JP2005151793A - コンデンサ電圧測定装置およびコンデンサ電圧測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンデンサ充電器に応用するコンデンサ電圧測定装置と方法の提供。
【解決手段】 コンデンサ充電器において、変圧器で一次側のコイル電圧を二次側のコイル電圧に転換し、充電側を経てコンデンサに対して予定する電圧まで充電し、そのコンデンサの電圧を測定するコンデンサ電圧測定装置およびコンデンサ電圧測定方法である。分圧回路または測定電流が抵抗を経ることによってフィードバック信号を生成し、そのコンデンサの電圧がその予定する電圧に等しくなるか、またはそれを上回る時にこのコンデンサに対する充電を停止し、そのコンデンサから充電側までの逆流電流を阻止する。これにより、コンデンサ測定装置からの漏電を防止する。
【選択図】 図５

Description

この発明は、コンデンサ充電器、特にコンデンサ充電器に応用するコンデンサ電圧測定装置および方法に関するものである。

携帯式装置が次第に普及する中、コンデンサ充電器が広範に使用されている。フラッシュの電源は、コンデンサ充電器の典型的な応用である。図１に示した通り、フラッシュのコンデンサ充電器１００において、変圧器１０２は巻線比Ｎ_Ｐ：Ｎ_Ｓをもつ一次側コイルＬ_１および二次側コイルＬ_２で、一次側コイル電圧Ｖ_ｂａｔを二次側コイル電圧Ｖ_Ｓに転換し、ダイオード１０４を経てコンデンサＣ_ｏに充電し、電力を出力側Ｖ_ｏｕｔに接続したフラッシュモジュール１０６に供給する。集積回路１０８は、制御回路１１０を通じ、駆動器１１２でコイルＬ_１および接地ＧＮＤの間に接続したトランジスタＭ_１を切り換え、変圧器１０２の電力の伝達を制御する。コンデンサ電圧Ｖ_ｏｕｔを測定するため、抵抗Ｒ_１およびＲ_２を出力側Ｖ_ｏｕｔおよび接地ＧＮＤの間に直列でつなぎ、電圧Ｖ_ｏｕｔを分圧し、フィードバック信号Ｖ_ＦＢを生成して、集積回路１０８に供給し、コンパレータ１１４で参考信号Ｖ_ｒｅｆおよびフィードバック信号Ｖ_ＦＢを比較し、信号Ｓを制御回路１１０に出力し、コンデンサ電圧Ｖ_ｏｕｔが予定値に達した時に、コンデンサＣ_ｏに対する充電を停止する。

充電器１００の伝達電力の操作は、図２および図３で示した通り。トランジスタＭ_１を導通した時には、図２に示した通り、電圧Ｖ_ｓおよび電流Ｉ_２は０である。トランジスタＭ_１を遮断した時には、図３に示したように、電流Ｉ_２がコンデンサＣ_ｏに対し充電する。コンデンサ電圧Ｖ_ｏｕｔが予定値に達した、またはそれを超えた時には、フィードバック信号Ｖ_ＦＢは参考信号Ｖ_ｒｅｆに等しくなるか、またはそれより大きくなり、コンパレータ１１６の出力Ｓが制御回路１０６にコンデンサＣ_ｏに対する充電を停止させる。そして、抵抗Ｒ_１およびＲ_２を出力側Ｖ_ｏｕｔおよび接地ＧＮＤの間に直列でつなぎ、図４に示すように、リークの戻る経路とし、リーク電流Ｉ_Ｌｏｓｓは、コンデンサＣ_ｏから抵抗Ｒ_１およびＲ_２を経て、接地ＧＮＤに流れ、電圧Ｖ_ｏｕｔを下げ、電力を損失させる。

問題を改善するため、Ｓｃｈｅｎｋｅｌなどの人々が、米国の特許番号第６５１８７３３号でコンデンサ充電器を提出し、変圧器の一次側コイル電圧を測定してコンデンサに対する充電の停止を決定した。この改良充電器はコンデンサ電圧測定装置の電力ロスを避けるものであるが、回路を複雑にし巨大なものにしている。

そのため、コンデンサ充電器への応用では、簡単でかつコンデンサからの漏電を防止できるコンデンサ電圧測定装置が期待されている。

本発明の目的は、コンデンサのその測定装置からの漏電を防止するコンデンサ電圧測定装置およびコンデンサ電圧測定方法を提供することにある。

コンデンサ充電器において、変圧器が一次側コイル電圧を二次側コイル電圧に転換し、充電側を経てコンデンサに対して予定する電圧まで充電するが、この発明に基づくコンデンサ電圧測定装置および方法は、分圧回路によって、そのコンデンサの電圧を測定し、フィードバック信号を産みだし、コンデンサ充電器に供給し、逆流防止回路がそのコンデンサから充電側までの逆流電流を阻止し、そのコンデンサがその測定装置からの漏電を避けるものである。

異なる実施例において、コンデンサ電圧測定装置および方法は、そのコンデンサの電圧を測定し、測定電流を生成し、抵抗を経て、フィードバック信号を生成して、そのコンデンサ充電器に供給し、逆流防止回路がそのコンデンサから充電側までの逆流電流を阻止し、そのコンデンサのその測定装置からの漏電を避ける。

別の実施例では、コンデンサ電圧測定装置および方法は、その一次側コイル電圧から第二二次側コイル電圧に転換し、分圧回路でその第二二次側コイル電圧を分圧し、またはその第二二次側コイル電圧から測定電流を生成し、抵抗を経て、フィードバック信号を生成して、そのコンデンサ充電器に供給し、逆流防止回路がそのコンデンサから充電側への逆流電流を阻止する。

コンデンサ充電器への応用では、簡単でかつコンデンサがそこからの漏電を防止できるコンデンサ電圧測定装置。

図５は、本発明の第一実施例である。フラッシュのコンデンサ充電器２００において、変圧器２０２は巻線比Ｎ_Ｐ：Ｎ_Ｓをもつ一次側コイルＬ_１および二次側コイルＬ_２であり、一次側コイル電圧Ｖ_ｂａｔを二次側コイル電圧Ｖ_ｓに転換し、充電側２０４を経て、出力側Ｖ_ｏｕｔに接続したコンデンサＣ_ｏに対して充電し、フラッシュモジュール２０８に供給する。集積回路２１０は、制御回路２１４を通じ、駆動器２１６でコイルＬ_１および接地ＧＮＤの間につないだトランジスタ２１２を切り換え、変圧器２０２の電力の伝達を制御する。コンデンサ電圧Ｖ_ｏｕｔを測定するため、抵抗Ｒ_１およびＲ_２を充電側２０４および接地ＧＮＤの間に直列でつなぎ、充電側２０４の電圧Ｖ_ｓを分圧し、フィードバック信号Ｖ_ＦＢを生成して集積回路２１０に供給し、コンパレータ２１８によって参考信号Ｖ_ｒｅｆおよびフィードバック信号Ｖ_ＦＢを比較し、信号Ｓを制御回路２１４に出力し、コンデンサ電圧Ｖ_ｏｕｔが予定値に達した時に、コンデンサＣ_ｏに対する充電を停止する。電流が出力側Ｖ_ｏｕｔから充電側２０４に逆流することを防止するため、ダイオード２０６は充電側２０４および出力側Ｖ_ｏｕｔの間に接続する。

トランジスタ２１２を導通した時の、変圧器２０２の二次側コイル電圧は、
Ｖ_ｓ＝（−Ｖ_ｂａｔ）×（Ｎ_ｓ／Ｎ_ｐ） 式１
となる。
Ｖ_ｓは負圧であるため、電流Ｉ_２は接地ＧＮＤから抵抗Ｒ_１およびＲ_２を経て、変圧器２０２に流れ、分圧されてフィードバック信号が得られ、
Ｖ_ＦＢ＝Ｖ_ｓ×｛Ｒ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２）｝
＝（−Ｖ_ｂａｔ）×（Ｎ_ｓ／Ｎ_ｐ）×｛Ｒ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２）｝ 式２
となる。

このため、フィードバック信号Ｖ_ＦＢも負圧である。大部分のＰ型ベースをもつ集積回路は、ピンの電圧が−０.３Ｖを下回る時、集積回路にロックが発生しやすいため、コイルＬ_１およびＬ_２の巻線比Ｎ_Ｐ：Ｎ_Ｓ、および抵抗Ｒ_１およびＲ_２の比をを選択し、フィードバック信号Ｖ_ＦＢが−０.３Ｖを下回らないようにする。トランジスタ２１２が遮断した時は、電流Ｉ_２は変圧器２０２からコンデンサＣ_ｏに流れて、コンデンサＣ_ｏに充電され、二次側電圧は、
Ｖ_ｓ＝Ｖ_ｏｕｔ＋Ｖ_ｆ 式３
となる。
そのうち、Ｖ_ｆはダイオード２０６の順方向のバイアス圧である。分圧で得られるフィードバック信号は、
Ｖ_ＦＢ＝（Ｖ_ｏｕｔ＋Ｖ_ｆ）×｛Ｒ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２）｝ 式４
となる。

フィードバック信号Ｖ_ＦＢが参考信号Ｖ_ｒｅｆに等しくなるか、またはそれを上回る時、コンパレータ２１８の出力Ｓが制御回路２１４にコンデンサＣ_ｏに対する充電を停止させる。ダイオード２０６は、コンデンサＣ_ｏから抵抗Ｒ_１およびＲ_２を経て接地ＧＮＤに漏電することを防止する。
図６は、第二実施例である。フラッシュのコンデンサ充電器３００において、同様に、変圧器２０２、ダイオード２０６、抵抗Ｒ_１およびＲ_２、コンデンサＣ_ｏ、フラッシュモジュール２０８以および集積回路２１０があり、集積回路２１０にもトランジスタ２１２、制御回路２１４、駆動器２１６以およびコンパレータ２１８がある。そして、充電器３００には、限圧回路３０２があり、抵抗Ｒ_１およびＲ_２の間に接続されており、フィードバック信号Ｖ_ＦＢの最低値を制限し、それには抵抗Ｒ_１およびＲ_２の間に直列につなげられた抵抗Ｒ_３、および限圧ノード３０４および接地ＧＮＤの間に接続されたダイオードＤ_１が含まれる。ダイオードＤ_１の順方向のバイアス電圧は約０.７Ｖであることから、トランジスタ２１２を導通した時、限圧ノード３０４の電圧は、−０.７Ｖに制限されるため、フィードバック信号は、
Ｖ_ＦＢ＝（−０.７）×｛Ｒ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２）｝ 式５
となる。

抵抗Ｒ_１およびＲ_３の値を選択し、フィードバック信号Ｖ_ＦＢが−０.３Ｖを下回らないようにする。異なる実施例において、ダイオードＤ_１はダイオードアレイに置換することができる。
トランジスタ２１２を遮断した時に、電流Ｉ_２は変圧器２０２からコンデンサＣ_ｏに流れ、コンデンサＣ_ｏに対して充電し、二次側コイル電圧Ｖ_ｓは公式３の通りであり、分圧から得られるフィードバック信号は、
Ｖ_ＦＢ＝（Ｖ_ｏｕｔ＋Ｖ_ｆ）×｛Ｒ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２＋Ｒ_３）｝ 式６
となる。

フィードバック信号Ｖ_ＦＢが参考信号Ｖ_ｒｅｆに等しくなるか、またはそれを上回る時、コンパレータ２１８の出力Ｓが制御回路２１４にコンデンサＣ_ｏに対する充電を停止させる。ダイオード２０６はコンデンサＣ_ｏから抵抗Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３を経て接地ＧＮＤまで漏電することを防止する。

図７は、第三実施例である。フラッシュのコンデンサ充電器４００において、充電側２０４および接地ＧＮＤの間に抵抗Ｒ_１およびＲ_２およびダイオードＤ_１を直列でつなぎ、三者の位置は入れ替えることができるが、ダイオードＤ_１は電流が接地ＧＮＤから充電側２０４に逆流することを阻止する。トランジスタ２１２を導通する時、ダイオードＤ_１は、接地ＧＮＤから充電側２０４への経路を遮断し、電流が抵抗Ｒ_１およびＲ_２を通らず、フィードバック信号Ｖ_ＦＢは０である。トランジスタ２１２を遮断した時には、電流Ｉ_２は変圧器２０２からコンデンサＣ_ｏに充電され、二次側コイル電圧Ｖ_ｓは公式３の通りで、分圧から得られるフィードバック信号は、
Ｖ_ＦＢ＝（Ｖ_ｏｕｔ＋Ｖ_ｆ−Ｖ_Ｄ１）×｛Ｒ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２）｝ 式７
となる。
そのうち、Ｖ_Ｄ１はダイオードＤ_１の順方向のバイアス電圧である。フィードバック信号Ｖ_ＦＢが参考信号Ｖ_ｒｅｆに等しくなるか、または上回る時、コンパレータ２１８の出力Ｓが制御回路２１４にコンデンサＣ_ｏに対する充電を停止させる。ダイオード２０６はコンデンサＣ_ｏからダイオードＤ_１および抵抗Ｒ_１およびＲ_２を経て接地ＧＮＤまで漏電することを防止する。

図８は、第四実施例である。フラッシュのコンデンサ充電器５００において、変圧器５０２は巻線比がＮ_Ｐ：Ｎ_Ｓである一次側コイルＬ_１および二次側コイルＬ_２をもち、一次側コイル電圧Ｖ_ｂａｔを二次側コイル電圧Ｖ_ｓに転換させ、充電側５０４を経て出力側Ｖ_ｏｕｔに接続されたコンデンサＣ_ｏに対して充電し、フラッシュモジュール５０８に供給し、集積回路５１０は、制御回路５１４を通じ、駆動器５１６でコイルＬ_１および接地ＧＮＤの間につながれたトランジスタ５１２を切り換え、変圧器５０２の電力の伝達を制御する。コンデンサ電圧Ｖ_ｏｕｔを測定するために、サーボアンプ５２０は、演算アンプ５２６によって、サーボノード５２４を電圧Ｖ_Ｂまでサーボ制御し、抵抗Ｒ_２は充電側５０４およびサーボノード５２４の間に接続し、両端の圧差によって測定電流Ｉ_３を導通し、トランジスタ５２２を経て抵抗Ｒ_１まで供給し、フィードバック信号Ｖ_ＦＢを生成して、集積回路５１０に供給し、コンパレータ５１８によって参考信号Ｖ_ｒｅｆおよびフィードバック信号Ｖ_ＦＢを比較し、信号Ｓを制御回路５１４に出力し、コンデンサ電圧Ｖ_ｏｕｔが予定値に達した時に、コンデンサＣ_ｏに対する充電を停止する。出力側Ｖ_ｏｕｔから充電側５０４までの逆流電流を防止するため、ダイオード５０６は充電側５０４および出力側Ｖ_ｏｕｔの間に接続する。

トランジスタ２０６を導通する時、変圧器５０２の二次側コイル電圧Ｖ_ｓは負圧であるため、トランジスタ５２２が遮断されると、フィードバック信号Ｖ_ＦＢは０である。トランジスタ５１２を遮断する時、電流Ｉ_２はコンデンサＣ_ｏに対して充電し、サーボノード５２４の電圧はＶ_Ｂであり、二次側コイルの電圧Ｖ_ｓは公式３の通りで、抵抗Ｒ_２の測定電流は、
Ｉ_３＝（Ｖ_ｓ−Ｖ_Ｂ）／Ｒ_２＝（Ｖ_ｏｕｔ＋Ｖ_ｆ−Ｖ_Ｂ）／Ｒ_２ 式８
となる。
このため、フィードバック信号は、
Ｖ_ＦＢ＝（Ｖ_ｏｕｔ＋Ｖ_ｆ−Ｖ_Ｂ）×（Ｒ_１／Ｒ_２） 式９
となる。

フィードバック信号Ｖ_ＦＢが、参考信号Ｖ_ｒｅｆに等しくなるか、またはそれを上回る時、コンパレータ５１８の出力Ｓが制御回路５１４にコンデンサＣ_ｏに対する充電を停止させる。ダイオード５０６はコンデンサＣ_ｏから抵抗Ｒ_１およびＲ_２を経て接地ＧＮＤに漏電することを防止する。
図９は、第五実施例である。フラッシュのコンデンサ充電器６００において、充電器６００のサーボアンプ５２０のサーボ電圧は、一次側コイル電圧Ｖ_ｂａｔである。

トランジスタ２０６を導通する時、変圧器５０２の二次側コイル電圧Ｖ_ｓは負圧で、トランジスタ５２２は遮断されるため、フィードバック信号Ｖ_ＦＢは０である。トランジスタ５１２を遮断する時、電流Ｉ_２はコンデンサＣ_ｏに対して充電し、サーボノード５２４の電圧はＶ_ｂａｔであり、電圧Ｖ_ｂａｔを公式９の電圧Ｖ_Ｂに置き換えて得られたフィードバック信号は、
Ｖ_ＦＢ＝（Ｖ_ｏｕｔ＋Ｖ_ｆ−Ｖ_ｂａｔ）×（Ｒ_１／Ｒ_２） 式１０
となる。
フィードバック信号Ｖ_ＦＢが、参考信号Ｖ_ｒｅｆに等しくなるか、またはそれより大きい時、コンパレータ５１８の出力Ｓが制御回路５１４にコンデンサＣ_ｏに対する充電を停止させる。ダイオード５０６はコンデンサＣ_ｏから抵抗Ｒ_１およびＲ_２を経て接地ＧＮＤまで漏電することを防止する。

図１０は、第六実施例である。フラッシュのコンデンサ充電器７００において、電圧Ｖ_ｂａｔおよび抵抗Ｒ_１の間に接続されている抵抗は、
Ｒ_３＝Ｒ_２−Ｒ_１ 式１１
となる。
抵抗Ｒ_１およびＲ_３を電圧Ｖ_ｂａｔおよび接地ＧＮＤの間に直列につなぐため、抵抗Ｒ_３の電流は、
Ｉ_Ｒ３＝Ｖ_ｂａｔ／（Ｒ_１＋Ｒ_３） 式１２
となる。
式１１を式１２に代入して得られるのは、
Ｉ_Ｒ３＝Ｖ_ｂａｔ／（Ｒ_１＋Ｒ_２−Ｒ_１）＝Ｖ_ｂａｔ／Ｒ_２ 式１３
である。

トランジスタ２０６を導通する時、変圧器５０２の二次側コイル電圧Ｖ_ｓは負圧であるため、トランジスタ５２２は遮断され、フィードバック信号Ｖ_ＦＢは０である。トランジスタ５１２を遮断する時、電流Ｉ_２はコンデンサＣ_ｏに対して充電し、抵抗Ｒ_１の総電流は、
Ｉ_Ｒ１＝Ｉ_３＋Ｉ_Ｒ３ 式１４
である。
電圧Ｖ_ｂａｔを電圧Ｖ_Ｂに置き換えて、公式８に入れて得られた測定電流は、
Ｉ_３＝（Ｖ_ｏｕｔ＋Ｖ_ｆ−Ｖ_ｂａｔ）／Ｒ_２ 式１５
である。
公式１３、１４、および１５から得られる抵抗Ｒ_１の電流は、
Ｉ_Ｒ１＝｛（Ｖ_ｏｕｔ＋Ｖ_ｆ−Ｖ_ｂａｔ）／Ｒ_２｝＋（Ｖ_ｂａｔ／Ｒ_２）
＝（Ｖ_ｏｕｔ＋Ｖ_ｆ）／Ｒ_２ 式１６
となる。
よって、フィードバック信号は、
Ｖ_ＦＢ＝（Ｖ_ｏｕｔ＋Ｖ_ｆ）×（Ｒ_１／Ｒ_２） 式１７
となる。

フィードバック信号Ｖ_ＦＢが参考信号Ｖ_ｒｅｆに等しくなるか、またはそれを上回る時、コンパレータ５１８の出力Ｓが制御回路５１４にコンデンサＣ_ｏに対する充電を停止させる。ダイオード５０６はコンデンサＣ_ｏから抵抗Ｒ_１およびＲ_２を経て接地ＧＮＤまで漏電することを防止する。
公式１７により、抵抗Ｒ_３が一次側コイル電圧Ｖ_ｂａｔのフィードバック信号Ｖ_ＦＢに対する影響を消すことが分かる。通常、コンデンサ充電器は電池を使用して電源Ｖ_ｂａｔとしており、電池の電圧は使用時間に伴い低下するが、この実施例は電池の電圧Ｖ_ｂａｔが低下することによってもたらされるコンデンサ充電器７００のコンデンサＣ_ｏに対する充電操作を変更する。このほか、この実施例は異なる電池の電圧Ｖ_ｂａｔに適応することができる。

図１１は、第七実施例である。フラッシュのコンデンサ充電器８００において、変圧器８０２は一次側コイルＬ_１および二次側コイルＬ_２をもち、一次側コイル電圧Ｖ_ｂａｔを二次側コイル電圧Ｖ_Ｌ２に転換し、出力側Ｖ_ｏｕｔに接続されたコンデンサＣ_ｏに対して充電し、電力を出力側Ｖ_ｏｕｔに接続されたフラッシュモジュール８０６に供給する。集積回路８０８は、制御回路８１２を通じて、駆動器８１４でコイルＬ_１および接地ＧＮＤの間に接続されたトランジスタ８１０を切り換え、変圧器８０２の電力の伝達を制御する。コンデンサ電圧Ｖ_ｏｕｔを測定するために、別の二次側コイルＬ_３で、一次側コイル電圧Ｖ_ｂａｔを別の二次側コイル電圧Ｖ_Ｌ３に転換し、抵抗Ｒ_１およびＲ_２をコイルＬ_３および接地ＧＮＤの間に直列につなぎ、電圧Ｖ_Ｌ３を分圧し、フィードバック信号Ｖ_ＦＢを生成し、集積回路８０８に供給し、コンパレータ８１６によって参考信号Ｖ_ｒｅｆおよびフィードバック信号Ｖ_ＦＢを比較し、信号Ｓを制御回路８１２に出力し、コンデンサ電圧Ｖ_ｏｕｔが予定値に達した時にコンデンサＣ_ｏに対する充電を停止する。出力側Ｖ_ｏｕｔから変圧器８０２への逆流電流を防止するため、ダイオード８０４はコイルＬ_２および出力側Ｖ_ｏｕｔの間に接続する。

トランジスタ８１０を導通する時、二次側コイル電圧は、
Ｖ_Ｌ３＝（−Ｖ_ｂａｔ）×（Ｎ_ｓ２／Ｎ_ｐ） 式１８
となる。
そのため、フィードバック信号は、
Ｖ_ＦＢ＝（−Ｖ_ｂａｔ）×（Ｎ_ｓ２／Ｎ_ｐ）×｛Ｒ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２）｝ 式１９
となる。

この時のフィードバック信号Ｖ_ＦＢは負圧であり、コイルＬ_１およびＬ_３の巻線比Ｎ_Ｐ：Ｎ_Ｓ２および抵抗Ｒ_１およびＲ_２の比を選択し、フィードバック信号Ｖ_ＦＢが−０.３Ｖを下回らないようにし、集積回路８０８のロックが発生しないようにする。トランジスタ８１０を遮断する時、コンデンサＣ_ｏは電流Ｉ_２によって充電され、フィードバック信号は、
Ｖ_ＦＢ＝Ｖ_Ｌ３×｛Ｒ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２）｝ 式２０
となる。
コイルＬ_２およびＬ_３の巻線比はＮ_Ｓ１：Ｎ_Ｓ２であるため、
Ｖ_Ｌ３＝Ｖ_Ｌ２×（Ｎ_ｓ２／Ｎ_ｓ１） 式２１
式２１を式２０に代入して得られるのは、
Ｖ_ＦＢ＝Ｖ_Ｌ２×（Ｎ_ｓ２／Ｎ_ｓ１）×｛Ｒ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２）｝ 式２２
式２２から、フィードバック信号Ｖ_ＦＢと電圧Ｖ_Ｌ２には比例関係があることが分かる。この実施例において、コイルＬ_３間の接地を利用してコンデンサ電圧を測定するため、漏電の問題はない。

図１２は、第八実施例である。フラッシュのコンデンサ充電器９００において、コンデンサ電圧Ｖ_ｏｕｔを測定するため、二次側コイルＬ_３で一次側コイル電圧Ｖ_ｂａｔを二次側コイル電圧Ｖ_Ｌ３に転換し、サーボアンプ８１８は演算アンプ８２４によって、サーボノード８２２を電圧Ｖ_ｂａｔまでサーボ制御し、抵抗Ｒ_２はコイルＬ_３およびサーボノード８２２の間に接続し、両端の圧差によって、測定電流Ｉ_３は、トランジスタ８２０を経て、抵抗Ｒ_１まで導通され、フィードバック信号Ｖ_ＦＢを生成し集積回路８０８に供給し、コンパレータ８１６によって、参考信号Ｖ_ｒｅｆおよびフィードバック信号Ｖ_ＦＢを比較して、信号Ｓを制御回路８１２に出力し、コンデンサ電圧Ｖ_ｏｕｔが予定値に達した時にコンデンサＣ_ｏに対する充電を停止する。出力側Ｖ_ｏｕｔから変圧器８０２までの逆流電流を防止するため、ダイオード８０４はコイルＬ_２および出力側Ｖ_ｏｕｔの間に接続する。

トランジスタ８１０を導通する時に、電圧Ｖ_Ｌ３は負圧であるため、トランジスタ８２０は遮断され、フィードバック信号Ｖ_ＦＢは０である。トランジスタ８１０を遮断する時、コンデンサＣ_ｏは電流Ｉ_２で充電され、充電側電圧は、
Ｖ_Ｌ２＝Ｖ_ｏｕｔ＋Ｖ_ｆ 式２３
となる。
そのうち、Ｖ_ｆはダイオード８０４の順方向のバイアス圧である。コイルＬ_２およびＬ_３の巻線比はＮ_Ｓ１：Ｎ_Ｓ２であるため、
Ｖ_Ｌ３＝Ｖ_Ｌ２×（Ｎ_ｓ２／Ｎ_ｓ１）＋Ｖ_ｂａｔ 式２４
となる。

サーボアンプ８１８は、サーボノード８２２を電圧Ｖ_ｂａｔまでサーボするため、抵抗Ｒ_２の電流は、
Ｉ_３＝Ｖ_Ｌ３／Ｒ_２ 式２５
となる。
フィードバック信号は、
Ｖ_ＦＢ＝Ｉ_３×Ｒ_１＝Ｖ_Ｌ３×（Ｒ_１／Ｒ_２） 式２６
式２４から得られるのは、
Ｖ_ＦＢ＝｛Ｒ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２）｝×｛Ｖ_Ｌ２×（Ｎ_Ｓ２／Ｎ_Ｓ１）＋Ｖ_ｂａｔ｝ 式２７
式２７から、フィードバック信号Ｖ_ＦＢと電圧Ｖ_Ｌ２には比例関係があることが分かる。この実施例において、コイルＬ_３間の接地を利用してコンデンサ電圧を測定するため、漏電の問題はない。

従来フラッシュのコンデンサ充電器を示す概略図である。 図１の充電器におけるトランジスタＭ_１の導通時を示す概略図である。 図１の充電器におけるトランジスタＭ_１の遮断時を示す概略図である。 図１の充電器における漏電を示す概略図である。 本発明の第一実施例によるコンデンサ充電器に適用した概略図である。 本発明の第二実施例によるコンデンサ充電器に適用した概略図である。 本発明の第三実施例によるコンデンサ充電器に適用した概略図である。 本発明の第四実施例によるコンデンサ充電器に適用した概略図である。 本発明の第五実施例によるコンデンサ充電器に適用した概略図である。 本発明の第六実施例によるコンデンサ充電器に適用した概略図である。 本発明の第七実施例によるコンデンサ充電器に適用した概略図である。 本発明の第八実施例によるコンデンサ充電器に適用した概略図である。

符号の説明

１００ フラッシュコンデンサ充電器、１０２ 変圧器、１０４ ダイオード、１０６ フラッシュモジュール、１０８ 集積回路、１１０ 制御回路、１１２ 駆動器、１１４ コンパレータ、２００ フラッシュコンデンサ充電器、２０２ 変圧器、２０４ 充電側、２０６ ダイオード、２０８ フラッシュモジュール、２１０ 集積回路、２１２ トランジスタ、２１４ 制御回路、２１６ 駆動器、２１８ コンパレータ、３００ フラッシュコンデンサ充電器、３０２ 限圧回路、３０４ 限圧ノード、４００ フラッシュコンデンサ充電器、５００ フラッシュコンデンサ充電器、５０２ 変圧器、５０４ 充電器、５０６ ダイオード、５０８ フラッシュモジュール、５１０ 集積回路、５１２ トランジスタ、５１４ 制御回路、５１６ 駆動器、５１８ コンパレータ、５２０ サーボアンプ、５２２ トランジスタ、５２４ サーボノード、５２６ 演算アンプ、８００ フラッシュコンデンサ充電器、８０２ 変圧器、８０４ ダイオード、８０６ フラッシュモジュール、８０８ 集積回路、８１０ トランジスタ、８１２ 制御回路、８１４ 駆動器、８１６ コンパレータ、８１８ サーボアンプ、８２０ トランジスタ、８２２ サーボノード、８２４ 演算アンプ

Claims (38)

1. コンデンサ充電器を制御する測定装置を備えるコンデンサ電圧測定装置であって、
   前記コンデンサ充電器は、変圧器によって一次側コイル電圧を二次側コイル電圧に転換し充電側を経て出力側に接続されたコンデンサに対し充電し予定の電圧に到達させ、
   前記測定装置はフィードバック信号を生成して前記コンデンサ充電器に供給し、コンデンサ電圧が予定した電圧に等しくなるか、またはそれを上回る時に、前記コンデンサに対する充電を停止し、
   前記測定装置は、充電側と参考電位との間に接続され、その組み合わせにはフィードバック装置が設置され、フィードバック信号を出す複数の分圧コンポーネントに直列に接続され、充電側と出力側との間に接続され、前記コンデンサから充電側までの逆流電流を防止する逆流防止回路を有することを特徴とするコンデンサ電圧測定装置。
2. フィードバック信号を生成する抵抗を有することを特徴とする請求項１記載のコンデンサ電圧測定装置。
3. 参考電位から充電側までの逆流電流を防止するための第二逆流防止回路を備えることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ電圧測定装置。
4. 前記第二逆流防止回路は、ダイオードを有することを特徴とする請求項３記載のコンデンサ電圧測定装置。
5. フィードバック信号が臨界値を下回らないように制限する限圧回路を備えることを特徴とする請求項１記載のコンデンサ電圧測定装置。
6. 限圧回路は、
   フィードバック装置と限圧ノードとの間に接続される抵抗と、
   限圧ノードと第二参考電位との間に接続される一つまたは複数のダイオードとを有することを特徴とする請求項５記載のコンデンサ電圧測定装置。
7. 逆流防止回路はダイオードを有することを特徴とする請求項１記載のコンデンサ電圧測定装置。
8. 充電側と限圧ノードとの間に接続される第一抵抗と、
   限圧ノードと参考電位との間に直列に接続される第二抵抗および第三抵抗と、
   限圧ノードと第二参考電位との間に接続される一つまたは複数のダイオードと、
   を有することを特徴とする請求項１記載のコンデンサ電圧測定装置。
9. コンデンサ充電器を制御する測定装置を備えるコンデンサ電圧測定装置であって、
   前記コンデンサ充電器は、変圧器を通じて一次側コイル電圧を二次側コイル電圧に転換し、充電側を経て出力側に接続されたコンデンサに対して充電し予定の電圧に到達させ、
   前記測定装置は、フィードバック信号を生成し、フィードバック側から前記コンデンサ充電器に供給し、コンデンサ電圧が予定の電圧に等しくなるか、またはそれを上回る時に前記コンデンサの充電を停止し、
   前記測定装置は、充電側およびフィードバック側の間に接続され測定電流をフィードバック側に供給する電流源と、フィードバック側および参考電位の間に接続され測定電流を利用してフィードバック信号を生成するフィードバック装置と、充電側と出力側との間に接続されコンデンサからその充電側までの逆流電流を防止する逆流防止回路とを有することを特徴とするコンデンサ電圧測定装置。
10. 前記電流源は、
    充電側とサーボノードとの間に接続される抵抗と、
    サーボノードとフィードバック側との間に接続され、サーボノードを第二参考電位としてサーボ制御し測定電流を決定するサーボアンプと、
    を有することを特徴とする請求項９記載のコンデンサ電圧測定装置。
11. 前記サーボアンプは、
    サーボノードとフィードバック側との間に接続され、測定電流の導通を制御するトランジスタと、
    第一入力側が第二参考電位に接続され、第二入力側がサーボノードに接続され、サーボノードを第二参考電位としてサーボ制御し、出力側がトランジスタのゲート極に接続する演算アンプと、
    を有することを特徴とする請求項１０記載のコンデンサ電圧測定装置。
12. 前記第二参考電位と一次側コイル電圧との間には比例関係があることを特徴とする請求項１０記載のコンデンサ電圧測定装置。
13. 第二抵抗コンポーネントは、前記第二参考電位と前記フィードバック側との間に接続されていることを特徴とする請求項１２記載のコンデンサ電圧測定装置。
14. 前記フィードバック装置は抵抗を有することを特徴とする請求項９記載のコンデンサ電圧測定装置。
15. 前記逆流防止回路はダイオードを有することを特徴とする請求項９記載のコンデンサ電圧測定装置。
16. コンデンサ充電器を制御する測定装置を備えるコンデンサ電圧測定装置であって、
    前記コンデンサ充電器は、変圧器を通じて一次側コイル電圧を二次側コイル電圧に転換し充電側を経て出力側に接続されたコンデンサに対して充電し予定の電圧に到達させ、
    前記測定装置は、フィードバック信号を生成し、フィードバック側から前記コンデンサ充電器に供給し、コンデンサ電圧が予定した電圧に等しくなるか、またはそれを上回る時に前記コンデンサに対する充電を停止するのに用いられ、
    前記測定装置は、
    一次側コイル電圧から転換する第二二次側コイル電圧の、第二二次側コイル電圧とサーボノードとの間に接続され、測定電流を生成する抵抗と、
    サーボノードとフィードバック側との間に接続され、サーボノードを一次側コイル電圧にサーボ制御し、測定電流を決定するサーボアンプと、
    フィードバック側と参考電位との間に接続され、測定電流を利用してフィードバック信号を生成するフィードバック装置と、
    充電側と出力側との間に接続され、前記コンデンサから充電側までの逆流電流を防止する逆流防止回路と、
    を有することを特徴とするコンデンサ電圧測定装置。
17. 前記サーボアンプは、
    サーボノードとフィードバック側との間に接続され、測定電流の導通を制御するトランジスタと、
    第一入力側からその第二参考電位に接続され、第二入力側は前記サーボノードに接続され、前記サーボノードを第二参考電位としてサーボ制御し、出力側は前記トランジスタのゲート極に接続される演算アンプと、
    を有することを特徴とする請求項１６記載のコンデンサ電圧測定装置。
18. フィードバック装置は抵抗を有することを特徴とする請求項１６記載のコンデンサ電圧測定装置。
19. 逆流防止回路はダイオードを有することを特徴とする請求項１６記載のコンデンサ電圧測定装置。
20. コンデンサ充電器を制御する測定装置を備えるコンデンサ電圧測定装置であって、
    前記コンデンサ充電器は、変圧器を通じて一次側コイル電圧を二次側コイル電圧に転換し、充電側を経て出力側に接続されたコンデンサに対して充電し、予定の電圧に到達させ、
    前記測定装置は、フィードバック信号を生成し、フィードバック側から前記コンデンサ充電器に供給され、コンデンサ電圧が予定する電圧に等しくなるか、またはそれを上回る時に、前記コンデンサに対する充電を停止するのに用いられ、
    前記測定装置は、一次側コイル電圧を転換した第二二次側コイル電圧が複数の分圧コンポーネントに直列に接続され、第二二次側コイル電圧と参考電位の間に接続され、フィードバック信号を生成するフィードバック装置と、
    充電側と出力側との間に接続され、前記コンデンサから充電側までの逆流電流を防止する逆流防止回路と、
    を有することを特徴とするコンデンサ電圧測定装置。
21. 前記フィードバック装置はフィードバック信号を生成する抵抗を有することを特徴とする請求項２０記載のコンデンサ電圧測定装置。
22. 前記逆流防止回路はダイオードを有することを特徴とする請求項２０記載のコンデンサ電圧測定装置。
23. コンデンサ充電器を制御する測定装置によるコンデンサ電圧測定方法であって、
    前記コンデンサ充電器は、変圧器を通じて一次側コイル電圧を二次側コイル電圧に転換し、充電側を経て出力側に接続されたコンデンサに対して充電し、予定の電圧に到達させ、
    フィードバック信号を前記コンデンサ充電器に供給し、コンデンサ電圧がその予定した電圧に等しくなるか、またはそれを上回る時に前記コンデンサに対する充電を停止するのに用いられ、
    前記コンデンサから充電側までの逆流電流を阻止する段階と、
    充電側の電圧を測定する段階と、
    測定した電圧を分圧し、フィードバック信号を生成する産み出す段階と、
    を含むことを特徴とするコンデンサ電圧測定方法。
24. 充電側の電圧を測定するとき、複数の抵抗を充電側に直列に接続する段階を含むことを特徴とする請求項２３記載のコンデンサ電圧測定方法。
25. 複数の抵抗から充電側への逆流電流の阻止することを特徴とする請求項２４記載のコンデンサ電圧測定方法。
26. 複数の抵抗の間からサーボノードを１つ選択する段階と、
    サーボノードを参考電位としてサーボ制御する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項２４記載のコンデンサ電圧測定方法。
27. 参考電位を一次側コイル電圧に正比例させることを特徴とする請求項２６記載のコンデンサ電圧測定方法。
28. フィードバック信号が臨界値を下回らないように制限することを特徴とする請求項２３記載のコンデンサ電圧測定方法。
29. 測定する電圧を分圧し、フィードバック信号を生成する段階では測定電流を生成し抵抗を経てフィードバック信号を生成することを特徴とする請求項２３記載のコンデンサ電圧測定方法。
30. コンデンサ充電器を制御する測定装置によるコンデンサ電圧測定方法であって、
    前記コンデンサ充電器は、変圧器を通じて一次側コイル電圧を二次側コイル電圧に転換し、充電側を経て出力側に接続されたコンデンサに対して充電し、予定の電圧に到達させ、
    フィードバック信号を生成し、前記コンデンサ充電器に供給し、コンデンサ電圧が予定の電圧に等しくなるか、またはそれを上回る時に前記コンデンサに対する充電を停止するのに用いられ、
    前記コンデンサからその充電側までの逆流電流を阻止する段階と、
    充電側の電圧と選択された電圧との間の差から測定電流を生成する段階と、
    前記測定電流から、抵抗を経てフィードバック信号を生成する段階と、
    を含むことを特徴とするコンデンサ電圧測定方法。
31. 選択した電圧を一次側コイル電圧に正比例させることを特徴とする請求項３０記載のコンデンサ電圧測定方法。
32. コンデンサ充電器を制御する測定装置によるコンデンサ電圧測定方法であって、
    前記コンデンサ充電器は、変圧器を通じて一次側コイル電圧を二次側コイル電圧に転換し、充電側を経て出力側に接続されたコンデンサに対して充電し、予定の電圧に到達させ、
    フィードバック信号を生成し、前記コンデンサ充電器に供給し、コンデンサ電圧が予定の電圧に等しくなるか、またはそれを上回る時に前記コンデンサに対する充電を停止するのに用いられ、
    前記コンデンサから充電側への逆流電流を阻止する段階と、
    前記一次側コイル電圧を第二二次側コイル電圧に転換する段階と、
    前記第二二次側コイル電圧を測定する段階と、
    測定した電圧を分圧し、フィードバック信号を生成する段階と、
    を含むことを特徴とするコンデンサ電圧測定方法。
    という手順が含まれる。
33. 第二二次側コイル電圧を測定するとき、複数の抵抗を第二二次側コイル電圧に直列に接続することを特徴とする請求項３２記載のコンデンサ電圧測定方法。
34. 複数の抵抗の間からサーボノードを１つ選択する段階と、
    前記サーボノードを参考電位としてサーボ制御する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項３３記載のコンデンサ電圧測定方法。
35. 参考電位を、一次側コイル電圧に正比例させることを特徴とする請求項３４記載のコンデンサ電圧測定方法。
36. 測定した電圧を分圧し、フィードバック信号を生成するとき、測定した電圧が生成する測定電流が、抵抗を経てフィードバック信号を生成することを特徴とする請求項３２記載のコンデンサ電圧測定方法。
37. コンデンサ充電器を制御する測定装置によるコンデンサ電圧測定方法であって、
    前記コンデンサ充電器は、変圧器を通じて一次側コイル電圧を二次側コイル電圧に転換し、充電側を経て出力側に接続されたコンデンサに対して充電し、予定の電圧に到達させ、
    フィードバック信号を前記コンデンサ充電器に供給し、コンデンサ電圧がその予定した電圧に等しくなるか、またはそれを上回る時に前記コンデンサに対する充電を停止するのに用いられ、
    前記コンデンサからその充電側への逆流電流を阻止する段階と、
    一次側コイル電圧を第二二次側コイル電圧に転換する段階と、
    第二二次側コイル電圧から、測定電流を生成する段階と、
    前記測定電流から抵抗を経てフィードバック信号を生成する段階と、
    を含むことを特徴とするコンデンサ電圧測定方法。
38. 前記第二二次側コイル電圧から測定電流を生成するとき、第二抵抗から第二二次側コイル電圧まで接続することを特徴とする請求項３７記載のコンデンサ電圧測定方法。

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