越大时，越短地设定截止时间。这时，在充电开始之后的输出电压低时，有效地使用被积累在变压器中的能量，同时，随着输出电压变高，可以提高充电速度，能够实现效率和充电速度的平衡。
一个方式的控制电路也可以被一体集成在一个半导体衬底上。所谓“一体集成”包括电路的全部结构要素被形成在半导体衬底的情况，和将电路的主要结构要素一体集成的情况，为了用于调节电路常数，也可以将一部分电阻或电容器等设置在半导体衬底的外部。通过将控制电路作为一个LSI集成，可以减少电路面积。
本发明的另一个方式是电容器充电装置。该电容器充电装置包括：变压器，包含初级线圈和次级线圈，对初级线圈的一端施加输入电压，对另一端连接开关晶体管；输出电容器，一端被接地；二极管，阳极被连接到变压器的次级线圈侧，阴极被连接到输出电容器的另一端侧；以及上述的任意一项的控制电路，控制开关晶体管的导通/截止。
本发明的另一个方式也是电容器充电装置。该电容器充电装置包括：变压器，包含初级线圈和次级线圈，共同连接初级线圈的一端和次级线圈的一端，对该连接点施加输入电压；开关晶体管，被连接到初级线圈的另一端侧；二极管，阳极被连接到次级线圈的另一端侧；输出电容器，被设置在二极管的阴极和接地之间；以及控制电路，控制开关晶体管的导通/截止。
按照该电容器充电装置，由于变压器作为3端子来构成，所以可以缩小电路面积。
在一个方式中，也可以在变压器的次级线圈中设置抽头，控制电路根据与抽头上呈现的电压对应的电压，至少执行开关晶体管的导通、截止的控制的一部分。
由于在变压器的次级线圈中设置的抽头上呈现出在输出电容器中呈现的输出电压上乘以了对应于匝数的比率的电压，所以可以实现对应于输出电压的开关控制。
控制电路也可以通过比较与抽头上呈现的电压对应的电压和规定的阈值电压，检测输出电容器的充电完成。这时，也可以根据输入电压使规定的阈值电压变化。
在抽头上呈现的电压根据输入电压变化，但是这时可以校正其变动。
控制电路也可以包括：差电压生成电路，生成与抽头电压和对输入电压乘以规定的常数的电压的差电压对应的电压；以及比较器，将差电压生成电路的输出电压和规定的阈值电压进行比较。差电压生成电路的输出电压在超过了阈值电压时，检测充电完成。
按照该方式，即使在输入电压已变动的情况下，也可以将充电完成时的电容器充电装置的输出电压保持为一定值。
控制电路也可以包括：截止信号生成单元，监视变压器的初级线圈中流过的电流，并且在该电流增加至规定的峰值电流时，输出规定电平的截止信号；第一导通信号生成单元，监视变压器的初级线圈两端的电压，在该初级线圈两端的电压降低至规定的第一阈值电压时，输出规定电平的第一导通信号；第二导通信号生成单元，监视与输出电容器上呈现的输出电压对应的监视电压，并且根据该监视电压设定截止时间，在从截止信号生成单元输出规定电平的截止信号开始，经过了截止时间后，输出成为规定电平的第二导通信号；以及开关控制单元，接受从截止信号生成单元输出的截止信号和从第一、第二导通信号生成单元输出的第一、第二导通信号，根据截止信号将开关晶体管截止，并且根据第一、第二导通信号将开关晶体管导通。
也可以在变压器的次级线圈中设置抽头，第二导通信号生成单元将与抽头上所呈现的电压对应的电压作为监视电压进行监视。
本发明的再一个方式是包含初级线圈和次级线圈的变压器。该变压器将初级线圈和次级线圈的一端共同连接，在共同连接点上设置端子，同时在初级线圈和次级线圈的各自的另一端设置端子。按照该方式，可以将以往的4端子的变压器构成为3端子，可实现小型化。
本发明的再一个方式是发光装置。该装置包括：上述任意一个方式的电容器充电装置；以及由在电容器充电装置的输出电容器上呈现的输出电压驱动的发光元件。
本发明的再一个方式是电子设备。该电子设备包括：上述发光装置；以及控制发光装置的发光状态的控制单元。
本发明的一个方式是控制方法，用于电容器充电装置，该电容器充电装置包含变压器和由变压器的次级线圈中流过的电流进行充电的输出电容器，通过对设置在变压器的初级线圈的路径上的开关晶体管进行开关控制，对输出电容器进行充电。该控制方法包括：截止信号生成步骤，监视流过变压器的初级线圈的电流，在该电流增加至规定的峰值电流时，生成规定电平的截止信号；第一导通信号生成步骤，监视变压器的初级线圈两端的电压，在该初级线圈两端的电压降低至规定的第一阈值电压时，生成规定电平的第一导通信号；第二导通信号生成步骤，监视对应于输出电容器上呈现的输出电压的监视电压，并且根据该监视电压设定截止时间，在从输出规定电平的截止信号起，经过了截止时间后，生成规定电平的第二导通信号；以及开关步骤，根据截止信号将开关晶体管截止，并且根据第一、第二导通信号将开关晶体管导通。
按照该方式，可以控制使效率和充电速度的哪一个优先。
开关步骤也可以在生成规定电平的截止信号时，将开关晶体管截止，在第一导通信号和第二导通信号中，根据先成为规定电平的导通信号，将开关晶体管导通。
需要注意的是，上述结构要素的任何任意组合或者重新排列等作为本实施方式有效，并且包含在本实施方式中。
而且，本发明的该总结不需要描述所有必要特征，因此本发明也可以是这些被描述的特征的子联合。
附图说明
以下将参照附图举例说明实施方式，上述附图是可效仿的，但不限于此，其中在多个附图中，对相似的要素赋予相同的标号。
图1是表示安装了实施方式的发光装置的电子设备的结构的方框图。
图2是表示第1实施方式的发光装置的结构的电路图。
图3是表示图2的电容器充电装置的动作的定时图。
图4是表示第2实施方式的发光装置的结构的电路图。
图5是表示图4的驱动电路的结构的电路图。
图6是表示图4的电容器充电装置的动作的定时图。
图7(a)～图7(c)是表示对开关晶体管提供的基极电流和初级电流的定时图。
图8是表示图1的发光装置的结构的电路图。
图9是表示对应于图8的电容器充电装置的第一导通信号的开关动作的定时图。
图10是表示对应于图8的电容器充电装置的第二导通信号的开关动作的定时图。
图11是表示第4实施方式的电容器充电装置的开关控制单元的结构的电路图。
图12是表示图11的开关控制单元的变形例的电路图。
图13是表示第5实施方式的电容器充电装置的结构的一部分的电路图。
图14是表示第6实施方式的电容器充电装置的结构的方框图。
图15是表示图14的电容器充电装置的变形例的电路图。
图16是表示检测充电完成的充电完成检测电路的结构的电路图。
具体实施方式
现在，根据参照实施方式说明本发明，被参照的实施方式不是要限制本发明的范围，而仅为例示。在实施方式中说明的所有特征及其组合对于本发明并非必要的要点。
(第1实施方式)
图1是表示第1实施方式的安装了发光装置200的电子设备300的结构的方框图。电子设备300是数字照相机或数字摄像机、或者具有摄像功能的携带电话终端，包括：电池310、DSP(Digital Signal Processor)314、摄像单元316、发光装置200。
电池310例如是锂离子电池，作为电池电压Vbat输出3～4V左右的电压。DSP314是统一地控制电子设备300整体的块，与摄像单元316、发光装置200连接。摄像单元316是CCD(Charge Coupled Device)或CMOS传感器等摄像装置。发光装置200是在摄像单元316摄像时，用作闪光灯的光源。
发光装置200包括：电容器充电装置210、发光元件212、触发电路214。作为发光元件212，最好应用氙管(xenon tube)等。电容器充电装置210通过对设在其输出的输出电容器充电，将从电池310提供的电池电压Vbat升压，并且对发光元件212提供300V左右的驱动电压。触发电路214是控制发光装置200的发光的定时的电路。发光元件212与摄像单元316的拍摄同步发光。
图2是表示图1的发光装置200的结构的电路图。发光装置200包括：电容器充电装置210、发光元件212、和IGBT214a。图2所示的控制电路100、开关晶体管Tr1、变压器10、整流二极管D1、输出电容器C1对应于图1的电容器充电装置210。而且，图1的触发电路214对应于图2的IGBT214a、发光控制单元214b。
电容器充电装置210对输出电容器C1提供充电电流，生成对发光元件212的发光所必须的驱动电压(以下也称为输出电压Vout)。电容器充电装置210包含输出电路20、控制电路100而构成。
输出电路20包括变压器10、整流二极管D1、输出电容器C1。变压器10包括初级线圈12和次级线圈14。初级线圈12的一端成为电容器充电装置210的输入端子202，被施加从图1的电池310输出的电池电压Vbat。初级线圈12的另一端与控制电路100的开关端子102连接。
变压器10的次级线圈14的一端被接地从而电位被固定，其另一端与整流二极管D1的阳极连接。输出电容器C1的一端被接地，其另一端与整流二极管D1的阴极连接。输出电容器C 1的端子成为该电容器充电装置210的输出端子204，被充电到输出电容器C1的电压作为输出电压Vout被输出。
在本实施方式中，在变压器10的次级线圈14中设置抽头16(F圈)。抽头16的电压(以下，称为监视电压Vmoni)经由布线18被输入控制电路100的电压监视端子108。控制电路100将监视电压Vmoni视为发光装置200的输出电压Vout，控制开关晶体管Tr1的导通、截止。电压监视端子108以及至抽头16的布线18作为监视抽头16的电压的电压检测单元起作用。
控制电路100通过对开关晶体管Tr1的导通、截止进行开关控制，在变压器10中积累能量，生成对于输出电容器C1的充电电流，将电池电压Vbat升压。以下，将流过初级线圈12的电流称为初级电流Ic1，将流过次级线圈14的电流称为次级电流Ic2。
控制电路100除了开关晶体管Tr1，还包括检测电阻R1、比较器32、截止时间设定电路34、驱动电路36、发光控制单元214b、充电完成检测电路50。控制电路100作为功能IC被一体集成在一个半导体衬底上。
控制电路100控制对开关晶体管Tr1的控制端子提供的电压或者电流从而控制导通、截止。在本实施方式中，开关晶体管Tr1是双极晶体管。开关晶体管Tr1的集电极经由开关端子102与变压器10的初级线圈12连接。驱动电路36对开关晶体管Tr1的基极电流Ib进行开关控制。
检测电阻R1、比较器32、截止时间设定电路34、驱动电路36、充电完成检测电路50作为控制开关晶体管Tr1的开关动作的开关控制单元起作用。该开关控制单元将监视电压Vmoni视为电容器充电装置210的输出电压Vout，控制开关晶体管Tr1的导通、截止。
检测电阻R1作为检测流过变压器10的初级线圈12的初级电流Ic1的初级电流检测电路起作用。检测电阻R1被设置在与初级电流Ic1流过的初级线圈12和开关晶体管Tr1相同的路径上，一端被接地，另一端与开关晶体管Tr1的发射极连接。在检测电阻R1上产生与初级电流Ic1成比例的压降Vdet＝Ic1×R1。检测电阻R1输出对应于初级电流Ic1的检测电压Vdet。
在控制电路100的充电电流控制端子104中，从外部输入用于指示输出电容器C1的充电电流的电流调节信号Vadj。比较器32比较从初级电流检测电路输出的检测电压Vdet和电流调节信号Vadj。比较器32在检测电压Vdet超过电流调节信号Vadj时，即检测到初级电流Ic1达到了根据电流调节信号Vadj而决定的规定的电流值(以下，称为峰值电流值Ipeak)时，输出高电平。从比较器32输出的比较信号Vcmp被输入截止时间设定电路34。如后所述，电流调节信号Vadj是规定充电电流的峰值Ipeak的信号。峰值电流值Ipeak和电流调节信号Vadj的关系由Ipeak＝Vadj/R1提供。
截止时间设定电路34在比较信号Vcmp成为高电平开始，计数某个截止时间Toff，并且在经过该截止时间Toff为止的期间，生成第一电平(例如低电平)的驱动信号Vdrv。
驱动电路36在驱动信号为第一电平的期间，即通过截止时间设定电路34计数截止时间Toff的期间，停止对开关晶体管Tr1的基极电流的提供，截止开关晶体管Tr1。如果截止时间Toff经过，驱动信号Vdrv返回第二电平(例如高电平)，则驱动电路36对开关晶体管Tr1提供基极电流，再一次将开关晶体管Tr1导通。
开关控制单元40将在初级电流Ic1达到规定的峰值电流值Ipeak之前的期间，对开关晶体管Tr1指示导通，之后，在某个截止时间Toff期间，对开关晶体管Tr1指示截止的开关信号Vsw输出到开关晶体管Tr1的基极。
而且，截止时间Toff可以是预先设定的时间，也可以是根据输出电压Vout而设定，或者根据变压器10的初级侧或次级侧的状态而设定的时间，或者如后所述，也可以根据监视电压Vmoni来设定。
在开关控制单元40的驱动电路36中输入用于指示充电电流的电流调节信号Vadj。驱动电路36根据电流调节信号Vadj调节输出到开关晶体管Tr1的基极的开关信号。具体来说，开关控制单元40根据电流调节信号Vadj来调节对开关晶体管Tr1的基极作为开关信号输出的基极电流Ib。
充电完成检测电路50是比较器，将设置在变压器10的次级线圈14中的抽头16上呈现的监视电压Vmoni视为在输出电容器C1上呈现的输出电压Vout，并通过将其与规定的阈值电压Vth比较，检测充电完成。阈值电压Vth设定为对发光元件212的发光足够的电压，例如300V左右。充电完成检测电路50在检测充电完成时，建立用于表示充电完成的标记FULL。通过充电完成检测电路50检测充电完成时，开关控制单元40停止开关晶体管Tr1的开关。
而且，在本实施方式中，输入到电压监视端子108的监视电压Vmoni被输入到开关控制单元40的截止时间设定电路34。截止时间设定电路34使截止开关晶体管Tr1的截止时间Toff对应于监视电压Vmoni而变化。
例如，截止时间设定电路34在监视电压Vmoni越大时，即输出电压Vout越大时，越短地设定截止时间Toff即可。在由对电容器进行充放电的CR时间常数电路来构成截止时间设定电路34的情况下，通过使充电或者放电电流根据监视电压Vmoni来变化，可以调节截止时间Toff。
发光控制单元214b生成发光控制信号Vcnt，并控制IGBT214a的基极电压。在输出电容器C1的充电完成，生成了足够的驱动电压Vout的状态下，在发光控制信号Vcnt为高电平时，IGBT214a导通，发光元件212发光。
对如上所述构成的发光装置200的动作进行说明。图3是表示实施方式的电容器充电装置210的动作的定时图。图3的横轴和纵轴为了容易理解而适当扩大、缩小，而且被显示的各波形也为了容易理解而简化。在时刻t0，开关信号Vsw为高电平，即，对开关晶体管Tr1提供基极电流Ib，开关晶体管Tr1导通。由于开关晶体管Tr1导通，变压器10的初级线圈中流过的初级电流Ic1随时间缓慢上升，在时刻t1，Vdet＞Vadj。
在Vdet＞Vadj时，从比较器32输出的比较信号Vcmp从低电平切换到高电平。截止时间设定电路34在比较信号Vcmp为高电平起的截止时间Toff期间，将驱动信号Vdrv设定为第一电平(低电平)。驱动电路36在驱动信号Vdrv为低电平期间，停止对开关晶体管Tr1的基极电流Ib的提供，并且截止开关晶体管Tr1。如果开关晶体管Tr1截止，则通过变压器10的次级线圈14中流过的次级电流Ic2对输出电容器C1充电。
从时刻t1开始经过截止时间Toff后的时刻t2，驱动信号Vdrv切换为高电平。驱动电路36在驱动信号Vdrv为高电平时，对开关晶体管Tr1通过基极电流Ib。控制电路100将时刻t0～t2的动作作为一个周期，通过重复该周期，对输出电容器C1充电，并且使输出电压Vout上升。
通过使由截止时间设定电路34设定的截止时间Toff依赖于监视电压Vmoni，随着监视电压Vmoni的上升，即输出电压Vout的上升，截止时间toff缓慢缩短。其结果，在充电开始之后的输出电压Vout低的时候，能够有效地使用积累在变压器10中的能量，同时，随着输出电压Vout变高，可以提高充电速度，能够实现效率和充电速度的平衡。
在时刻t3，监视电压Vmoni达到阈值电压Vth时，通过充电完成检测电路50建立表示充电完成的标记FULL，允许发光元件212的发光。在监视电压Vmoni上升到希望的电压值时，发光控制单元214b与图1的摄像单元316的拍摄同步而将发光控制信号Vcnt切换到高电平。其结果，IGBT214a导通，发光元件212即氙灯作为闪光灯发光。
按照本实施方式的电容器充电装置210，通过在变压器10的次级线圈14中设置抽头(F圈)，监视其电位，可以高精度地检测与在输出电容器C1中呈现的输出电压Vout对应的电压。而且，通过将抽头16的位置设定在次级线圈14的接地侧，即低电压侧，由于不需要电阻分压，所以部件数量也不增加。控制电路100根据对应于输出电压Vout的监视电压Vmoni，可以适当地对开关晶体管Tr1进行开关控制。
例如，在实施方式中，充电完成检测电路50根据监视电压Vmoni执行了充电状态的检测。这时，与直接监视呈现在输出电容器C1上的输出电压Vout的情况相比，可以在精度上不会恶化地检测满充电状态，并且停止开关。其结果，可以解决不能得到用于负载的驱动所需要的电压，或反而对输出电容器C1过充电的问题。
而且，在实施方式中，还根据监视电压Vmoni执行了截止时间设定电路34中的截止时间Toff的设定。其结果，可以高精度地将输出电压反映在开关动作中。
本技术领域的技术人员应理解，上述实施方式为例示，在这些各结构要素和各处理过程中可以有各种变形例，而且，这样的变形例也属于本发明的范围。
在实施方式中，对作为开关晶体管Tr1使用双极晶体管的情况进行了说明，但是也可以使用MOSFET。而且，在实施方式中，对根据初级电流Ic1执行开关晶体管Tr1的导通、截止的定时的情况进行了说明，但是控制方式不限于此，也可以利用其它的控制方式。
在实施方式中，对电容器充电装置210驱动发光元件212的情况进行了说明，但是不限于此，可以驱动其它需要高压的各种负载电路。
而且，在本实施方式中，高电平、低电平的逻辑值的设定为一例，可以通过反相器等适当反转来自由地变更。
(第2实施方式)
图4是表示第2实施方式的发光装置200a的结构的电路图。与第1实施方式的发光装置200一样，图4的发光装置200a优选地使用在图1的电子设备中。
图1的电子设备300是数字照相机或数字摄像机、或者具有摄像功能的携带电话终端，包括：电池310、DSP(Digital Signal Processor)314、摄像单元316、发光装置200a。
电池310例如是锂离子电池，作为电池电压Vbat输出3～4V左右的电压。DSP314是统一地控制电子设备300整体的块，与摄像单元316、发光装置200连接。摄像单元316是CCD(Charge Coupled Device)或CMOS传感器等摄像装置。发光装置200是在摄像单元316摄像时，用作闪光灯的光源。
发光装置200a包括：电容器充电装置210、发光元件212、触发电路214。作为发光元件212，最好应用氙管等。电容器充电装置210通过对设在其输出的输出电容器充电，将从电池310提供的电池电压Vbat升压，并且对发光元件212提供300V左右的驱动电压。触发电路214是控制发光装置200a的发光的定时的电路。发光元件212与摄像单元316的拍摄同步发光。
返回图4，对发光装置200a的结构进行说明。发光装置200a包括：电容器充电装置210、发光元件212、和IGBT214a。图4所示的控制电路100、开关晶体管Tr1、变压器10、整流二极管D1、输出电容器C1对应于图1的电容器充电装置210。而且，图1的触发电路214对应于图4的IGBT214a、发光控制单元214b。
电容器充电装置210对输出电容器C1提供充电电流，生成对发光元件212的发光所必须的驱动电压(以下也称为输出电压Vout)。电容器充电装置210包含输出电路20、控制电路100而构成。
输出电路20包括变压器10、整流二极管D1、输出电容器C1。变压器10包括初级线圈12和次级线圈14。初级线圈12的一端成为电容器充电装置210的输入端子202，被施加从图1的电池310输出的电池电压Vbat。初级线圈12的另一端与控制电路100的开关端子102连接。
变压器10的次级线圈14的一端被接地从而电位被固定，其另一端与整流二极管D1的阳极连接。输出电容器C1的一端被接地，其另一端与整流二极管D1的阴极连接。输出电容器C1的端子成为该电容器充电装置210的输出端子204，被充电到输出电容器C1的电压作为输出电压Vout被输出。
控制电路100通过对开关晶体管Tr1的导通、截止进行开关控制，在变压器10中积累能量，生成对于输出电容器C1的充电电流，将电池电压Vbat升压。以下，将流过初级线圈12的电流称为初级电流Ic1，将流过次级线圈14的电流称为次级电流Ic2。
控制电路100除了开关晶体管Tr1，还包括检测电阻R1、比较器32、截止时间设定电路34、驱动电路36、发光控制单元214b。控制电路100作为功能IC被一体集成在一个半导体衬底上。
控制电路100控制对开关晶体管Tr1的控制端子提供的电压或者电流从而控制导通、截止。在本实施方式中，开关晶体管Tr1是双极晶体管。开关晶体管Tr1的集电极经由开关端子102与变压器10的初级线圈12连接。驱动电路36对开关晶体管Tr1的基极电流Ib进行开关控制。
检测电阻R1作为检测流过变压器10的初级线圈12的初级电流Ic1的初级电流检测电路30起作用。检测电阻R1被设置在与初级电流Ic1流过的初级线圈12和开关晶体管Tr1相同的路径上，一端被接地，另一端与开关晶体管Tr1的发射极连接。在检测电阻R1上产生与初级电流Ic1成比例的压降Vdet＝Ic1×R1。检测电阻R1输出对应于初级电流Ic1的检测电压Vdet。
在控制电路100的充电电流控制端子104中，从外部输入用于指示输出电容器C1的充电电流的电流调节信号Vadj。比较器32比较从初级电流检测电路输出的检测电压Vdet和电流调节信号Vadj。比较器32在检测电压Vdet超过电流调节信号Vadj时，即检测到初级电流Ic1达到了根据电流调节信号Vadj而决定的规定的电流值(以下，称为峰值电流值Ipeak)时，输出高电平。从比较器32输出的比较信号Vcmp被输入截止时间设定电路34。如后所述，电流调节信号Vadj是规定充电电流的峰值Ipeak的信号。峰值电流值Ipeak和电流调节信号Vadj的关系由Ipeak＝Vadj/R1提供。
截止时间设定电路34在比较信号Vcmp成为高电平开始，在某个截止时间Toff经过之前的期间，生成第一电平(例如低电平)的驱动信号Vdrv。驱动电路36在驱动信号Vdrv为第一电平的期间，停止对开关晶体管Tr1的基极电流的提供，截止开关晶体管Tr1。如果截止时间Toff经过，驱动信号Vdrv返回第二电平(例如高电平)，则驱动电路36对开关晶体管Tr1提供基极电流，再一次将开关晶体管Tr1导通。
即，在本实施方式中，比较器32、截止时间设定电路34、驱动电路36至少监视由初级电流检测电路30检测到的初级电流Ic1，作为控制开关晶体管Tr1的导通、截止的开关控制单元40起作用。该开关控制单元40将在初级电流Ic1达到规定的峰值电流值Ipeak之前的期间，对开关晶体管Tr1指示导通，之后，在某个截止时间Toff期间，对开关晶体管Tr1指示截止的开关信号Vsw输出到开关晶体管Tr1的基极。
而且，截止时间Toff可以是预先设定的时间，也可以是根据输出电压Vout而设定，或者根据变压器10的初级侧或次级侧的状态而设定的时间。
在开关控制单元40的驱动电路36中输入用于指示充电电流的电流调节信号Vadj。驱动电路36根据电流调节信号Vadj调节输出到开关晶体管Tr1的基极的开关信号。具体来说，开关控制单元40根据电流调节信号Vadj来调节对开关晶体管Tr1的基极作为开关信号输出的基极电流Ib的电流值。
图5是表示图4的驱动电路36的结构的电路图。驱动电路36包括电流生成单元38。电流生成单元38例如包括VI变换电路38a、电流放大电路38b。VI变换电路38a接受用于指示规定的电流值的电流调节信号Vadj，生成对应于电流调节信号Vadj的电压值的电流Idrv1。VI变换电路38a在电流调节信号Vadj越大时，生成越大的驱动电流Idrv1。理想的是驱动电流Idrv1与电流调节信号Vadj的电压值成比例。
通过电流生成单元38生成的电流Idrv1通过由电流镜电路等构成的电流放大电路38b放大。开关电路39在从截止时间设定电路34输出的驱动信号Vdrv为第二电平期间，将驱动电流Idrv2作为开关晶体管Tr1的基极电流Ib输出，在驱动信号Vdrv为第一电平的期间，停止驱动电流Idrv2的输出。
返回图4。充电完成检测电路50直接或者间接地监视在输出电容器C1上呈现的输出电压Vout。所谓直接，是指对输出端子204的电位进行电阻分压而进行监视等情况，所谓间接，是指监视对变压器10的初级线圈12或者次级线圈14施加的电压等情况。
充电完成检测电路50是比较器，比较对应于输出电压Vout的电压Vout’和规定的阈值电压Vth，检测充电完成。阈值电压Vth是对发光元件212的发光足够的电压，例如被设定为300V左右。充电完成检测电路50在检测充电完成时，建立用于表示充电完成的标记FULL。在由充电完成检测电路50检测充电完成时，开关控制单元40停止开关晶体管Tr1的开关。
发光控制单元214b生成发光控制信号Vcnt，并控制IGBT214a的基极电压。在输出电容器C1的充电完成，生成了足够的驱动电压Vout的状态下，在发光控制信号Vcnt为高电平时，IGBT214a导通，发光元件212发光。
对如上所述构成的发光装置200a的动作进行说明。图6是表示实施方式的电容器充电装置210的动作的定时图。图6的横轴和纵轴为了容易理解而适当扩大、缩小，而且被显示的各波形也为了容易理解而简化。
在时刻t0，开关信号Vsw为高电平，即，对开关晶体管Tr1提供基极电流Ib，开关晶体管Tr1导通。由于开关晶体管Tr1导通，变压器10的初级线圈中流过的初级电流Ic1随时间缓慢上升，在时刻t1，Vdet＞Vadj。
在Vdet＞Vadj时，从比较器32输出的比较信号Vcmp从低电平切换到高电平。截止时间设定电路34在比较信号Vcmp为高电平起的截止时间Toff期间，将驱动信号Vdrv设定为第一电平(低电平)。驱动电路36在驱动信号Vdrv为低电平期间，停止对开关晶体管Tr1的基极电流Ib的提供，并且截止开关晶体管Tr1。如果开关晶体管Tr1截止，则通过变压器10的次级线圈14中流过的次级电流Ic2对输出电容器C1充电。
从时刻t1开始经过截止时间Toff后的时刻t2，驱动信号Vdrv切换为高电平。驱动电路36在驱动信号Vdrv为高电平时，对开关晶体管Tr1提供基极电流Ib。控制电路100将时刻t0～t2的动作作为一个周期，通过重复该周期，对输出电容器C1充电，并且使输出电压Vout上升。
在时刻t3，输出电压Vout达到阈值电压Vth时，建立表示充电完成的标记FULL，允许发光元件212的发光。在输出电压Vout上升到希望的电压值时，发光控制单元214b与图1的摄像单元316的拍摄同步而将发光控制信号Vcnt切换到高电平。其结果，IGBT214a导通，作为发光元件212的氙灯作为闪光灯发光。
图7(a)～图7(c)是表示对开关晶体管Tr1提供的基极电流Ib和初级电流Ic1的定时图。图7(a)表示电流调节信号Vadj小，因此较小地设定充电电流的情况，图7(c)表示电流调节信号Vadj被调节为最大值，因此充电电流也最大的情况。图7(b)表示它们中间的充电电流的情况。驱动电路36根据电流调节信号Vadj，即根据初级电流Ic1的峰值Ipeak来设定基极电流Ib的大小。因此，图7(b)时的基极电流Ib比图7(a)时的基极电流Ib大。
在本实施方式的电容器充电装置210中，充电电流根据初级电流Ic1的峰值电流Ipeak来设定。为了稳定地驱动双极晶体管，需要提供对应于集电极电流(即初级电流Ic1)的基极电流。因此，在将基极电流Ib的大小固定为一定值的情况下，需要设定对应于设想的峰值电流Ipeak的最大值Imax的基极电流。在图7(a)～图7(c)中，用虚线表示该基极电流。这时，如果设定低于最大值Imax的充电电流，则比原本需要的基极电流还大的基极电流被提供给开关晶体管Tr1，消耗无用的电力。
对此，本实施方式的电容器充电装置210根据充电电流即对应于作为集电极电流流过开关晶体管Tr1的初级电流Ic1，调节基极电流Ib。因此，在初级电流Ic1小的情况下，也较小地设定基极电流Ib，可以防止消耗无用的电流。
本技术领域的技术人员应理解，上述实施方式为例示，在这些各结构要素和各处理过程中可以有各种变形例，而且，这样的变形例也属于本发明的范围。
在实施方式中，对作为开关晶体管Tr1使用双极晶体管的情况进行了说明，但是也可以使用MOSFET。在该情况下，也通过根据充电电流调节作为开关信号提供给栅极的栅极电压，从而可以与双极晶体管的情况一样实现优选的驱动。即，在充电电流大的情况下，即可以使栅极驱动电流增加，也可以较大地设定栅极电压的振幅。
在实施方式中，对电容器充电装置210驱动发光元件212的情况进行了说明，但是不限于此，可以驱动其它需要高压的各种负载电路。
而且，在本实施方式中，高电平、低电平的逻辑值的设定为一例，可以通过反相器等适当反转来自由地变更。
(第3实施方式)
图1是表示第3实施方式的安装了发光装置200c的电子设备300的结构的方框图。电子设备300是数字照相机或数字摄像机、或者具有摄像功能的携带电话终端，包括：电池310、DSP(Digital Signal Processor)314、摄像单元316、发光装置200c。
电池310例如是锂离子电池，作为电池电压Vbat输出3～4V左右的电压。DSP314是统一地控制电子设备300整体的块，与摄像单元316、发光装置200c连接。摄像单元316是CCD(Charge Coupled Device)或CMOS传感器等摄像装置。发光装置200c是在摄像单元316摄像时，用作闪光灯的光源。
发光装置200c包括：电容器充电装置210、发光元件212、触发电路214。作为发光元件212，最好应用氙管等。电容器充电装置210通过对设在其输出的输出电容器充电，将从电池310提供的电池电压Vbat升压，并且对发光元件212提供300V左右的驱动电压Vout。触发电路214是控制发光装置200c的发光的定时的电路。发光元件212与摄像单元316的拍摄同步发光。
图8是表示第3实施方式的发光装置200c的结构的电路图。发光装置200c包括：电容器充电装置210、发光元件212、和IGBT214a。图8所示的控制电路100c、开关晶体管Tr1、变压器10、整流二极管D1、输出电容器C1对应于图1的电容器充电装置210。而且，图1的触发电路214对应于图8的IGBT214a、发光控制单元214b。
电容器充电装置210对输出电容器C1提供充电电流，生成对发光元件212的发光所必须的驱动电压(以下也称为输出电压Vout)。电容器充电装置210包含输出电路20、控制电路100c而构成。
输出电路20包括变压器10、整流二极管D1、输出电容器C1。变压器10包括初级线圈12和次级线圈14。初级线圈12的一端成为电容器充电装置210的输入端子202，被施加从图1的电池310输出的电池电压Vbat。初级线圈12的另一端与控制电路100的开关端子102连接。
变压器10的次级线圈14的一端被接地从而电位被固定，其另一端与整流二极管D1的阳极连接。输出电容器C1的一端被接地，其另一端与整流二极管D1的阴极连接。输出电容器C1的端子成为该电容器充电装置210的输出端子204，被充电到输出电容器C1的电压作为输出电压Vout被输出。
控制电路100c通过对开关晶体管Tr1的导通、截止进行开关控制，在变压器10中积累能量，生成对于输出电容器C1的充电电流，将电池电压Vbat升压。以下，将流过初级线圈12的电流称为初级电流Ic1，将流过次级线圈14的电流称为次级电流Ic2。
控制电路100c除了开关晶体管Tr1，还包括截止信号生成单元80、第一导通信号生成单元90、第二导通信号生成单元96、开关控制单元60、充电完成检测电路70。控制电路100c作为功能IC被一体集成在一个半导体衬底上。
截止信号生成单元80监视流过变压器10的初级线圈12的初级电流Ic1，并且在初级电流Ic1增加到规定的峰值电流Ipeak时，输出高电平的截止信号Soff。截止信号生成单元80包括第一电阻R1、第一比较器82。检测电阻R1被设置在与初级电流Ic1流过的初级线圈12和开关晶体管Tr1相同的路径上，一端被接地，另一端与开关晶体管Tr1的发射极连接。在检测电阻R1上产生与初级电流Ic1成比例的压降Vdet＝Ic1×R1。检测电阻R1输出对应于初级电流Ic1的检测电压Vdet。
在控制电路100c的充电电流控制端子104中，从外部输入用于指示输出电容器C1的充电电流的电流调节信号Vadj。第一比较器82比较从初级电流检测电路输出的检测电压Vdet和电流调节信号Vadj。第一比较器82在检测电压Vdet超过电流调节信号Vadj时，即检测到初级电流Ic1达到了根据电流调节信号Vadj而决定的规定的电流值(以下，称为峰值电流值Ipeak)时，输出高电平的截止信号Soff。从第一比较器82输出的截止信号Soff被输入开关控制单元60和第二导通信号生成单元96。峰值电流值Ipeak和电流调节信号Vadj的关系由Ipeak＝Vadj/R1提供。
控制电路100c的开关端子102与初级线圈12的一端连接。而且，在输入电压端子110中输入从电池310输出的电池电压Vbat。第二比较器94将开关端子102上呈现的电压仅向高电位侧偏移由电压源92生成的第一阈值电压Vth，并且与输入到输入电压端子110的电池电压Vbat进行比较。如果ΔV＜Vth1，则从第二比较器94输出高电平的信号(以下称为第一导通信号Son1)。即，第一导通信号生成单元90监视变压器10的初级线圈12两端的电压，并且在初级线圈12两端的电压ΔV降低至规定的第一阈值电压Vth1时，输出高电平的第一导通信号Son1。第一导通信号Son1输入到开关控制单元60。
在控制电路100c的电压监视端子108中输入与在输出电容器C1上呈现的输出电压Vout对应的监视电压Vout’。监视电压Vout’是输出电压Vout通过电阻R2、R3分压的电压。监视电压Vout’被输入到第二导通信号生成单元96。
第二导通信号生成单元96监视监视电压Vout’，并且根据该监视电压Vout’来设定截止时间Toff。第二导通信号生成单元96从由截止信号生成单元80输出高电平的截止信号Soff起，经过了设定的截止时间Toff后，输出成为高电平的第二截止信号Son2。
例如，第二导通信号生成单元96在监视电压Vout’越大时，即输出电压Vout越大时，越短地设定截止时间Toff即可。例如，第二导通信号生成单元96可以由对电容器进行充放电的CR时间常数电路构成。这时，通过使充电或者放电电流根据监视电压Vout’变化，可以最佳地调整截止时间Toff。而且，第二导通信号生成单元96也可以由数字定时器构成。
开关控制单元60接受从截止信号生成单元80输出的截止信号Soff，以及分别从第一导通信号生成单元90、第二导通信号生成单元96输出的第一导通信号Son1、第二导通信号Son2。开关控制单元60根据截止信号Soff将开关晶体管Tr1截止，根据第一导通信号Son1、第二导通信号Son2将开关晶体管Tr1导通。
在本实施方式中，开关控制单元60包含开关SW1、触发电路62、驱动电路64。开关SW1将第一导通信号Son1、第二导通信号Son2的其中一个输出到触发电路62的置位端子。开关SW1也可以由用户控制。截止信号Soff输入触发电路62的复位端子。即，触发电路62的输出信号Sq在通过第一导通信号Son1或者第二导通信号Son2的其中一个对触发电路62的置位端子输入高电平时成为高电平。而且，输出信号Sq在对触发电路62的复位端子输入高电平时成为低电平。
驱动电路64将对应于触发电路62的输出信号Sq的开关信号Vsw输出到开关晶体管Tr1的基极。驱动电路64在触发电路62的输出信号Sq为高电平时，将开关晶体管Tr1导通，在输出信号Sq为低电平时，将开关晶体管Tr1截止。
充电完成检测电路70是比较器，通过比较被输入到电压监视端子108的监视电压Vout’和规定的阈值电压Vth3，检测充电完成。阈值电压Vth3是对发光元件212的发光足够的电压，例如被设定为300V左右。充电完成检测电路70监视电压Vout’超过阈值电压Vth3时，建立用于表示充电完成的标记FULL。在由充电完成检测电路70检测充电完成时，开关控制单元60停止开关晶体管Tr1的开关。
发光控制单元214b生成发光控制信号Vcnt，并经由发光控制端子106控制IGBT214a的基极电压。在输出电容器C1的充电完成，生成了足够的驱动电压Vout的状态下，在发光控制信号Vcnt为高电平时，IGBT214a导通，发光元件212发光。
对如上所述构成的发光装置200c的动作进行说明。图9和图10是表示实施方式的电容器充电装置210的动作的定时图。图9表示对应于第一导通信号Son1的开关动作，图10表示对应于第二导通信号Son2的开关动作。图9、图10的横轴和纵轴为了容易理解而适当扩大、缩小，而且被显示的各波形也为了容易理解而简化。
首先参照图9，说明对应于截止信号Soff和第一导通信号Son1的充电动作。在时刻t0，开关信号Vsw为高电平，开关晶体管Tr1导通。这时，触发电路62的输出信号Sq为高电平。
由于开关晶体管Tr1导通，变压器10的初级线圈中流过的初级电流Ic1随时间缓慢上升，检测电压Vdet随之上升。
在时刻t1，在Vdet＞Vadj时，即初级电流Ic1达到峰值电流值Ipeak时，从第一比较器82输出的截止信号Soff为高电平，触发电路62被复位从而输出信号Sq转移到低电平。在输出信号Sq为低电平时，开关信号Vsw也为低电平，开关晶体管Tr1截止。
在时刻t0～t1的开关晶体管Tr1导通的期间，初级线圈12的两端的电压ΔV为ΔV≈Vbat-Vsat。这里，Vsat是开关晶体管Tr1的发射极集电极间电压和检测电压Vdet的和电压。
在时刻t1，开关晶体管Tr1截止时，积累在变压器10中的能量作为次级电流Ic被释放。次级电流Ic2作为充电电流流入输出电容器C1，输出电压Vout上升。在时刻t2，积累在变压器10中的能量被完全释放时，输出电压Vout的上升停止。
在时刻t1～t2的期间，初级线圈12两端的电压ΔV为ΔV≈Vout/n。这里，n是变压器10的初级线圈12和次级线圈14的绕线比。在时刻t2，积累在变压器10中的能量被释放完时，初级线圈12两端的电压ΔV通过LC谐振而衰减振动。在时刻t3，初级线圈12两端的电压ΔV比第一阈值电压Vth1小时，第二比较器94输出高电平的第一导通信号Son1。通过该第一导通信号Son1，触发电路62被置位，输出信号Sq转移到高电平，开关晶体管Tr1再度导通。
控制电路100c将时刻t0～t3的动作作为一个周期，通过重复该周期，对输出电容器C1充电，通过该充电动作，输出电压Vout上升起来，在时刻t4，监视电压Vout’达到阈值电压Vth3时，通过充电完成检测电路70建立用于表示充电完成的标记FULL，允许发光元件212发光。在充电完成后，发光控制单元214b与图1的摄像单元316的拍摄同步而将发光控制信号Vcnt切换到高电平。其结果，IGBT214a导通，作为发光元件212的氙灯作为闪光灯发光。
接着参照图10，说明对应于截止信号Soff和第二导通信号Son2的充电动作。在时刻t0，触发电路62的输出信号Sq和开关信号Vsw为高电平，开关晶体管Tr1导通。
由于开关晶体管Tr1导通，变压器10的初级线圈12中流过的初级电流Ic1随时间缓慢上升，检测电压Vdet随之上升。
在时刻t1，在Vdet＞Vadj时，从第一比较器82输出的截止信号Soff为高电平，触发电路62被复位从而输出信号Sq转移到低电平。在输出信号Sq为低电平时，开关信号Vsw也为低电平，开关晶体管Tr1截止。
在时刻t1，开关晶体管Tr1截止时，积累在变压器10中的能量作为次级电流Ic被释放。次级电流Ic2作为充电电流流入输出电容器C1，输出电压Vout上升。
第二导通信号生成单元96在从高电平的截止信号Soff被输出的时刻t1起经过根据监视电压Vout’设定的截止时间Toff后的时刻t2，输出成为高电平的第二导通信号Son2。通过该第二导通信号Son2，触发电路62被置位，输出信号Sq转移到高电平，开关晶体管Tr1再次导通。
控制电路100c将时刻t0～t2表示的动作作为一个周期，通过重复该周期，对输出电容器C1充电，使输出电压Vout上升。在时刻t3，监视电压Vout’达到阈值电压Vth3时，通过充电完成检测电路70建立用于表示充电完成的标记FULL，允许发光元件212发光。
在基于本实施方式的电容器充电装置210的第一导通信号Son1的控制中，在积累在变压器10中的能量被完全释放后，将开关晶体管Tr1导通，所以可以实现高效率。而且，在基于第二导通信号Son2的控制中，在充电开始之后可以通过长的截止时间有效地利用能量，随着输出电压Vout变高，可以通过短的截止时间加速充电速度。
进而，按照本实施方式的电容器充电装置210，由于可以切换基于图9所示的第一导通信号Son1的控制和基于图10所示的基于第二导通信号Son2的控制，所以可以根据应用等来选择使效率优先的电路动作和使充电速度优先的电路动作。
(第4实施方式)
图11是表示第4实施方式的电容器充电装置210的开关控制单元60a的结构的电路图。在第3实施方式中，说明了在第一导通信号Son1、第二导通信号Son2中，根据由开关SW1选择哪一个来决定开关晶体管Tr1的导通的定时的情况。与此相反，在第4实施方式中，根据第一导通信号Son1、第二导通信号Son2中根据先成为高电平的导通信号来将开关晶体管Tr1导通。
本实施方式的开关控制单元60a取代图8的开关SW1而包含“或”门66。触发电路62、驱动电路64的连接与图8相同。在“或”门66中输入第一导通信号Son1、第二导通信号Son2。这时，“或”门66的输出信号Son为第一导通信号Son1、第二导通信号Son2的逻辑和，所以在第一导通信号Son1、第二导通信号Son2的其中一个成为了高电平的时刻，输出信号Son也成为高电平。
“或”门66的输出信号Son被输入触发电路62的置位端子，于是，在第一导通信号Son1、第二导通信号Son2的其中一个先成为高电平的定时，触发电路62被置位。触发电路62的复位动作与第3实施方式相同。
按照本实施方式的电容器充电装置210，在第一导通信号Son1、第二导通信号Son2中，根据某一个先成为了高电平的信号来导通开关晶体管Tr1。因此，即使假设在第一导通信号Son1成为高电平的定时过晚的情况下，或者在第二导通信号Son2成为高电平的定时过晚的情况下，可以防止开关晶体管Tr1的截止的期间，即积累在变压器10中的能量的释放时间超过需要以上地变长。
而且，因为随着输出电压Vout上升，第二导通信号Son2成为高电平的定时变快，所以在输出电压Vout高的区域，通过第二导通信号Son2决定开关晶体管Tr1的导通的定时的倾向变强。因此，通过适当地设定由第二导通信号生成单元96设定的截止时间Toff，即第二导通信号Son2成为高电平的定时，具有能够快速充电的优点。
图12是表示图11所示的第4实施方式的开关控制单元的变形例(60b)的电路图。开关控制单元60b除了图11的结构，还具有监视对应于输出电容器C1上呈现的输出电压Vout的电压的功能，具有根据输出电压Vout，设定根据第一导通信号Son1、第二导通信号Son2的哪一个来导通开关晶体管Tr1的功能。
图12的开关控制单元60b除了图11的开关控制单元60a，还具有比较器68、“与”门69。比较器68监视对应于在输出电容器C1上呈现的输出电压Vout的电压Vout’，并与规定的第二阈值电压Vth2比较。比较器68监视的电压Vout’可以是与通过充电完成检测电路70监视的监视电压Vout’相同的电压，也可以是不同的电压。比较器68的输出信号Sen在Vout’＞Vth2时为高电平，在Vout’＜Vth2时为低电平。
“与”门69输出比较器68的输出信号Sen和第一导通信号Son1的逻辑积。“与”门69的输出信号Son1’的逻辑值在Vout’＞Vth2时，与Son1的逻辑值相等，在Vout’＜Vth2时被固定为低电平。即，比较器68和“与”门69在输出电压Vout比某固定值低的情况下，达到使第一导通信号Son1无效的功能。该固定值希望设定为20V～50V左右的值。
“或”门66将“与”门69的输出信号Son1’和第二导通信号Son2的逻辑和输出到触发电路62的置位端子。其它的结构和动作与图11的开关控制单元60a相同。
在图12的开关控制单元60b中，在输出电压Vout低的区域中，通过“与”门69使第一导通信号Son1无效，但是也可以通过比较器68的输出信号Sen使第一导通信号生成单元90本身的动作停止，从而停止第一导通信号Son1的生成。
在图12的开关控制单元60b中，输出电压Vout比某固定值低的情况下，使对应于第一导通信号Son1的开关晶体管Tr1的开关无效，并且根据截止信号Soff和第二导通信号Son2执行开关晶体管Tr1的开关。在输出电压Vout比某固定值高时，执行与图11的开关控制单元60a相同的电路动作。
在输出电压Vout低时，由于开关晶体管Tr1截止的状态中的初级线圈12两端呈现的电压ΔV小，所以通过尖(spika)状的干扰或减幅振荡等，在积累在变压器10中的能量被释放之前，有电压ΔV比第一阈值电压Vth1小的危险。进而，开关晶体管Tr1的导通的定时受到影响，存在对正常的电路动作产生障碍的危险。与此相反，按照图12的开关控制单元60b，在输出电压Vout低的情况下，由于进行基于由第二导通信号生成单元96生成的第二导通信号Son2的控制，所以可以使开关晶体管Tr1不受干扰等的影响地稳定地进行开关动作。
(第5实施方式)
在第1、第4实施方式中，对第二导通信号生成单元96将输出电容器C1上呈现的输出电压Vout通过电阻R2、R3分压后的电压作为监视电压Vout’，进行截止时间Toff的设定或充电完成的检测的情况进行了说明。在输出电压Vout上升至数百V的高电压的情况下，作为电阻R2、R3，由于需要高耐压的元件，所以存在部件数量上升的问题。在以下说明的第5实施方式中，是用更简单的结构监视输出电压Vout，使其反映在开关晶体管Tr1的开关动作中的技术。
图13是表示第5实施方式的电容器充电装置210的结构的一部分的电路图。图13表示与图8不同的电路结构，共同的部件省略。在本实施方式中，变压器10的次级线圈14中设置抽头16(F圈)，在电压监视端子108中输入在抽头16上呈现的电压Vout”。在抽头16中呈现与在输出电容器C1中呈现的输出电压Vout对应的电压。具体来说，是与输出电压Vout大致成比例的电压。
本实施方式的电容器充电装置210将在次级线圈14的抽头16上呈现的电压Vout”作为监视电压，控制开关晶体管Tr1的开关动作。例如，第二导通信号生成单元96也可以根据输入到电压监视端子108的监视电压Vout”，设定截止时间Toff。而且，充电完成检测电路70也可以根据监视电压Vout”检测充电完成。进而，图12的开关控制单元60b也可以根据监视电压Vout”使第一导通信号Son1无效。
按照本实施方式，可以高精度地检测对应于输出电压Vout的电压，可以使其反映在开关晶体管Tr1的开关动作中。而且，通过将抽头16的位置设在次级线圈14的接地侧，即低电压侧，可以不需要分压用的电阻，或者即使需要也不需要高耐压的元件，所以可以减少部件的数量。
(第6实施方式)
在第6实施方式中，对与电容器充电装置的小型化有关的技术进行说明。图8和图13中记载的电容器充电装置中使用的变压器10分别由4端子、5端子构成。端子的数量多成为使变压器10的部件尺寸小型化的障碍。特别是，在数字照相机或携带电话终端等上安装的情况下，来自用户的对小型化的要求非常强烈。在以下说明的第6实施方式的电容器充电装置是减少变压器10的端子，并且将装置小型化的装置。
图14是表示第6实施方式的电容器充电装置210a的结构的方框图。首先，对本实施方式中特征的变压器10a的结构进行说明。图14的变压器10a包括初级线圈12a、次级线圈14a。初级线圈12a和次级线圈14a的一端被共同连接，在共同连接点设置端子P1。而且，分别在初级线圈12a和次级线圈14a的另一端设置端子P2、P3。相对于图8的变压器10为4端子，图14的变压器10a以3端子构成，端子数减少一个。其结果，图14的变压器10a与图8的变压器10相比可以小型化，电容器充电装置210a全体也可以小型化。
接着，对图14的电容器充电装置210a全体的结构进行说明。
变压器10a的初级线圈12a和次级线圈14a的一端之间被共同连接的第一端子P1被连接到输入端子202，作为输入电压被施加电池电压Vbat。
变压器10a的初级线圈12a的另一端侧设置的第二端子P2中连接开关晶体管Tr1。整流二极管D1的阳极与设置在次级线圈14a的另一端的第三端子P3连接。输出电容器C1被设置在整流二极管D1的阴极和接地之间。在输出电容器C1上呈现的电压作为输出电压Vout从输出端子204输出。控制电路100c输出开关信号Vsw，并且通过提供给开关晶体管Tr1的基极，控制其导通、截止。
控制电路100c的结构即可以使用图8或图13或者其它形式的控制电路，也可以使用内置振荡器的自激式的控制电路。在本实施方式中，对开关晶体管Tr1进行导通、截止的部件没有特别限定。
对这样构成的电容器充电装置210a的动作进行说明。如果开关晶体管Tr1导通、截止，则变压器10a的初级线圈12a中从第一端子P1向第二端子P2流过初级电流Ic1。另一方面，在次级线圈14a中，从第一端子P1向第三端子流过次级电流Ic2。通过这样的次级电流Ic2，输出电容器C1被充电，生成高电压的输出电压Vout。本实施方式的电容器充电装置210a由于能够实现变压器10a的小型化，所以与图8的电容器充电装置相比可以实现小型化。
图15是表示图14的电容器充电装置210的变形例的电路图。在图15的变压器10b中，在次级线圈14b中设置抽头，在该抽头上设置第四端子P4。控制电路100d根据在抽头上呈现的电压(以下，称为抽头电压Vtap)，指示执行开关晶体管Tr1的导通、截止的控制的一部分。
在将从第一端子P1至第四端子P4的次级线圈14b的匝数和从第一端子P1至第四端子P4的次级线圈14b的匝数的比设为1∶NF时，在抽头电压Vtap、电池电压Vbat、输出电压Vout中，以下的关系成立。
Vout＝Vbat+Vf×NF  …(1)
Vf＝Vtap-Vbat             …(2)
如果对Vtap整理式(1)、式(2)，则有
Vtap＝Vout/NF+Vbat×α    …(3)
成为对应于输出电压Vout的电压。这里，α＝(NF-1)/NF。如果Vbat与Vout相比足够小时，可以近似为：
Vtap≈Vout/NF             …(4)
即，图15的控制电路100d将抽头电压Vtap与图12的电容器充电装置210中表示的监视电压Vout”对应，可以控制开关晶体管Tr1。例如，图15的控制电路100d也可以如图13的控制电路100c那样构成。即，也可以根据抽头电压Vtap设定截止时间Toff。而且，也可以根据抽头电压Vtap检测充电完成。而且，也可以根据抽头电压Vtap将第一导通信号Son1无效。
在监视图15的抽头电压Vtap时，与监视图13的监视电压Vout”的情况相比具有以下的优点。在图13中，变压器10的次级线圈14的一端接地而被固定为0V。其结果，对应于开关晶体管Tr1的开关，有时产生监视电压Vout”成为负电压的状况。与此相反，由于在图15中被固定为接地电压(0V)的端子被固定为电池电压Vbat，所以具有图15的抽头电压Vtap不成为负电压的优点。
进而，在图13的变压器10中，需要设置五个端子，而在图15的变压器10b的端子只要四个即可，所以可以将变压器的尺寸小型化，同时可以将电容器充电装置210b整体的尺寸小型化。
接着，对电池电压Vbat的变动的校正进行说明。在式(3)中，在不能忽视Vbat的项的情况下，抽头电压Vtap依赖于电池电压Vbat。电池电压Vbat由于电池的充电状态、消耗程度而变动。因此，为了对其进行校正，进行以下处理即可。
在一个方式中，充电完成的检测通过监视抽头电压Vtap来执行。图16是表示检测充电完成的充电完成检测电路70a的结构的电路图。充电完成检测电路70a的输入端子72与变压器10b中设置的第四端子P4连接，被施加抽头电压Vtap。充电完成检测电路70a包括：差电压生成电路78、比较器74、电阻R13、R14。
差电压生成电路78生成并输出对应于端子72a和端子72b间的差电压的电压Vx。差电压生成电路78包含电阻R11、R12、晶体管Q1、Q2，恒流源76。晶体管Q1、Q2是PNP型的双极晶体管，基极共用地被电流镜连接。在晶体管Q1的集电极和接地间设置电阻R12，晶体管Q1的发射极和端子72a之间设置电阻R11。晶体管Q2的集电极和接地间设置恒流源76，晶体管Q2的发射极与端子72b连接。在端子72b上施加将电池电压Vbat分压的电压Vbat’。这时，晶体管Q1的集电极的电压Vx由下式提供：
Vx＝(Vbat’-Vtap)×R12/R11      …(5)
成为与端子72a、72b的电位差成比例的电压。而且，作为差电压生成电路，即可以利用使用运算放大器构成的减法器，也可以利用其它电路。
比较器74比较电压Vx和阈值电压Vth4，在Vx≥Vth4时，建立用于表示充电完成的标记FULL。
将电阻R13、R14的分压比设定为α＝(NF-1)/NF。这样，下式成立。
Vx＝(α·Vbat-Vtap)×R12/R11    …(6)
在式(6)和式(3)中，如果设Vx＝Vth4来进行变形，则在充电完成时下式成立。
Vth4＝Vout/NF×R12/R11          …(7)
即，充电完成时的输出电压(以下，记为VFULL)为下式。
VFULL＝NF×R11/R12×Vth4        …(8)
这样，按照图16的充电完成检测电路70a，可以将充电完成时的输出电压Vout稳定为固定值VFULL而不依赖于电池的消耗程度。
图16的充电完成检测电路70a在从抽头电压Vtap中减去对电池电压Vbat乘以常数α的电压，生成对应于抽头电压Vtap的电压，并且将该电压与阈值电压Vth4比较而检测充电完成。这无非是利用电池电压Vbat和常数α，实质上校正充电完成的阈值电压的情况。
本技术领域的技术人员应理解，上述实施方式为例示，在这些各结构要素或各处理过程的组合中存在各种变形例，而且，这些变形例也属于本发明的范围。
在实施方式中，对作为开关晶体管Tr1使用了双极晶体管的情况进行了说明，但是也可以使用MOSFET。在实施方式中，对电容器充电装置210驱动发光元件212的情况进行了说明，但是不限于此，可以驱动其它需要高压的各种负载电路。
而且，在本实施方式中，高电平、低电平的逻辑值的设定为一例，可以通过反相器等适当反转来自由地变更。
当使用特殊术语描述本发明的优选实施方式时，这样的描述仅用于说明性的目的，并且应该理解，在不超出所附权利要求的精神或范围内可以进行改变和变更。

Claims (37)

1.一种控制电路，用于电容器充电装置，该电容器充电装置包含变压器和由所述变压器的次级线圈中流过的电流进行充电的输出电容器，通过对设置在所述变压器的初级线圈的路径上的开关晶体管进行开关控制，对所述输出电容器进行充电，其特征在于，
该控制电路包括：
开关控制单元，控制所述开关晶体管的导通/截止；以及
电压检测单元，监视被设置在所述变压器的次级线圈中的抽头的电压，
所述开关控制单元将由所述电压检测单元检测到的电压作为所述电容器充电装置的输出电压，控制所述开关晶体管的导通/截止，并且所述开关控制单元包括用于检测流过所述变压器的初级线圈的初级电流的初级电流检测电路，所述开关控制单元重复以下动作，即在所述变压器的初级线圈中流过的电流达到规定的峰值电流之前的期间将所述开关晶体管导通，之后，在某个截止时间的期间将所述开关晶体管截止，并且对应于由所述电压检测单元检测到的电压使所述截止时间变化。
2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，
所述开关控制单元包括充电完成检测单元，通过比较由所述电压检测单元检测到的电压和规定的阈值电压，检测充电完成，如果检测到充电完成，则停止所述开关晶体管的导通/截止。
3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，
所述开关控制单元在由所述电压检测单元检测到的电压越大时，越短地设定所述截止时间。
4.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，
所述开关控制单元包括：
比较器，比较由所述初级电流检测电路检测到的初级电流和规定的峰值电流值，如果所述初级电流超过所述峰值电流值，则输出作为规定电平的比较信号；
截止时间设定电路，在从所述比较器输出的比较信号成为所述规定电平时，计数某个截止时间；以及
驱动电路，重复以下动作，即在通过所述截止时间设定电路计数截止时间期间，将所述开关晶体管截止，并且在经过截止时间后，将所述开关晶体管导通，
所述截止时间设定电路根据由所述电压检测单元检测到的电压，使所述截止时间变化。
5.如权利要求4所述的控制电路，其特征在于，
所述截止时间设定电路在由所述电压检测单元检测到的电压越大时，越短地设定所述截止时间。
6.如权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，
所述控制电路被一体集成在一个半导体衬底上。
7.一种电容器充电装置，其特征在于，包括：
变压器，包含初级线圈和次级线圈，对初级线圈的一端施加输入电压，对另一端连接开关晶体管；
输出电容器，一端被接地；
二极管，阳极被连接到所述变压器的次级线圈侧，阴极被连接到所述输出电容器的另一端侧；以及
如权利要求1或2所述的控制电路，控制所述开关晶体管的导通/截止。
8.一种发光装置，其特征在于，包括：
如权利要求7所述的电容器充电装置；以及
由所述电容器充电装置的输出电容器上呈现的输出电压所驱动的发光元件。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
如权利要求8所述的发光装置；以及
控制所述发光装置的发光状态的控制单元。
10.一种控制方法，用于电容器充电装置，该电容器充电装置包含变压器和由所述变压器的次级线圈中流过的电流进行充电的输出电容器，通过对设置在所述变压器的初级线圈的路径上的开关晶体管进行开关控制，对所述输出电容器进行充电，其特征在于，包括重复执行的以下步骤：
第一步骤，检测所述变压器的初级线圈中流过的初级电流；
第二步骤，在被检测到的所述初级电流达到规定的峰值电流之前的期间将所述开关晶体管导通；以及
第三步骤，之后，在某个截止时间的期间将所述开关晶体管截止；
还包括：
第四步骤，检测被设置在所述变压器的次级线圈中的抽头的电压达到了规定的阈值电压的情况，
在所述抽头的电压超过所述阈值电压时，停止从所述第一步骤至所述第三步骤的重复。
11.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，
在所述第三步骤中，根据设置在所述变压器的次级线圈中的抽头的电压来设定所述截止时间。
12.一种控制电路，用于电容器充电装置，该电容器充电装置包含变压器和由所述变压器的次级线圈中流过的电流进行充电的输出电容器，通过对设置在所述变压器的初级线圈的路径上的开关晶体管进行开关控制，对所述输出电容器进行充电，其特征在于，
该控制电路包括：
初级电流检测电路，检测所述变压器的初级线圈中流过的初级电流；以及
开关控制单元，至少监视由所述初级电流检测电路检测到的所述初级电流，并且将在该初级电流达到规定的峰值电流值之前的期间对所述开关晶体管指示导通，以及之后，在某个截止时间的期间对所述开关晶体管指示截止的开关信号输出到所述开关晶体管的控制端子，
所述开关控制单元根据所述规定的峰值电流值，调节对所述开关晶体管的控制端子输出的所述开关信号。
13.如权利要求12所述的控制电路，其特征在于，
所述开关晶体管是双极晶体管，
所述开关控制单元根据所述规定的峰值电流值，调节对所述双极晶体管的基极作为所述开关信号输出的基极电流的电流值。
14.如权利要求13所述的控制电路，其特征在于，
所述开关控制单元在所述规定的峰值电流值越大时，越大地设定所述基极电流的电流值。
15.如权利要求14所述的控制电路，其特征在于，
所述开关控制单元将所述基极电流的电流值设定为与所述规定的峰值电流值成比例。
16.如权利要求13所述的控制电路，其特征在于，
所述开关控制单元包含电流生成单元，该电流生成单元接受用于指示所述规定的峰值电流值的电流调节信号，生成对应于该电流调节信号的电流，
在所述开关晶体管应导通期间，将由所述电流生成单元生成的电流作为开关信号提供给所述开关晶体管的基极。
17.如权利要求16所述的控制电路，其特征在于，
所述电流调节信号从外部输入到被设置在所述控制电路中的充电电流控制端子。
18.如权利要求12至17的任意一项所述的控制电路，其特征在于，
该控制电路被一体集成在一个半导体衬底上。
19.一种电容器充电装置，其特征在于，包括：
变压器，包含初级线圈和次级线圈，对初级线圈的一端施加输入电压，对另一端连接开关晶体管；
输出电容器，一端被接地；
二极管，阳极被连接到所述变压器的次级线圈侧，阴极被连接到所述输出电容器的另一端侧；以及
如权利要求12至17的任意一项所述的控制电路，控制所述开关晶体管的导通/截止。
20.一种发光装置，其特征在于，包括：
如权利要求19所述的电容器充电装置；以及
由所述电容器充电装置的输出电容器上呈现的输出电压所驱动的发光元件。
21.一种电子设备，其特征在于，包括：
如权利要求20所述的发光装置；以及
控制所述发光装置的发光状态的控制单元。
22.一种控制方法，用于电容器充电装置，该电容器充电装置包含变压器和由所述变压器的次级线圈中流过的电流进行充电的输出电容器，通过对设置在所述变压器的初级线圈的路径上的开关晶体管进行开关控制，对所述输出电容器进行充电，其特征在于，包括重复执行的以下步骤：
检测所述变压器的初级线圈中流过的初级电流的步骤；
根据被检测到的所述初级电流，将在该初级电流达到规定的峰值电流值之前的期间对所述开关晶体管指示导通，以及之后，在某个截止时间的期间对所述开关晶体管指示截止的开关信号输出到所述开关晶体管的控制端子的步骤；以及
根据所述规定的峰值电流值，调节对所述开关晶体管的控制端子输出的所述开关信号的步骤。
23.一种控制电路，用于电容器充电装置，该电容器充电装置包含变压器和由所述变压器的次级线圈中流过的电流进行充电的输出电容器，通过对设置在所述变压器的初级线圈的路径上的开关晶体管进行开关控制，对所述输出电容器进行充电，其特征在于，
该控制电路包括：
截止信号生成单元，监视流过所述变压器的初级线圈的电流，在该电流增加至规定的峰值电流时，输出规定电平的截止信号；
第一导通信号生成单元，监视所述变压器的初级线圈两端的电压，在该初级线圈两端的电压降低至规定的第一阈值电压时，输出规定电平的第一导通信号；
第二导通信号生成单元，监视对应于所述输出电容器上呈现的输出电压的监视电压，并且根据该监视电压设定截止时间，在从所述截止信号生成单元输出规定电平的截止信号起，经过了所述截止时间后，输出规定电平的第二导通信号；以及
开关控制单元，接受从所述截止信号生成单元输出的截止信号和从所述第一、第二导通信号生成单元输出的所述第一、第二导通信号，根据所述截止信号将所述开关晶体管截止，并且根据所述第一、第二导通信号将所述开关晶体管导通。
24.如权利要求23所述的控制电路，其特征在于，
所述开关控制单元在从所述截止信号生成单元输出所述规定电平的截止信号时，将所述开关晶体管截止，
在从所述第一导通信号生成单元输出的所述第一导通信号和从所述第二导通信号生成单元输出的第二导通信号中，根据先成为所述规定电平的导通信号，将所述开关晶体管导通。
25.如权利要求23所述的控制电路，其特征在于，
所述开关控制单元构成为可选择根据所述第一导通信号和所述截止信号动作的第一模式，以及根据所述第二导通信号和所述截止信号动作的第二模式。
26.如权利要求23至25的任意一项所述的控制电路，其特征在于，
所述开关控制单元在所述监视电压在规定的第二阈值电压以下的情况下，根据所述第二导通信号将所述开关晶体管导通。
27.如权利要求23至25的任意一项所述的控制电路，其特征在于，
所述第二导通信号生成单元将对应于所述变压器的次级线圈中设置的抽头上所呈现的电压的电压作为所述监视电压来设定所述截止时间。
28.如权利要求23至25的任意一项所述的控制电路，其特征在于，
所述开关控制单元包含由所述截止信号置位，由所述第一导通信号或者所述第二导通信号复位的触发电路，根据该触发电路的输出信号，控制所述开关晶体管的导通/截止。
29.如权利要求23至25的任意一项所述的控制电路，其特征在于，
所述导通信号生成单元在所述监视电压越大时，越短地设定所述截止时间。
30.如权利要求23至25的任意一项所述的控制电路，其特征在于，
所述控制电路被一体集成在一个半导体衬底上。
31.一种电容器充电装置，其特征在于，包括：
变压器，包含初级线圈和次级线圈，对初级线圈的一端施加输入电压，对另一端连接开关晶体管；
输出电容器，一端被接地；
二极管，阳极被连接到所述变压器的次级线圈侧，阴极被连接到所述输出电容器的另一端侧；以及
如权利要求23至25的任意一项所述的控制电路，控制所述开关晶体管的导通/截止。
32.一种控制方法，用于电容器充电装置，该电容器充电装置包含变压器和由所述变压器的次级线圈中流过的电流进行充电的输出电容器，通过对设置在所述变压器的初级线圈的路径上的开关晶体管进行开关控制，对所述输出电容器进行充电，其特征在于，
该控制方法包括：
截止信号生成步骤，监视流过所述变压器的初级线圈的电流，在该电流增加至规定的峰值电流时，生成规定电平的截止信号；
第一导通信号生成步骤，监视所述变压器的初级线圈两端的电压，在该初级线圈两端的电压降低至规定的第一阈值电压时，生成规定电平的第一导通信号；
第二导通信号生成步骤，监视对应于所述输出电容器上呈现的输出电压的监视电压，并且根据该监视电压设定截止时间，在从输出规定电平的截止信号起，经过了所述截止时间后，生成规定电平的第二导通信号；以及
开关步骤，根据所述截止信号将所述开关晶体管截止，并且根据所述第一、第二导通信号将所述开关晶体管导通。
33.如权利要求32所述的控制方法，其特征在于，
所述开关步骤在生成所述规定电平的截止信号时，将所述开关晶体管截止，
在所述第一导通信号和第二导通信号中，根据先成为所述规定电平的导通信号，将所述开关晶体管导通。
34.一种电容器充电装置，其特征在于，包括：
变压器，包含初级线圈和次级线圈，共同连接所述初级线圈的一端和所述次级线圈的一端，对该连接点施加输入电压；
开关晶体管，被连接到所述初级线圈的另一端侧；
二极管，阳极被连接到所述次级线圈的另一端侧；
输出电容器，被设置在所述二极管的阴极和接地之间；以及
控制电路，控制所述开关晶体管的导通/截止，
所述控制电路包括：
截止信号生成单元，监视所述变压器的初级线圈中流过的电流，并且在该电流增加至规定的峰值电流时，输出规定电平的截止信号；
第一导通信号生成单元，监视所述变压器的初级线圈两端的电压，在该初级线圈两端的电压降低至规定的第一阈值电压时，输出规定电平的第一导通信号；
第二导通信号生成单元，监视与所述输出电容器上呈现的输出电压对应的监视电压，并且根据该监视电压设定截止时间，在从所述截止信号生成单元输出规定电平的截止信号开始，经过了所述截止时间后，输出成为规定电平的第二导通信号；以及
开关控制单元，接受从所述截止信号生成单元输出的截止信号和从所述第一、第二导通信号生成单元输出的所述第一、第二导通信号，根据所述截止信号将所述开关晶体管截止，并且根据所述第一、第二导通信号将所述开关晶体管导通。
35.如权利要求34所述的电容器充电装置，其特征在于，
在所述变压器的次级线圈中设置抽头，
所述第二导通信号生成单元将与所述抽头上所呈现的电压对应的电压作为所述监视电压进行监视。
36.一种发光装置，其特征在于，包括：
如权利要求31所述的电容器充电装置；以及
由在所述电容器充电装置的输出电容器上呈现的输出电压驱动的发光元件。
37.一种电子设备，其特征在于，包括：
如权利要求36所述的发光装置；以及
控制所述发光装置的发光状态的控制单元。
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